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CDMA 基本原理

CDMA 基本原理. 武汉贝斯特系统工程有限公司 工程部 2001.5. 移动通讯的特点. 追求个人化通信（任何时间 任何地点 任何个人 任何形式） 传输环境恶劣 强干扰，如同频干扰、互调干扰和远近效应 有限频率资源和巨大用户数的矛盾 需要复杂的网络和控制设备. C ode D ivision M ultiple A ccess. 码分多址，是指移动台以地址码接入基站。这里的地址码是直接序列扩频时的扩频序列。. 移动通讯的分类. 频率复用方式. 移动通信系统的组成. 蜂窝移动通信系统的发展过程.

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Presentation Transcript

  1. CDMA基本原理 武汉贝斯特系统工程有限公司 工程部 2001.5

  2. 移动通讯的特点 • 追求个人化通信（任何时间 任何地点 任何个人 任何形式） • 传输环境恶劣 • 强干扰，如同频干扰、互调干扰和远近效应 • 有限频率资源和巨大用户数的矛盾 • 需要复杂的网络和控制设备

  3. Code Division Multiple Access 码分多址，是指移动台以地址码接入基站。这里的地址码是直接序列扩频时的扩频序列。

  4. 移动通讯的分类

  5. 频率复用方式

  6. 移动通信系统的组成

  7. 蜂窝移动通信系统的发展过程 AMPS: Advanced Mobile Phone System TACS: Total Access Communication System GPRS: General Packet Radio Services--通用分组无线业务

  8. 扩展频谱通讯技术 • 五六十年代军事通信 • 八十年代末，Qualcomm公司成功使之商用于蜂窝通信系统。 • 94年香港实现第一个商用IS-95 CDMA蜂窝通信系统 • 95年韩国自主开发出CDMA蜂窝系统。 • 97年中国长城网开通北京、上海、广州、西安四个实验网即“133”，98年商用。 • 99年全球6000万用户，分布于美洲、韩国、日本、香港等。 • CDMA技术是第三代移动通信(3G)的主要接入技术。

  9. 扩频通讯技术 • A、定义 • B、理论基础 • C、分类 • D、基本原理 • E、主要特点

  10. 扩展频谱技术的理论基础 • 定义： • 将信息的频谱展宽后进行传输的技术 • 理论基础： • C =B log2(1+S/N) SHANNON • B-信道带宽 • S-信号平均功率 • N-噪声平均功率

  11. 扩频技术的基本类型 • 分为直接序列扩频、跳频、跳时、混合扩频四种方式 • CDMA系统采用的是直接序列扩频，即将需要传送的信号经速率（频带）远大于信息速率（带宽）的伪随机序列(PN码)编码（调制）后再对载波进行调制，这样调制信号的频谱宽度将远大于原来信息的频谱宽度。

  12. 扩频技术对信号的处理过程

  13. CDMA扩频通信基本原理

  14. CDMA系统信道结构 • 前向链路信道 导频信道 同步信道 寻呼信道 业务信道 • 反向链路信道 接入信道 业务信道

  15. 移动台通信简化过程 • 搜索基站导频信道 • 解调基站同步信道 • 移动台在接入信道上请求 • 基站在寻呼信道证实 • 指派业务信道通信

  16. CDMA移动通信系统的特点 • 频率利用率高 频率复用系数为1 • 具有软切换能力 掉话率很低 • 大容量：FDMA的10倍，TDMA的4倍 N=GFr/[(Eb/Nt)Vr] • 话音质量好：8K速率的话音质量相当于GSM的13K，而13K的话音质量接近于有线电话，8K EVRC话音在汽车背景噪声下优于有线电话质量。 • 降低了移动台的平均发射功率，减少了对人体和环境的辐射，被誉为“绿色手机”：发射功率大约0.2W，而GSM手机的发射功率约为1~2W

  17. 扩频通信系统的主要特点 • 隐蔽性和保密性好 • 抗干扰和抗多径能力强 • 占用的频带较宽、系统复杂度增加、同步技术要求很高

  18. CDMA蜂窝系统关键技术（1） • 语音编码 技术：波形编码、参量编码和混合编码 • QCELP可变速率声码器 • 话音激活技术 • 软越区切换

  19. CDMA蜂窝系统关键技术（2） • 精确的功率控制技术 • 克服远近效应，降低手机功率 • 主要的功率控制方法： 反向链路开环功率控制 反向链路闭环功率控制 反向链路外环功率控制 前向链路功率控制

  20. CDMA蜂窝系统关键技术（3） • 分集技术 时间分集——交织、检错、纠错编码 频率分集——宽带通信技术 空间分集——多付天线接收，RAKE接 收，软切换

  21. CDMA蜂窝系统关键技术（4） • 蜂窝呼吸技术 • 纠错编码：维特比译码器 • 多址技术： • PN长码、PN短码和WALSH正交码

  22. 现阶段发展CDMA技术的理由 • CDMA技术的先进性 • 有利于竞争 • 3G通信的重要基础技术 • 政治背景 困难：关键技术的实现；专利问题；

  23. BTS BTS BTS BTS BTS BTS 中兴通讯 CDMA ZXC10-BSS 简介

  24. 中兴通讯CDMA研发情况 • 97年立项； • 98年一所开发出CDMA无线接入产品。 • 窄带CDMA MSC——南研所 ‘99 • 窄带CDMA BSS（ IS-95）— CDMA产品部 2000年7月试验局 • W_CDMA——技术中心---863计划，预研 • CDMA2000 1X——CDMA产品部（‘2001）

  25. ZXC10-BSS系统结构---BTS结构 BTS: Base-station Transceiver System RFE: RF Front End HPA: High Power Amplifier TRx: Transceiver RFIM: RF Interface Module TCM: Timing Control Module CHM: Channel Processing Module HIRS: High-speed Interconnect Router Subsystem CCM: Communication Control Module BTM: Base-station Test Module CDSU: Channel/Digital Service Unit BSC: Base-station Controller

  26. ZXC10-BSS系统结构---BSC系统结构 BSC: Base_Station Controller--基站控制器 BTS: Base-station Transceiver System--基站收发系统 CDSU: Channel/Digital Service Unit--信道数据服务单元 HIRS: High-speed Interconnect Router Subsystem--高速路由内连子系统 CPM: Call Process Module--呼叫处理模块 SVM: Selector Vocoder Module--选择器/声码器模块 SVICM: Selector Vocoder Interface Control Module--选择器声码器内部控制模块 MSC: Mobile-service Switching Center--移动业务交换中心 NCM: Network Control Module--网络控制模块 TCM: Timing Control Module--时间控制模块 OMC: Operation & Maintenance Center--操作维护中心

  27. ZXC10_BSS的系统指标---BSC系统指标 • 最大可带BTS数量：512 • 声码器数量：7200 • 最多信道数（含开销和软切换信道）： 512 X 32 = 16384 • 最多业务信道数 ：512 X 20 = 10240 • 最大用户数：102,500* • BTS侧的业务量：2,930 Erl* • BHCA容量：125,000* • 每用户业务量：1.28BHCA/用户 • 系统中断概率：< 0.003% • 系统恢复时间：< 15分钟

  28. ZXC-10 BSS向3G的过渡 ZXC-10 BSS向3G演进 特点： • 容量增加 • 提供不对称数据业务 • 前向64Kbps • 反向14.4Kbps • 后向兼容95A • 容量加倍（相对95A） • 提供数据业务 • 144Kbps • 最大307.2Kbps • 后向兼容95A/B • 容量增加 • 提供数据业务 • 384Kbps • 最大2Mbps • 后向兼容95A/B/1X

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