文档介绍：CDMA1X空口基本原理
阿尔卡特朗讯中国
2008年7月
CDMA基本原理
CDMA系统主要特点
抗干扰能力强
CDMA系统主要特点
前向链路采用64位WALSH码区分信道,共有导频、寻呼、同步、前向业务等4类信道,不同基站之间采用2(15次方)PN码相位区分,共有512个相位(相邻相位之间相差64个PN码片),采用了卷积编码(K=9,R= l/2)、交织等信道编码方式。
后向链路共有接入、反向业务2类信道,信道及用户之间采用2(42次方)-1 PN码相位区分,采用了卷积编码(K=9、R=l/3, R= l/2 )、交织等信道编码方式,同时采用了64进制调制方式。
此标准规定的系统是同步CDMA系统(信道、基站区分采用PN码相位),因此,必须有一个时间参考源,标准规定采用GPS定时。
为了提高系统容量,一是在前向信道中加入了功率控制子信道,用于移动台的闭环功率控制;二是采用了可变速率声码器,实现话音激活;三是移动台采用非连续发送方式。
CDMA系统主要特点
首次在蜂窝移动通信系统中提出软切换、更软切换概念,并在实际系统中实现了此概念。
前向信道采用相干解调方式,反向信道采用非相干解调方式。
实现了“软容量”,即当系统满负载工作时,再增加少数用户,系统性能会稍有下降。
实现了路径分集(RAKE接收),由于CDMA系统传输带宽较宽,信号传输带宽大于相关带宽时,就可以用1/W的(时间)分辨率分辨出多径分量,再进行分集合并,从而改善接收性能。
可以与其他窄带系统共存,因为扩频之后,信号功率谱展宽,功率谱密度降低,对其他窄带系统影响很小,IS-95A系统信号对窄带信号而言近似白噪声。
实现了高保密通信,鉴权、数字格式、宽带信令可由受话人指定的密码进行保护
CDMA系统主要技术特点---RAKE接收技术
在移动通信中,移动台与基站之间的环境复杂,到达接收信号不会是一条路径来的信号,而是多径合成信号。对于采用其他技术的移动通信系统,只能采用复杂的抵抗技术,减少影响。而对采用CDMA技术的移动通信系统,由于CDMA的相关特性,只要路径之间的时延差大于一个PN码片宽度,就可以利用多径信号加强接收效果,此种技术称为RAKE分集接收技术(俗称路径分集)。一般RAKE接收机由搜索器(Searcher)、解调器(Finger)、biner)3个模块组成。搜索器完成路径搜索,主要原理是利用码的自相关及互相关特性。解调器完成信号的解扩、解调,解调器的个数决定了解调的路径数,通常CDMA基站系统一个RAKE接收机由4个Finger组成,移动台由3个Finger组成。合并器完成多个解调器输出的信号的合并处理,通用的合并算法有选择式相加合并、等增益合并、最大比合并3种。合并后的信号输出到译码单元,进行信道译码处理。
CDMA系统主要技术特点---速率判定技术
由于CDMA是多个用户共同占用同一频带资源,相互之间通过PN码来区分,因此,同时通话用户数越多,相互之间干扰就越大。在一定的服务质量下,如果要有效利用系统资源,那么必须采用相应的措施。现在通用的方法是采用语音压缩编码及话音激活技术。IS-95系统就是采用了8 kbit/s(IS-95A)或13 kbit/s(IS-95B)语音编码技术以及变速率话音激活技术。同时,变速率也为随路信令的传输提供了方便。对于IS-95系统,接收端无法知道发送数据速率,只能通过提取信道质量信息,判定发送端可能发送的速率。
切换
软切换:在切换过程中,移动台开始与新的基站联系时,并不中断与原有的基站的通信。软切换会带来更好的话音质量,实现无缝切换、减少掉话可能,且有利于增加反向容量
更软切换:与软切换类似,发生在同一基站的不同扇区之间。
硬切换:在切换过程中,移动台与新的基站联系前,先中断与原基站的通信,再与新基站建立联系。硬切换过程中有短暂的中断,容易掉话。􀂾
不同频率间的切换
到其它系统的切换
软切换
软切换提高质量
改善话音质量
控制手机干扰
降低掉话率
改善小区覆盖
软切换需要手机协助完成
手机搜索强的导频信号
手机上报导频信号搜索情况
基站引导手机进行软切换