CDMA移动通信原理060329ufx.pptx
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1、CDMA移动通信原理移动通信原理目目 录录 扩频通信原理CDMA系统工作原理CDMA系统关键技术CDMA多址技术的原理是基于扩频技术多址技术的原理是基于扩频技术.将需传送的具有一定信号带宽信息数据,用一个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,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,再经载波调制并发使原数据信号的带宽被扩展,再经载波调制并发 送出去。送出去。接收端由使用完全相同的伪随机码,与接收的带接收端由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宽信号作相关处理,把宽带信号换成原信
2、息数据的 窄带信号即解扩,以实现信息通信窄带信号即解扩,以实现信息通信 扩频通信原理扩频通信原理扩频通信结构简图扩频通信结构简图扩频通信示意图扩频通信示意图扩频通信系统FastSpreadingSequenceSlowInformationSentTXSlowInformationRecoveredRXFastSpreadingSequenceWidebandSignal扩频技术示意图扩频技术示意图fS(f)f0扩频前的信号频谱信号S(f)ff0扩频后的信号频谱信号S(f)ff0解扩频后的信号频谱信号干扰噪声fS(f)f0解扩频前的信号频谱信号干扰噪声信号脉冲干扰白噪声扩频通信的优点扩频通信的
3、优点 抗干扰能力强,减小多径干扰抗干扰能力强,减小多径干扰 多个用户可以同时占用相同频带多个用户可以同时占用相同频带 隐蔽性和保密性好隐蔽性和保密性好目目 录录扩频通信原理 CDMA系统工作原理CDMA系统关键技术CDMA系统网络、接口及其控制结构系统网络、接口及其控制结构BTSBTSBTSBTSBSCMSCMSUm IS-95AAbisIS-634AMSCHLRVLREIRACOMCMCSMEPSTNISDNPSPDNVLRCFESMEMCHDGPiDiAiMMMNBTCP/IPTCP/IPE1(ATM)IS-634AIS-41MSMSMSPDSNBSCPDSN信道结构信道结构Frequen
4、cyTimePowerFrequencyTimePowerFrequencyTimePowerFDMATDMACDMA采用调频的多址技术采用调频的多址技术.业务信道在不同业务信道在不同频段分配给不同的用户。频段分配给不同的用户。TACSTACS、AMPSAMPS采用时分的多址技术。业务信道在不采用时分的多址技术。业务信道在不同的时间分配给不同的用户同的时间分配给不同的用户GSMGSM、DAMPSDAMPSCDMACDMA是采用扩频的码分多址技术。所是采用扩频的码分多址技术。所有用户在同一时间、同一频段上、根有用户在同一时间、同一频段上、根据不同的编码获得业务信道据不同的编码获得业务信道频分多址
5、时分多址码分多址M序列的基本性质序列的基本性质z伪随机序列z周期:P=2r-1,r为移位寄存器级数zM序列和其移位后的序列逐位模二加,所得序列还是M序列,只是初相不同z两个不同相位的M序列,当周期 P 很大时,这两个序列几乎是正交的M序列自相关性非常好,所以CDMA中选择M序列PN码作为地址码不同相位的M序列几乎正交,所以CDMA中用来为每一用户的业务信道分配了一个相位CDMA系统中的三种码系统中的三种码WALSH码码WALSH CODES#-64-Chip Sequence -0 00000000000000000000000000000000000000000000000000000000
6、00000000 1 0101010101010101010101010101010101010101010101010101010101010101 2 0011001100110011001100110011001100110011001100110011001100110011 3 0110011001100110011001100110011001100110011001100110011001100110 4 0000111100001111000011110000111100001111000011110000111100001111 5 010110100101101001011
7、0100101101001011010010110100101101001011010 6 0011110000111100001111000011110000111100001111000011110000111100 7 0110100101101001011010010110100101101001011010010110100101101001 8 0000000011111111000000001111111100000000111111110000000011111111 9 01010101101010100101010110101010010101011010101001010
8、1011010101010 001100111100110000110011110011000011001111001100001100111100110011 011001101001100101100110100110010110011010011001011001101001100112 000011111111000000001111111100000000111111110000000011111111000013 010110101010010101011010101001010101101010100101010110101010010114 001111001100001100
9、111100110000110011110011000011001111001100001115 011010011001011001101001100101100110100110010110011010011001011016 000000000000000011111111111111110000000000000000111111111111111117 010101010101010110101010101010100101010101010101101010101010101018 00110011001100111100110011001100001100110011001111
10、0011001100110019 011001100110011010011001100110010110011001100110100110011001100120 000011110000111111110000111100000000111100001111111100001111000021 010110100101101010100101101001010101101001011010101001011010010122 001111000011110011000011110000110011110000111100110000111100001123 011010010110100
11、110010110100101100110100101101001100101101001011024 000000001111111111111111000000000000000011111111111111110000000025 010101011010101010101010010101010101010110101010101010100101010126 001100111100110011001100001100110011001111001100110011000011001127 01100110100110011001100101100110011001101001100
12、1100110010110011028 000011111111000011110000000011110000111111110000111100000000111129 010110101010010110100101010110100101101010100101101001010101101030 001111001100001111000011001111000011110011000011110000110011110031 011010011001011010010110011010010110100110010110100101100110100132 000000000000
