四川哪电职业妆求学院 Sichuan post and telecommunication college 第十四讲 CDMA的基本原理和扩频通信系统
第十四讲 CDMA的基本原理和扩频通信系统
四川哪电职业妆求学院 Sichuan post and telecommunication college 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
2 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
四川哪电职业妆学院 Sichuan post and telecommunication college 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 Aces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。 3
3 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
四川哪电职业妆学院 Sichuan post and telecommunication college IS-95A IS-99、IS657 CDMA One IS-95B IS-95HDR、IS95C CDMA 2000 IX RTT CDMA 2000 3XRTT CDMA 2000 CDMA技术标准化发展阶段
4 CDMA技术标准化发展阶段 IS-95A IS-99、 IS657 IS-95B IS-95HDR、 IS-95C CDMA 2000 1X RTT CDMA 2000 3X RTT CDMA 2000 CDMA One
四川哪电职业妆学院 Sichuan post and telecommunication college 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):S95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S95A,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 19GHz的 CDMA PCS系统的STD008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64kb/s数据业务的支持。其后, CDMA2000成为窄带CDMA系统向第三代系统过渡的标准。CDMA2000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。 5
5 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
四川哪电职业妆学院 Sichuan post and telecommunication college 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。199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1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。 6
6 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
川取北救迷学院 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能
7 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能
四川哪电职业妆求学院 Sichuan post and telecommunication college 正是因为CDMA系统是根据编码,而不是根据频率来区分 用户的,所以,每个用户被分配的带宽可以很宽,实际上,CDMA 的编码过程也扩展了信号的频谱,因而,CDMA通常也用扩频多 址(SSMA, Spread Spectrum Multiple access.表征。在信号 发送端的编码过程亦称为扩频调制,其所产生的信号也称为扩 频信号。在接收端,只有具有正确的码序列的接收机才能将接 收到的信号与码序列进行相应的运算,从而恢复出原始信息。 换句话说,信号对于不具有正确码序列的接收机来讲是完全保 密的。 8
8 正是因为CDMA系统是根据编码, 而不是根据频率来区分 用户的, 所以, 每个用户被分配的带宽可以很宽, 实际上, CDMA 的编码过程也扩展了信号的频谱, 因而, CDMA通常也用扩频多 址(SSMA, Spread Spectrum Multiple Access)来表征。 在信号 发送端的编码过程亦称为扩频调制, 其所产生的信号也称为扩 频信号。 在接收端, 只有具有正确的码序列的接收机才能将接 收到的信号与码序列进行相应的运算, 从而恢复出原始信息。 换句话说, 信号对于不具有正确码序列的接收机来讲是完全保 密的
四川哪电职业妆学院 Sichuan post and telecommunication college 扩频通信基本概念 1.背景 扩频通信是近年发展非常迅速的一种技术,它与光纤通信 卫星通信,一同被誉为进入信息时代的三大高技术通信传输方 式。它不仅在军事通信中发挥出了不可取代的优势,而且广泛 地渗透到了社会的各个领域,如通信、遥测、监控、报警和导 航等
9 扩频通信基本概念 1. 扩频通信是近年发展非常迅速的一种技术, 它与光纤通信、 卫星通信, 一同被誉为进入信息时代的三大高技术通信传输方 式。它不仅在军事通信中发挥出了不可取代的优势, 而且广泛 地渗透到了社会的各个领域, 如通信、 遥测、 监控、 报警和导 航等
四川哪电职业妆求学院 Sichuan post and telecommunication college 所谓扩频通信,即扩展频谱通信( Spread Spectrum Communication),是一种把信息的频谱展宽之后再进行传输的 技术。频谱的展宽是通过使待传送的信息数据被数据传输速率 高许多倍的伪随机码序列(也称扩频序列的调制来实现的,与所 传信息数据无关。在接收端则采用相同的扩频码进行相关同步 接收、解扩,将宽带信号恢复成原来的窄带信号,从而获得原有 数据信息。扩频通信与CDMA的关系是:CDMA只能由扩频技 术来实现,而扩频通信并不意味着DMA
10 2. 定义 所谓扩频通信, 即扩展频谱通信(Spread Spectrum Communication), 是一种把信息的频谱展宽之后再进行传输的 技术。频谱的展宽是通过使待传送的信息数据被数据传输速率 高许多倍的伪随机码序列(也称扩频序列)的调制来实现的, 与所 传信息数据无关。在接收端则采用相同的扩频码进行相关同步 接收、 解扩, 将宽带信号恢复成原来的窄带信号, 从而获得原有 数据信息。扩频通信与CDMA的关系是: CDMA只能由扩频技 术来实现, 而扩频通信并不意味着CDMA