《CDMA基本原理EV》课件.ppt

*******************《CDMA基本原理EV》课件简介本课件将深入探讨第四代移动通信技术CDMA的基本原理及其最新发展趋势。从信号调制解调、多址接入、扩频技术等基础概念出发,全面解析CDMA的工作机制和技术优势。CDMA技术概述1多址接入技术CDMA采用码分多址(CDMA)技术,允许多个用户在相同的频段上同时传输。2抗干扰能力强通过扩频技术,CDMA系统具有很强的抗干扰能力,即使在强干扰环境下也能保证良好的传输质量。3频率利用率高CDMA系统可以实现周密的频率重用,提高了频谱利用率。4灵活的容量管理CDMA系统能够根据用户需求灵活地分配系统容量,提高了系统资源利用率。扩频系统结构CDMA系统由三部分组成:基站、移动台和网络控制中心。基站负责信号的发射和接收,移动台连接用户,网络控制中心管理整个系统的运行。这种结构实现了无线电信号在用户之间的高效传输,同时也保证了系统的安全性和可靠性。扩频原理1信号分散将窄带信号扩展到更宽的频带上2频谱占用通过扩频获得更广的频谱利用3降噪抑干扩频后的信号对噪声干扰更加鲁棒4多址接入不同用户可以共享同一频段资源扩频技术的基本原理是将窄带信号扩展到更宽的频带上传输。这样做可以提高频谱利用率、增强抗干扰能力、实现多址接入等优势。CDMA系统就是利用扩频技术来实现多用户共享同一频段的目标。扩频码的选择良好的自相关特性扩频码应具有良好的自相关特性,以减少同码间的干扰。较低的交叉相关性多个用户的扩频码应具有较低的交叉相关性,以降低多用户干扰。简单的生成方式扩频码的生成方式应简单易实现,以降低系统的复杂度。良好的稳定性扩频码应具有良好的稳定性,以保证系统性能在各种环境下的一致性。正交扩频码的生成1Walsh码生成Walsh码是最常用的正交扩频码。它们基于Hadamard矩阵生成,能够产生正交的码序列。2PN码生成伪随机噪声(PN)码也是一种重要的正交扩频码。PN码使用移位寄存器和反馈逻辑电路生成.3序列码生成序列码是另一种常见的正交扩频码,它们通过线性反馈移位寄存器产生周期性码序列.接收机同步问题同步问题概述CDMA接收机需要实现时间同步、载波同步和扩频码同步,才能正确解调接收到的信号。这些同步问题是CDMA系统设计和实现的关键技术难点之一。同步环路结构接收机通常采用时间同步环路、载波同步环路和扩频码同步环路来实现各种同步。这些环路需要精心设计以保证快速稳定的同步捕获和跟踪。同步质量分析同步质量直接影响系统的误码率性能。需要分析同步环路的噪声特性,并优化同步参数,才能达到最佳的同步性能。向前链路中的同步码字同步接收机需要快速获得码字边界的同步,以确保对扩频码的正确解调。载波同步接收机需要获得载波信号的相位和频率同步,以抵消信道引起的频率偏移。符号同步接收机需要获得每个符号的边界同步,以确保在码字边界正确采样解调。向后链路中的同步1信号解调接收机对后向链路信号进行解调,提取出数据和控制信息。2定时恢复接收机利用信号的时序特性恢复出正确的时钟同步。3载波恢复接收机利用信号的载波特性恢复出正确的载波同步。在向后链路中,接收机需要通过信号解调、定时恢复和载波恢复三个步骤来实现同步。这确保了接收机能够正确地解析和处理发送端的信号,从而保证了通信的可靠性和稳定性。多径传播造成的影响信号衰减多径传播会导致接收信号的过度衰减,影响通信质量。这是由于不同路径的信号相互抵消所致。信号干扰来自不同路径的信号会相互干扰,出现信号失真和码间串扰,严重影响数据解调。时延扩展反射和折射会造成信号延迟到达,导致时延扩展,进而影响系统的码元间隔和同步性。多普勒频移如果通信双方或信号反射物存在移动,还会引起多普勒频移,进一步加剧信号失真。多径信号组合技术延迟合成将多径信号经过延迟后再进行加权叠加,可以突出主要信号成分,抑制多余干扰。相干合成通过分析多径信号的相位信息,对各路信号进行相干相加,可以增强有用信号,抑制干扰。RAKE接收机RAKE接收机利用多个相干相加的相关器来捕获和组合多径信号,提高能量利用效率。RAKE接收机结构RAKE接收机利用多径信号的传播特性,可以有效抑制多径干扰,提高系统性能。它通过采用多个相关接收器(finger)并行接收各路径信号,然后利用适当的合成技术将它们组合起来,从而充分利用了多径信号。这样不仅可以提高信号功率,还可以增加系统的抗干扰能力。多普勒效应及其补偿多普勒频移移动通信系统中,发射端和接收端之间的相对运动会导致信号频率发生改变,这就是多普勒频移效应。这会造成严重的系统