13、000000000000000000001111111111111111111111111111111133 010101010101010101010101010101011010101010101010101010101010101034 001100110011001100110011001100111100110011001100110011001100110035 011001100110011001100110011001101001100110011001100110011001100136 00001111000011110000111100001111111100001111
14、0000111100001111000037 010110100101101001011010010110101010010110100101101001011010010138 001111000011110000111100001111001100001111000011110000111100001139 011010010110100101101001011010011001011010010110100101101001011040 000000001111111100000000111111111111111100000000111111110000000041 010101011
15、010101001010101101010101010101001010101101010100101010142 001100111100110000110011110011001100110000110011110011000011001143 011001101001100101100110100110011001100101100110100110010110011044 000011111111000000001111111100001111000000001111111100000000111145 01011010101001010101101010100101101001010
16、1011010101001010101101046 001111001100001100111100110000111100001100111100110000110011110047 011010011001011001101001100101101001011001101001100101100110100148 000000000000000011111111111111111111111111111111000000000000000049 010101010101010110101010101010101010101010101010010101010101010150 001100
17、110011001111001100110011001100110011001100001100110011001151 011001100110011010011001100110011001100110011001011001100110011052 000011110000111111110000111100001111000011110000000011110000111153 010110100101101010100101101001011010010110100101010110100101101054 00111100001111001100001111000011110000
18、1111000011001111000011110055 011010010110100110010110100101101001011010010110011010010110100156 000000001111111111111111000000001111111100000000000000001111111157 010101011010101010101010010101011010101001010101010101011010101058 001100111100110011001100001100111100110000110011001100111100110059 011
19、001101001100110011001011001101001100101100110011001101001100160 000011111111000011110000000011111111000000001111000011111111000061 010110101010010110100101010110101010010101011010010110101010010162 001111001100001111000011001111001100001100111100001111001100001163 01101001100101101001011001101001100
20、10110011010010110100110010110举例说明举例说明:第23号 Walsh 码和第59号 Walsh 码的相关特性#23 0110100101101001100101101001011001101001011010011001011010010110#59 0110011010011001100110010110011010011001011001100110011010011001Sum 0000111111110000000011111111000011110000000011111111000000001111 独特的性质独特的性质:相互正交相互正交CDMA系统中的
21、三种码系统中的三种码长码(长码(long code)(GENERATEDI NTAP-SUMMED SH I FTTER)REG I S1 1 0 0 0 1 1 0 0 0PERMUTEDESN+=长 码 (1.2288 MCPS)长码掩码用户长码(1.2288 MCPS)SUM长码(长码(long code)-由一个42位的移位寄存器产生的伪随机码和一个42位的长码掩码通过与门模2加输出得到的,每种信道的长码掩码是不同的,长码掩码也是通过42位移位寄存器产生的。长度为242-1。在CDMA系统中,长码在前向链路用于扰码,反向链路用于扩频CDMA系统中的三种码系统中的三种码长码掩码长码掩码接
22、入信道长码掩码:M41-M33=110001111;M32-M28=所选接入信道号;M27-M25=移动台所属寻呼信道号;(1-7)M24-M9=目前基站的 BASE-ID;(基站识别码)M8-M0=置为前向CDMA信道的 PILOT-PN反向业务信道:M41-M32=1100011000;M31-M0=移动台电子串号(ESN)比特的重新排列;ESN=(E31,E30,E29,E28,E27,E26,E2,E1,E0)重排后ESN=(E0,E31,E22,E13,E4,E26,E17,E8,E30,E21,E12,E3,E25,E16,E7,E29,E20,E11,E2,E24,E15,E6,
23、E28,E19,E10,E1,E23,E14,E5,E27,E18,E9)CDMA系统中的三种码系统中的三种码短码(短码(short code)IQIQShort PN Sequence vs.Itself 0 OffsetIQIQShort PN Sequence vs.Itself Any Offset独特性质独特性质:IQ32,768 码片长码片长26-2/3 ms.(每2秒重复75 次)短短码码(short code)-用于前反向信道正交调制,在前向信道,不同的基站使用不同的短码用于标识不同的基站。短码长度为215CDMA系统中的三种码系统中的三种码三种码的比较三种码的比较CDMA 通
24、信系统编解码原理示意图通信系统编解码原理示意图扩频序列A扩频序列B扩频序列C扩频序列C扩频序列B扩频序列A输入数据信号X恢复数据信号XX+AX+A+BX+A+B+CX+A+BX+A宽宽 频频 码码 流流CDMA 多用户通信原理示意图多用户通信原理示意图 XXXX User AUser BUser CUser DUser AUser BUser CUser DWalsh 0Walsh 1Walsh 2Walsh 3Walsh 0Walsh 1Walsh 2Walsh 3A+0B+1C+2D+3输入信号#1#2扩频编码解扩频功率调整输出信号#1#2空中接口CDMA 通信中的干扰通信中的干扰数据数据
25、PN 发生器PN发生器1.2288 Mbps1.25 MHz 载波载波1.25 MHz 相关器相关器 解码解码 滤波滤波1.2288 Mbps输入数据 9.6 KbpsTXRX 白噪声 外界干扰其它小区干扰其它用户噪声1.25 MHz1.25 Mhz噪声和干扰噪声和干扰10 KHz1.25 MHzCDMA 宽频10 KHz编码CDMA 前向信道前向信道BTS导频信道 Walsh 0Walsh 19寻呼信道 Walsh 1Walsh 6Walsh 11Walsh 20同步信道 Walsh 32Walsh 42Walsh 37Walsh 41Walsh 55Walsh 60Walsh 55PN 3
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