cdma蜂窝移动通信系统

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1、第9章CDMA蜂窝移动通信系统9.1扩展频谱通信的基本概念9.2系统综述9.3CDMA数字蜂窝移动通信系统9.4CDMA正向信道9.5CDMA反向信道9.6CDMA系统的功率控制9.7CDMA系统信道切换、位置登记和呼叫处理习题9.1扩展频谱通信的基本概念9.1.1扩频通信的含义扩展频谱(SS，SpreadSpectrum)通信简称扩频通信。扩频通信的定义简单表述如下：扩频通信技术是一种信息传输方式，在发端采用扩频码调制，使信号所占的频带宽度远大于所传信息所需的带宽。在收端采用相同的扩频码进行相关解调来解扩以恢复所传信息数据。这一定

2、义其实包含了以下三方面意思：(1)信号的频谱被展宽了。众所周知，传输任何信息都需要一定的频带，称为信息带宽或基带信号频带宽度。(2)采用扩频码序列调制的方式来展宽信号频谱。(3)在接收端用相关解调(或相干解调)来解扩。9.1.2扩频通信的理论基础1.仙农公式的隐含意义长期以来，人们总是想方设法使信号所占频谱尽量窄，以充分提高十分宝贵的频率资源的利用率。为什么要用宽频带信号来传输窄带信息呢?简单的回答就是主要为了通信的安全可靠。这一点可以用信息论和抗干扰理论的基本观点加以说明。顺便指出，扩频通信技术可用来实现码分多址方式，并为数字化通

3、信(包括数字化移动通信)增添一种新的多址方式。仙农(Shannon)在其信息论中得出了带宽与信噪比互换的关系式，即仙农公式：(9-1)式中，C为信道容量，单位为b/s；B为信号频带宽度，单位为Hz；S为信号平均功率，单位为W；N为噪声平均功率，单位为W。2.差错概率公式柯捷尔尼可夫在其潜在抗干扰性理论中得到如下关于信息传输差错概率的公式：(9-2)(9-3)信号功率S为(9-4)已调(或已扩频)信号的带宽为B，则噪声功率为(9-5)将式(9-3)～(9-5)代入式(9-2)，可得(9-6)9.1.3处理增益和抗干扰容限扩频通信系统由

4、于在发端扩展了信号频谱，在收端解扩后恢复了所传信息，这一处理过程带来了信噪比上的好处，即接收机输出的信噪比相对于输入的信噪比大有改善，从而提高了系统的抗干扰能力。因此，可以用系统输出信噪比与输入信噪比二者之比来表征扩频系统的抗干扰能力。理论分析表明，各种扩频系统的抗干扰能力大体上都与扩频信号带宽B与信息带宽Bm之比成正比。工程上常以分贝(dB)表示，即(9-7)仅仅知道扩频系统的处理增益，还不能充分说明系统在干扰环境下的工作性能。因为通信系统要正常工作，还需要保证输出端有一定的信噪比(如CDMA蜂窝移动通信系统为7dB)，并需扣除系

5、统内部信噪比的损耗，因此需引入抗干扰容限Mj，其定义如下：Mj=Gp-［(S/N)o+Ls］(9-8)式中，(S/N)o为输出端的信噪比，Ls为系统损耗。9.1.4直接序列扩频(DS)1.直扩的原理所谓直接序列扩频(DS-SS),就是直接用具有高速率的扩频码序列在发端去扩展信号的频谱。而接收端，用相同的扩频码序列进行解扩，把展宽的扩频信号还原成原始信息。图9-1示出了直扩通信系统原理及有关波形或相位关系。图9-1直扩通信系统原理(a)直扩通信系统原理；(b)有关波形和相位关系图9-1直扩通信系统原理(a)直扩通信系统原理；(b)有

6、关波形和相位关系在发送端输入信息码元m(t)，它是二进制数据，图中为0、1两个码元，其码元宽度为Tb，加入扩频调制器，图中为一个模2加法器，扩频码为一个伪随机码(PN码)，记作p(t)，伪码的波形如图9-1(b)中第(2)个波形，其码元宽度为Tb，且取Tb=16Tp。通常在DS系统中，伪码的速率Rp远远大于信码速率Rm，即Rp>>Rm，就是说，伪码的宽度Tp远远小于信码的宽度，即Tp<

7、还要进行载频调制，以便在信道上有效地传输。图中采用二相相移键控方式。调相器可由环形调制器完成，即将c(t)与载频Acosω1t相乘，输出为s1(t)；即s1(t)=c(t)Acosω1t(9-11)式中，，当二进制序列为0码，当二进制序列为1码因此，经过扩频和相位调制后的信号s1(t)为(9-12)2.接收端工作原理假设发射的信号经过信道传输，不出现差错，经过接收机前端电路(包括输入电路、高频放大器等)，输出仍为s1(t)。这里不考虑信道衰减等问题，因为对PSK调制信号而言，重要的是相位问题，这样的假定对分析工作原理是不受影响的。相

8、关器完成相干解调和解扩。接收机中的本振信号频率与载频相差为一个固定的中频。所谓相关器或相关检测的概念，可以用一个简单的比喻“用相片去对照找人”来说明。如果你想在一群人中寻找某个不相识的人，最简单且有效的方法是用相片对照去找，只要这一群