cdma移动通信系统(1 基本概念)new

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1、基于IS-95的CDMA移动通信技术l扩频技术基础由高通公司构想和发起并已投入商业运营的IS-95系统，成为扩频系统商业化的光辉典范，并且开辟了扩频非军事应用的新纪云。如果有人想了解一种使用大量现代通信理论和信息理论而设计制造的通信系统，那么IS-95标准的CDMA系统就是一个很好的例子。Ø香农定理香农信息论中香农定理描述了信道容量，信号带宽，持续时间，与信噪比之间的关系：SC=WTlog(1+)2N2003-9-2北京邮电大学无线中心1基于IS-95的CDMA移动通信技术l扩频技术基础(续)其中：C：信道容量W：信道带宽T：持续时间S：信噪比N香农公式表明了一个无误差地传输信息的能力

2、同存在与信道中的信噪比以及用于传输信息的信道带宽之间的关系。可以将决定信道容量的C的三个主要参数：信号带宽W，持续时间T，与信噪比S组成一个很形象的可塑性三维信号体积，见下图N2003-9-2北京邮电大学无线中心21基于IS-95的CDMA移动通信技术l扩频技术基础(续)fWtTSlog(..)log2(1+N)22003-9-2北京邮电大学无线中心3基于IS-95的CDMA移动通信技术l扩频技术基础(续)S由信号带宽W，持续时间T，与信噪比N组成的立方体的体积就是信道容量C。这个信道容量所决定的三维信号体积最大的特点就是具有可塑性。即在总体积不变的条件下，三轴上的自变量间可以互换，可

3、以互相取长补短。用频带换取信噪比，就是现代扩频通信的基本原理，其目的是为了提高通信系统的可靠性。如果，在通信中信噪比为主要矛盾（比如无线通信），而信号带宽有富裕，往往就可以采用这种用带宽换取信噪比的方法提高通信可靠性，即使带宽没有富裕，但是为了保证可靠性也要采用牺牲带宽，确保信噪比。在数字通信中，现代移动通信中常采用伪码直接扩频，跳频，时频编码等扩展频谱手段，提高可靠性等等。2003-9-2北京邮电大学无线中心42基于IS-95的CDMA移动通信技术l扩频技术基础(续)那么，是否可以一味地牺牲带宽来换取信噪比上性能的提高呢？根据香农公式SC=WTlog2(1+)N将上式转换为以e为底的

4、对数，那么单位时间内（T=1）信道容量为:SC=1.44×Wln(1+)NS对于干扰环境的典型情况，<<1，那么公式可以简化为NSC»1.44×WN2003-9-2北京邮电大学无线中心5基于IS-95的CDMA移动通信技术l扩频技术基础(续)一般而言，信号功率总是受限的，这里假定S不变，同时N=N×W0其中N为噪声功率，N0为噪声功率谱，W为带宽。则可得：SSC=1.44×W=1.44N×WN00这就是由香农公式得出的，用频带换取信噪比的极限容量。Ø信息传输差错概率公式EPow»f(b)jN0其中：Powj：表示差错概率Eb：表示每比特信号能量N：表示噪声功率谱密度02003-9-2北

5、京邮电大学无线中心63基于IS-95的CDMA移动通信技术l扩频技术基础(续)Eb由信息传输差错概率公式可看出，差错概率是N（能量E0信噪比）的函数。当值b增大时，Pow差错概率降低，而当NjEb0降低时，Powj差错概率升高。下面对信息传输差错概率公式进N0行推导，得到其另一个形式：EbS=信号功率：T噪声功率：N=WN01信息带宽：Df=TTWSSWPow»f()=f(´)jNNDf2003-9-2北京邮电大学无线中心7基于IS-95的CDMA移动通信技术l扩频技术基础(续)W可见，当Powj差错概率保持不变时，扩频增益Df增SS大，信噪比N可适当降低。同样地，当信噪比N较小时，W

6、扩频增益应增大以保证Powj差错概率不要过高。这也是Df扩频通信的理论基础。Ø扩频通信的方式按照扩展频谱的方式不同，现有的扩频通信系统可以分为以下几种：ü直接序列扩频：直接序列扩频(DirectSequenceSpreadSpectrum)工作方式，简称直扩(DSSS)方式。所谓直接序列扩频，就是直接用具有高码率的扩频码序列在发端去扩展信号的频谱。而在接收端，用相同的扩频码序列去进行解扩，把展宽的扩频信号还原成原始的信息。ü跳变频率扩频(FrequencyHopping)：所谓跳频，比较确切的意思是：用一定码序列进行选择的多频率频移键控。也就是说，用扩频码序列去进行频移键控调制，使载波

7、频率不断地跳变，所以称为跳频。2003-9-2北京邮电大学无线中心84基于IS-95的CDMA移动通信技术l扩频技术基础(续)ü跳变时间扩频(TimeHopping)：与跳频相似，跳时(TH－TimeHopping)是使发射信号在时间轴上跳变。首先把时间轴分成许多时片。在一帧内哪个时片发射信号由扩频码序列去进行控制。可以把跳时理解为：用一定码序列进行选择的多时片的时移键控。由于简单的跳时抗于扰性不强，很少单独使用。跳时通常都与其他方式结合使用，