9第七章码分多址移动通信系统.pptx

第7章 码分多址(CDMA)移动通信系统; 码分多址(CDMA)是以扩频技术为基础的。扩频是把信息的频谱扩展到宽带中进行传输的技术。扩频技术用于通信系统具有抗干扰、抗多径、隐蔽、保密和多址能力。 CDMA技术的出现源自于人类对更高质量无线通信的需求。第二次世界大战期间因战争的需要而研究开发出CDMA技术，其思想初衷是防止敌方对己方通讯的干扰，在战争期间广泛应用于军事抗干扰通信，后来由美国高通公司更新成为商用蜂窝电信技术。 适用于码分多址蜂窝通信系统的扩频技术是直接序列扩频(DS)或简称直扩。 扩频信号的产生包括调制和扩频两个步骤。比如，先用要传送的信息比特对载波进行调制，再用伪随机序列(PN序列)扩展信号的频谱；也可以先用伪随机序列与信息比特相乘(把信息的频谱扩展)，再对载波进行调制。二者是等效的。 ; 设信息速率为Rb (bit/s), 伪随机序列的速率为Rp (子码/秒)，定义扩频因子为 ;码分多址的特征 ;图 CDMA蜂窝系统的多址干扰 ;话音激活技术； 扇区 功率控制 CDMA提高容量的条件：进行功率控制。;远近效应：CDMA蜂窝系统的“远近效应”很突出，主要发生在反向传输链路上。移动台在小区内的位置是随机移动的，而且是经常变化的，同一部移动台可能有时处于小区边缘，有时靠近基站。如果移动台发射功率按照最大通信距离设计，则当移动台靠近基站时，必然会有过量而又有害的功率辐射。解决方法就是根据通信距离的不同，实时调整发射机所需的功率，即功率控制。 功率控制的原则（要求）：当信道的传播条件突然改善时，功率控制应作出快速反应；当信道传播条件突然变坏时，功率控制的速度可以相对慢一些。 功率控制分为 反向功率控制 正向功率控制;反向功率控制;反向链路功率控制影响接入和反向业务信道。 反向功率控制分为开环功率控制和闭环功率控制 开环功率控制：移动台接收并测量基站发来的信号强度，并估计正向传输的损耗，然后根据这种估计调节移动台的反向发射功率。 闭环功率控制：由基站检测来自移动台的信号强度，根据检测结果形成功率调整指令，通知移动台来调整发射功率。; 1 反向链路开??功率控制 原则：距离基站越近的移动台与距离基站较远或处于衰落区的移动台相比发射功率要更小。 移动台根据在1.23MHz带宽内的总的接收功率(导频、寻呼、同步、业务信道的功率)来调整发射功率。 在开环功率控制中不包括基站—只有移动台进行开环功率控制。 CDMA系统的主要目的是发射刚好满足必需的性能目标的功率，因此移动台试图通过发射一个极低的功率信号首先引起基站的注意。关键的原则是移动台的发射功率与接收功率成反比。 缺点：反向链路传播的统计量是根据前向链路的传播统计量进行估测的，但由于两个链路是不相关的，可能会出现大的差错。 纠正：通过移动台捕获到前向业务信道，并开始处理功率控制比特，闭环功率控制机制开始生效后，才能纠正。;2. 反向链路闭环功率控制 两种独立的功率控制机制结合起来能在80dB (48dB闭环+32dB开环)的动态范围对功率进行调节。闭环功率控制对开环功率控制提供校正。 移动台根据来自基站的功率控制比特增加或降低反向业务信道的发射功率，从而接近Eb/It额定值的目标值或控制长期FER的设定值。 每个功率比特能够使移动台功率产生1dB的变化—可以使测量的Eb/It的值与目标值之间的差距减少1dB。 基站在每个长度为20ms的帧内发送对Eb/It的修正16次。如果测得的Eb/It大于当前的Eb/It的目标值，基站通知移动台按照每次降低1dB的方式降低它的功率，否则，基站指令移动台按照每次增加1dB的方式增加功率。 ; ; 正向功率控制也称下行链路功率控制。 要求：调整基站向移动台发射的功率，使任一移动台无论处于小区中的任何位置上，收到基站的信号电平都刚刚达到信干比所要求的门限值。 作用：可以避免基站向距离近的移动台辐射过大的信号功率，也可以防止或减少由于移动台进入传播条件恶劣或背景干扰过强的地区而发生误码率增大或通信质量下降的现象。 ;① 根据理论分析，CDMA蜂窝系统与模拟蜂窝系统或TDMA数字蜂窝系统相比具有更大的通信容量。 ②具有“软容量”的特点。CDMA蜂窝系统的全部用户共享一个无线信道，用户信号的区分只靠所用码型的不同，因此当蜂窝系统的负荷满载时，另外增加少数用户，只会引起话音质量的轻微下降(或者说信干比稍微降低)，而不会出现阻塞现象。CDMA蜂窝系统的这种特征，使系统容量与用户数之间存在一种“软”的关系。; ③ CDMA蜂窝系统具有“软切换”功能。即在过区切换的起始阶段，由原小区的基站与新小区的基站同时为过区的MS服务，直到该MS与新基站建立起可靠的通信链路后，原基站才中断它和该MS的联系。 ④ C