微波EDA网,见证研发工程师的成长!
首页 > 研发问答 > 移动通信 > 3G WCDMA & TD-SCDMA > 码分多址是怎么在cdma网络中实现的

码分多址是怎么在cdma网络中实现的

时间:05-14 整理:3721RD 点击:
如题。
简述

码分多址(CDMA,Code-DivisionMultiple Access)通信系统中,不同用户传输信息所用的信号不是靠频率不同或时隙不同来区分,而是用各自不同的编码序列来区分,或者说,靠信号的不同波形来区分。如果从频域或时域来观察,多个CDMA信号是互相重叠的。接收机用相关器可以在多个CDMA信号中选出其中使用预定码型的信号。其它使用不同码型的信号因为和接收机本地产生的码型不同而不能被解调。它们的存在类似于在信道中引入了噪声和干扰,通常称之为多址干扰。


在CDMA蜂窝通信系统中,用户之间的信息传输是由基站进行转发和控制的。为了实现双工通信,正向传输和反向传输各使用一个频率,即通常所谓的频分双工。无论正向传输或反向传输,除去传输业务信息外,还必须传送相应的控制信息。为了传送不同的信息,需要设置相应的信道。但是,CDMA通信系统既不分频道又不分时隙,无论传送何种信息的信道都靠采用不同的码型来区分。类似的信道属于逻辑信道,这些逻辑信道无论从频域或者时域来看都是相互重叠的,或者说它们均占用相同的频段和时间。

CDMA是码分多址的英文缩写(Code Division Muitiple Access),它是在数字技术的分支--扩频通信技术上发展起来的一种崭新而成熟的无线通信技术。CDMA技术的原理是基于扩频技术,即将需传送的具有一定信号带宽信息数据,用一个带宽远大于信号带宽的高速伪随机码进行调制,使原数据信号的带宽被扩展,再经载波调制并发送出去。接收端使用完全相同的伪随机码,与接收的带宽信号作相关处理,把宽带信号换成原信息数据的窄带信号即解扩,以实现信息通信。





一般来说(作为复用方法),CDMA是被美国军方通讯采用的一种扩频方案。理论上,数据化的信息使用CDMA技术进行编码和解码,可以大大提高对无线信道的利用率,增强抗干扰能力。高通公司解决了CDMA中至关重要的功率控制问题,并取得相关的专利。CDMA制式中,区分各个信道主要不再依靠频率和时隙等方法,因此同一地区不同用户同时使用相同的频率是正常的。除此之外被广泛使用的多路访问技术还有时分多址(TDMA)和频分多址(FDMA)。在这三种方案中,接收方从各种信号中分别通过不同的码字、时隙和频率信道分离出有用信息。
CDMA经常被广泛和不严格地用来称呼使用CDMA技术实现的无线网络及其制式,比较常见的是由Qualcomm主要支持和最先投入商用的数字蜂窝电话制式,包括IS-95(CDG为其申请注册商标为cdmaOne)和它的演进版本IS-2000(CDMA2000),其他很少这样使用。由于WCDMA和TD-SCDMA也使用了CDMA技术,这样的称呼可能会造出一些混乱。
这里需要注意:

  • CDMA(码分复存技术)理论被应用于WCDMA无线接口。
  • WCDMA无线接口被应用于国际3G标准UMTS和日本3G标准——FOMA(由日本电信和沃达丰共同开发)。
  • CDG、TIA和3GPP2等制订的俗称为CDMA的系列标准族(包括cdmaOne和CDMA2000)和3GPP的WCDMA标准族无论无线信号和核心网都不兼容。
部分CDMA网络和手机支持个人定位功能,简易的方法是通过BTS位置数据或者计算手机与相关BTS信号传输的时延给出粗糙的数据,但是更加精确的定位一般依赖全球定位系统GPS的支持。

