CDMA移動(dòng)通信技術(shù)研究

【摘要】本文通過(guò)對(duì)CDMA移動(dòng)通信技術(shù)原理以及特點(diǎn)進(jìn)行全方位的研究，最終對(duì)CDMA通信技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行詳盡的分析，為我國(guó)CDMA移動(dòng)通信技術(shù)提供科學(xué)的依據(jù)。

【關(guān)鍵詞】CDMA移動(dòng)通信技術(shù)；功率控制技術(shù)；PN碼技術(shù)；RAKE接收技術(shù)

【中圖分類(lèi)號(hào)】TN929.533 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】1672—51 58（2012）08—0002-01

隨著我國(guó)移動(dòng)通訊技術(shù)的迅猛發(fā)展，為了追求更高的通信品質(zhì)，避免通信過(guò)程中產(chǎn)生的信號(hào)干擾，增加通信用戶(hù)的容量。國(guó)內(nèi)外一直在研制可容性強(qiáng)、抗干擾、低輻射的CDMA作為移動(dòng)通信的發(fā)展方向。CDMA是移動(dòng)通信的一種無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)，主要根據(jù)美國(guó)IS-95標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)的頻率范圍在900～1800MHZ的數(shù)字移動(dòng)通信系統(tǒng)。CDMA主要采用了數(shù)字蜂窩技術(shù)，所以和TDMA有很大的區(qū)別。CDMA沒(méi)有固定的通話(huà)頻率，而是對(duì)不同的通話(huà)利用隨機(jī)數(shù)字序列進(jìn)行編碼。隨著我國(guó)3G時(shí)代的到來(lái)，CDMA越來(lái)越體現(xiàn)其優(yōu)勢(shì)，成為了移動(dòng)通信技術(shù)的生力軍。為了更好的發(fā)展我國(guó)CDMA移動(dòng)通信技術(shù)，本文通過(guò)研究CDMA技術(shù)原理以及特點(diǎn)，對(duì)國(guó)內(nèi)外的CDlVUk技術(shù)進(jìn)行系統(tǒng)的研究，旨在促進(jìn)我國(guó)CDMA的發(fā)展。

一、CDMA移動(dòng)通信技術(shù)原理研究

CDMA移動(dòng)通信技術(shù)利用帶寬較大的告訴偽隨機(jī)碼信號(hào)將所需要傳輸?shù)男捫畔?shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)試。從而實(shí)現(xiàn)信息數(shù)據(jù)帶寬的擴(kuò)展。擴(kuò)展貸款后的信息數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)載波調(diào)試以后進(jìn)行發(fā)射。而移動(dòng)信號(hào)的接收端則采用相同的偽隨機(jī)碼，信息數(shù)據(jù)的帶寬與接受帶寬信號(hào)進(jìn)行相關(guān)處理。再將寬帶信號(hào)進(jìn)行解擴(kuò)處理，這樣就得到了信息數(shù)據(jù)的窄帶信號(hào)，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)通信。擴(kuò)頻通信系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)如圖1所示。其中高速偽隨機(jī)編碼信號(hào)的寬帶與將要進(jìn)行傳輸?shù)男畔?shù)據(jù)寬帶之比為擴(kuò)頻增益，即擴(kuò)頻編碼長(zhǎng)。擴(kuò)頻編碼之間的互相關(guān)值能夠決定CDMA通信多址互相干擾的程度，在這個(gè)值非常的小的情況下，接受調(diào)解過(guò)后就只能包含原數(shù)據(jù)信號(hào)和噪聲了，由此可見(jiàn)CDMA可以在相同的載波頻率上同時(shí)的傳輸多個(gè)信息數(shù)據(jù)，從而能夠?qū)崿F(xiàn)多址通信。編碼之間相互的關(guān)聯(lián)值越小，編碼多址互相干擾的程度就會(huì)越小，可容納通信用戶(hù)就會(huì)越多。所以CDMA能夠?qū)崿F(xiàn)發(fā)送端與接收端擴(kuò)頻處理同步。

