第十四讲CDMA的基本原理与扩频通信系统.ppt

　第十四讲  CDMA的基本原理和扩频通信系统 主要内容 CDMA系统的发展 CDMA原理 扩频的原理 直扩系统的原理及组成 跳频系统的原理及组成 由以上分析可知, 在接收端的解扩过程中, 由于有用信号与扩频序列码的相关性, 从而使其由宽带解扩为窄带信号, 而由于干扰信号与扩频序列码的非相关性, 使其由窄带信号扩展成了宽带信号, 从而使信噪比大大提高, 获得了扩频增益。  扩频系统中的多址问题的解决也是基于此道理。 由于每个用户都有惟一的一个码序列, 只有当接收到的信号所包含的码序列与自身的相同时, 经过解扩才可能出现峰值, 从而恢复出原始信号。相反地, 如果接收到信号的码序列与自身的不相同, 经过解扩之后其频谱会变得更宽, 就会把该信号作为干扰信号来对待, 更不会恢复出其原始信号形式。 3) 优点及缺陷 (1) 直扩信号的功率谱密度低, 具有隐蔽性和低的截获概率, 因此抗侦察、抗截获的能力强; 另外, 功率污染小, 即对其他系统引起的电磁环境污染小, 有利于多种系统共存。  (2) 直扩伪随机序列的伪随机性和密钥量使信息具有保密性, 即系统本身具有加密的能力。因为用伪随机序列对信息比特流进行扩展频谱, 就相当于对信息的加密; 而所拥有的码型不同的伪随机序列的数目, 就相当于密钥量。当不知道直扩系统所采用的码型时, 就无法破译。 * * * 　　CDMA技术的产生与发展 20世纪80年代末, 全球范围从模拟向数字蜂窝技术的突然转变, 使欧洲的GSM数字技术得以迅速推广, 占据了无可争议的市场领先地位。几乎与GSM技术同时诞生的还有CDMA技术。与原来模拟通信系统所采用的FDMA技术和GSM系统所采用的TDMA 技术相对应, CDMA是码分多址(Code Division Multiple Access)技术的英文缩写, 它是在数字技术的分支——扩频通信技术的基础上发展起来的一种崭新而成熟的无线通信技术。 正是由于它是以扩频通信技术为基础的, 能够更加充分的利用频谱资源, 更加有效的解决频谱短缺问题, 因此被视为是实现第3代移动通信的首选。 CDMA技术标准化发展阶段 CDMA技术的发展, 推进了3G的实现进程。CDMA技术的标准化经历了如下几个阶段(如图3-1所示): IS-95是CDMA One系列标准中最先发布的标准, 真正在全球得到广泛应用的第一个CDMA 标准是IS-95A, 这一标准支持8K编码话音服务。其后又分别出版了13K话音编码器的TSB74标准, 支持1.9GHz 的CDMA PCS系统的STD-008标准, 其中13K编码话音服务质量已非常接近有线电话的话音质量。随着移动通信对数据业务需求的增长, 1998年, IS-95B 标准应用于CDMA基础平台。 IS-95B可提高CDMA系统性能, 并增加用户移动通信设备的数据流量, 提供对64 kb/s数据业务的支持。 其后, CDMA 2000成为窄带CDMA系统向第三代系统过渡的标准。CDMA 2000在标准研究的前期, 提出了1X和3X的发展策略, 但随后的研究表明, 1X和1X增强型技术代表了未来发展方向。 我国CDMA标准的发展 中国CDMA的发展并不迟, 也有长期军用研究的技术积累, 1993年国家863计划已开展了CDMA蜂窝技术研究。1994年高通首先在天津建设技术试验网。1998年, 具有14万容量的长城CDMA商用试验网在北京、 广州、 上海、 西安建成, 并开始小部分商用。 1999年4月, 我国成立了中国无线通信标准研究组CWTS, 其主要目的是加强我国的标准制定工作。 CWTS下属的WG4即为CDMA工作组, 它的主要任务就是制定适合我国具体情况的CDMA标准, 加强中国对国际标准制定的影响力。 此后, 我国向国际电信联盟递交了第三代移动通信技术规范TD-CDMA标准, 该标准在1999年11月结束的有关世界第三代移动通信标准制定会上被最终确定为第三代移动通信技术规范的系列标准之一。这是中国提出的电信技术标准第一次被国际电信联盟所采用, 同时也证明了我国的通信技术水平已逐渐与世界同步, 我们的民族产业也日益引起世界的瞩目。 码分多址的基本原理 模拟系统是靠频率的不同来区别不同用户的, GSM系统靠的是极其微小的时差, 而CDMA则是靠编码的不同来区别不同的用户。由于CDMA系统采用的是二进制编码技术, 编码种类可以达到4.4亿, 而且每个终端的编码还会随时发生变化, 两部CDMA终端编码相同的可能性是“二百年一遇”, 因此, 在CDMA系统中进行盗码几乎不可