技术细节

在所有的CDMA体制中,接收者都可以使用扩频处理增益来部分衰减非期望的信号。具有期望的扩频码的信号能被接受,如果信号对应不同的扩谱码(或者相同扩谱码但是不同的时间偏移)将在解扩谱过程中被当作随机噪声而衰减掉。
这项操作的方法是给每一个站点分配一个扩频码或者码片序列。这些码片序列被表示成由+1和-1组成的序列。每个码片序列和本身点积得到+1,(和补码点积得到-1),一个码片序列点积不同的码片序列将得到0。
例如 如果 C1 = (-1,-1,-1,-1), C2 = (+1,-1,+1,-1) 那么
C1 . C1 = (-1,-1,-1,-1) . (-1,-1,-1,-1) /4= +1 C1 . -C1 = (-1,-1,-1,-1) . (+1,+1,+1,+1) /4= -1 C1 . C2 = (-1,-1,-1,-1) . (+1,-1,+1,-1) /4= 0 C1 . -C2 = (-1,-1,-1,-1) . (-1,+1,-1,+1) /4= 0 这种特性叫做正交性。这些序列叫做 Walsh码,可以从一个二进制 Walsh矩阵导出。
一个站点要发送数字1时就发送其码片序列本身,要发送数字0时就发送其码片序列的反码。(或者是 +1 和 -1; 0时不发送)。
当多个终端发送多个信号时,信号就会在空中叠加。例如码片序列是(-1,-1,-1,-1)和(+1,-1,+1,-1),叠加后变 成(0,-2,0,-2)。接收方如果希望接收某个站点的信息,则只需要计算该站点对应的码片序列和空中信号的点积。例如(-1,-1,-1,-1) . (0,-2,0,-2) = +1。如果发送的数字是-1,则空中的信号将是 (+2,0,+2,0),而点积将是 (-1,-1,-1,-1) . (+2,0,+2,0) = -1.
TDMA和FDMA终端理论上可以过滤其他时隙或者频率信道的任意强信号。这在CDMA无法实现,它只能部分过滤干扰信号。如果任一或者全部噪声信 号强于有用信号,则有用信号将被淹没。这样在CDMA系统中就要求每个终端有一个近似合适的信号功率。在CDMA蜂窝网络中,基站使用一个快速闭环功率控 制方案来紧密控制每一个移动终端的发送功率。功率控制需求能够巧妙的根据上面的计算推断出来。
前向纠错(FEC)编码在任何一种CDMA方案中都是必须的,它用于减小信噪比的需求,从而使得信道最大限度的可靠。
与TDMA和FDMA相比较,CDMA的另外一个优势是能够简单的利用话音激活特 性。在每一个随机的通话中,用户讲话的时间往往不足整个通话时间的一半,CDMA技术可以简单在用户讲话时发送信号,不讲话时保持静默,于是当同时通话的 用户较多时,总体上可以体现出统计特性,最终能将用户间干扰减少大约一半,从而提高容量。在CDMA技术中,这种话音激活特性的利用是相对简单的,如果希 望在TDMA或者FDMA体制中利用话音激活特性,就需要频繁的建立和拆除有限的时隙或者频率信道。

我就是看oscardon的回答的!!!!!

芯片技术,这不是一两句话能讲得清的。有一个比喻,在会议室里同时有2个喇叭在广播,一个是英语,一个是法语,听众当中有一半的人只懂法语,另一半的人只懂英语。懂英语的人听到法语广播,只能当成是噪声,虽然有些影响,但是也能听清英语广播的内容。懂法语的也能听清自己的内容,这就是码分。

wuluoroad 的回答非常好。

最通俗移动的方式就是 不同语系的人,同时说话,听的人可以很容易听出自己语系的人说的话, 其他语系的人说的他听不懂,就等于噪声。


从数学的角度 就是码间 正交了,也就是 相乘之后积分 等于 零  。
懂正交是什么意思, 就直接懂了。

Copyright © 2017-2020 微波EDA网 版权所有

网站地图

Top