二、CDMA通信技術(shù)的特點(diǎn)研究

相比于FDMA以及TDMA，CDMA具有得天獨(dú)厚的優(yōu)勢(shì)，CDMA一部分是與其他的通信技術(shù)相同的擴(kuò)頻通信系統(tǒng)。而另一部分則是利用軟切換以及功率控制等技術(shù)。CDMA移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)是由擴(kuò)頻、多址接入、頻率擴(kuò)充等技術(shù)相互配合形成的。所以CDMA包括頻域、時(shí)域、碼域等三維信號(hào)處理。所以通常情況下，CDMA通信技術(shù)具有可容性強(qiáng)、抗干擾、低輻射、保密性強(qiáng)、同頻率能夠在小范圍內(nèi)重復(fù)使用等特性。這些特性成為CDMA相比于其他通信技術(shù)的優(yōu)勢(shì)所在。根據(jù)筆者多年對(duì)通信技術(shù)的理論研究，總結(jié)出以下幾方面的CDMA通信技術(shù)的特點(diǎn)：（1）CDMA采用寬帶進(jìn)行傳輸，所以具有一定的抗陰影效應(yīng)以及抗多普勒效應(yīng)的能力，所以CDMA通信技術(shù)相比于其他多址方式要強(qiáng)；（2）CDMA可以實(shí)現(xiàn)在傳輸過(guò)程中，將有用的信號(hào)功率降低，使其遠(yuǎn)遠(yuǎn)的低于干擾信號(hào)，所以能夠達(dá)到較強(qiáng)信息抗噪音能力。信號(hào)頻譜擴(kuò)展越寬，信號(hào)的功率譜的密度就會(huì)越低，信號(hào)就越隱秘，所以能夠達(dá)到較強(qiáng)的安全性。（3）CDMA利用地址碼相關(guān)特性來(lái)獲取相關(guān)的信息，所以能夠?qū)崿F(xiàn)較強(qiáng)的抗干擾能力。（4）CDMA與其他的通信技術(shù)不同，可以實(shí)現(xiàn)小范圍內(nèi)的多址用戶(hù)，僅僅是在用戶(hù)較多的情況下通信質(zhì)量降低。此外，小區(qū)的可用信道數(shù)和相近的小區(qū)業(yè)務(wù)量有關(guān)。如果小區(qū)仍然沒(méi)有達(dá)到滿(mǎn)負(fù)荷的情況下，小區(qū)的干擾會(huì)保持較低的水平，所以本小區(qū)的信噪比要圓圓的高于系統(tǒng)的要求，所以本小區(qū)仍然還允許新的呼叫接入，其容量能夠進(jìn)一步的提高。（5）由于CDMA通信技術(shù)在各個(gè)小區(qū)內(nèi)采用的是同一頻率，所以移動(dòng)臺(tái)在小區(qū)內(nèi)進(jìn)行漫游的過(guò)程中，不需要像其他的通信系統(tǒng)需要進(jìn)行重新的分配頻率資源，同時(shí)不需要額外的對(duì)通信系統(tǒng)進(jìn)行硬件配置，所以CDMA屬于軟切換。與此同時(shí)，在進(jìn)行CDMA越區(qū)切換的過(guò)程中，CDMA的移動(dòng)臺(tái)和基站之間的“先接后斷”。也就是說(shuō)移動(dòng)臺(tái)需要接入新校區(qū)以后才能夠和原來(lái)小區(qū)的基站斷開(kāi)，所以實(shí)現(xiàn)了通信質(zhì)量，不能出現(xiàn)越區(qū)斷話(huà)。

三、CDMA移動(dòng)通信技術(shù)研究

（1）功率控制技術(shù)。功率控制技術(shù)是CDMA通信技術(shù)中的核心部分。CDMA是一個(gè)自擾系統(tǒng)，所有的用戶(hù)在占有同一寬帶或者頻率的情況下。CDMA功率控制的主要原因是克服其遠(yuǎn)近效應(yīng)不一的現(xiàn)象，從而使得CDMA通信系統(tǒng)的通信質(zhì)量上升，降低對(duì)其他用戶(hù)的干擾。功率控制可以分為前向功率控制以及反向功率控制，反響功率控制根據(jù)采用的儀器不同，可以分為移動(dòng)站參與的開(kāi)環(huán)功率控制以及移動(dòng)站、基站閉環(huán)功率控制。1）反響開(kāi)環(huán)功率控制。移動(dòng)站能夠依照接受信號(hào)的功率變化，調(diào)節(jié)移動(dòng)站發(fā)射功率從而達(dá)到所有的移動(dòng)臺(tái)發(fā)出的信息數(shù)據(jù)信號(hào)都能夠保持相同的功率。所以反響開(kāi)環(huán)功率控制主要為了補(bǔ)償陰影等效應(yīng)，所以在很大的動(dòng)態(tài)范圍中叮當(dāng)達(dá)到32dB的范圍以?xún)?nèi)。2）反響閉環(huán)功率控制。反響閉環(huán)功率控制主要目的是加快基站對(duì)移動(dòng)臺(tái)的功率估計(jì)時(shí)間，從而保證移動(dòng)臺(tái)能夠保持理想的發(fā)射功率。3）前向功率控制。前向功率控制中，基站能夠依照測(cè)量的結(jié)果對(duì)每一個(gè)移動(dòng)站的發(fā)射功率進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整，主要目的在于對(duì)針對(duì)信號(hào)的路徑衰弱比較小的移動(dòng)臺(tái)分派較小的前向鏈路功率，對(duì)遠(yuǎn)離基站以及容易出錯(cuò)的移動(dòng)臺(tái)分派相對(duì)較大的前向鏈路功率。（2）PN碼技術(shù)。在CDMA移動(dòng)通信技術(shù)中PN碼直接影響著整個(gè)CDMA系統(tǒng)的容量以及抗干擾能力。這是由于CDMA通信系統(tǒng)的信道區(qū)分主要利用PN碼進(jìn)行，所以就要求PN碼的字相關(guān)性?xún)?yōu)良、具有較弱的相關(guān)性，并且能夠簡(jiǎn)單的實(shí)現(xiàn)編碼。（3）RAKE接收技術(shù)。由于CDMA移動(dòng)通信系統(tǒng)的信道是一種多徑的衰落信道，所以必須利用RAKE接收技術(shù)對(duì)每條信道的信號(hào)進(jìn)行調(diào)節(jié)，然后進(jìn)行疊加輸出，從而達(dá)到較強(qiáng)的接收效果。現(xiàn)階段CDMA通信技術(shù)的編碼包括兩種，即激勵(lì)線(xiàn)性預(yù)測(cè)編碼8kbps以及13kbps，其中的13kbps編碼已經(jīng)能夠達(dá)到有限長(zhǎng)途語(yǔ)音水平。

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