CDMA原理

　　導(dǎo)讀：CDMA是碼分多址的簡(jiǎn)稱，碼分多址是數(shù)字技術(shù)的分支——是擴(kuò)頻通信技術(shù)中發(fā)展起來(lái)的一種成熟的無(wú)線通信技術(shù)，今天小編和大家一起了解CMDA的過(guò)程及原理。

CDMA原理——特點(diǎn)

　　CDMA具有抗多徑干擾、抗窄帶干擾、抗認(rèn)為干擾、抗多徑延遲擴(kuò)展的能力。同時(shí)有提高蜂窩系統(tǒng)的通信容量和便于模擬與數(shù)字體制的共存與過(guò)渡等優(yōu)點(diǎn)。與TDMA技術(shù)形成強(qiáng)勁的競(jìng)爭(zhēng)力。

　　與FDMA和TDMA相比，CDMA具有許多獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，其中一部分是擴(kuò)頻通信系統(tǒng)所固有的，另一部分則是由軟切換和功率控制等技術(shù)所帶來(lái)的。CDMA移動(dòng)通信網(wǎng)是由擴(kuò)頻、多址接入、蜂窩組網(wǎng)和頻率再用等幾種技術(shù)結(jié)合而成，含有頻域、時(shí)域和碼域三維信號(hào)處理的一種協(xié)作，因此它具有抗干擾性好，抗多徑衰落，保密安全性高，同頻率可在多個(gè)小區(qū)內(nèi)重復(fù)使用，所要求的載干比(C/I)小于1，容量和質(zhì)量之間可做權(quán)衡取舍等屬性。這些屬性使CDMA比其它系統(tǒng)有非常重要的優(yōu)勢(shì)。

　　系統(tǒng)容量大理論上CDMA移動(dòng)網(wǎng)比模擬網(wǎng)大20倍。實(shí)際要比模擬網(wǎng)大10倍，比GSM要大4-5倍。

CDMA原理——基本單元及原理

　?、?RAKE接收機(jī)：

　　發(fā)射機(jī)發(fā)出的擴(kuò)頻信號(hào)，在傳輸過(guò)程中受到不同建筑物、山崗等各種障礙物的反射和折射，到達(dá)接收機(jī)時(shí)每個(gè)波束具有不同的延遲，形成多徑信號(hào)。如果不同路徑信號(hào)的延遲超過(guò)一個(gè)偽碼的碼片的時(shí)延，則在接收端可將不同的波束區(qū)別開來(lái)。將這些不同波束分別經(jīng)過(guò)不同的延遲線，對(duì)齊以及合并在一起，則可達(dá)到變害為利，把原來(lái)是干擾的信號(hào)變成有用信號(hào)組合在一起。這就是RAKE接收機(jī)的基本原理。

　?、?功率控制：

　　在DS-CDMA系統(tǒng)中，不同用戶發(fā)射的信號(hào)由于距基站的距離不同，到達(dá)時(shí)的功率也不同。距離近的信號(hào)功率大，距離遠(yuǎn)的功率小，相互形成干擾。這種現(xiàn)象稱為遠(yuǎn)近效應(yīng)。DS-CDMA系統(tǒng)要求所有用戶到達(dá)基站接收機(jī)信號(hào)的平均功率要相等才能正常解擴(kuò)，功率控制就是為解決這一問(wèn)題。它調(diào)整各個(gè)用戶發(fā)射機(jī)的功率，使其到達(dá)基站接收機(jī)的平均功率相等。功率控制的原理有兩種類型：開環(huán)控制與閉環(huán)控制。開環(huán)控制主要是用戶根據(jù)測(cè)量到的幀差錯(cuò)概率來(lái)調(diào)整發(fā)射功率，而閉環(huán)功率控制則由基站根據(jù)收到移動(dòng)臺(tái)發(fā)來(lái)的信號(hào)測(cè)量其信干比(SIR)發(fā)出指令，調(diào)整移動(dòng)臺(tái)發(fā)射機(jī)的功率。對(duì)于下行鏈路的功率控制主要是用來(lái)減少對(duì)鄰小區(qū)的干擾。

　?、?頻率間切換：

　　3G CDMA系統(tǒng)中在一個(gè)小區(qū)中有多個(gè)載波頻率。例如在熱點(diǎn)小區(qū)中，其頻率數(shù)要多于相鄰小區(qū)。同時(shí)在多層小區(qū)結(jié)構(gòu)中，微小區(qū)有不同的頻率而不同于重疊在一起的宏小區(qū)，因此，存在不同頻率之間的切換。有效的處理過(guò)程可以采用壓縮模式或雙接收機(jī)對(duì)另一頻率進(jìn)行測(cè)量。

　?、?軟切換：

　　移動(dòng)臺(tái)如果與兩個(gè)基站同時(shí)連接時(shí)進(jìn)行的切換稱為軟切換。在CDMA系統(tǒng)中軟切換可以減少對(duì)于其它小區(qū)的干擾，并通過(guò)宏分集還可以改善性能。更軟切換則指的是一個(gè)小區(qū)內(nèi)不同扇區(qū)問(wèn)的軟切換。軟切換的原理如下：移動(dòng)臺(tái)在上行鏈路中發(fā)射的信號(hào)被兩個(gè)基站所接收，經(jīng)解調(diào)后轉(zhuǎn)發(fā)到基站控制器(BSC)，下行鏈路的信號(hào)也同時(shí)經(jīng)過(guò)兩個(gè)基站再傳送到移動(dòng)臺(tái)。移動(dòng)臺(tái)可以將收到的兩路信號(hào)合并，起到宏分集的作用。因?yàn)樘幚磉^(guò)程是先通后斷，故稱為軟切換，而一般的硬切換則是先斷后通。

　?、?多用戶信號(hào)檢測(cè)：

　　目前的CDMA接收機(jī)都是基于RAKE接收機(jī)原理，它將其他用戶的信號(hào)作為干擾來(lái)對(duì)待。在理想接收機(jī)中，如將所有用戶信號(hào)都檢測(cè)出來(lái)，則可把其他用戶信號(hào)從總信號(hào)中減掉，則保存有用信號(hào)。在DS-CDMA系統(tǒng)采用RAKE接收機(jī)時(shí)其容量是干擾受限的系統(tǒng)。多用戶信號(hào)檢測(cè)，或稱為聯(lián)合檢測(cè)與干擾消除技術(shù)則提供了一種有效地減少多址干擾的方法，從而增加了系統(tǒng)的容量。同時(shí)，它也能改善遠(yuǎn)近效應(yīng)，通過(guò)首先扣除近距離大信號(hào)干擾而達(dá)到。由于最佳多用戶檢測(cè)十分復(fù)雜，而在實(shí)際上很難實(shí)現(xiàn)。目前研究得最多的還是次最佳多用戶信號(hào)檢測(cè)器。

　　總結(jié)：CDMA有抗多徑干擾、抗窄帶干擾、抗認(rèn)為干擾、抗多徑延遲擴(kuò)展的能力。CDMA的擴(kuò)頻通信系統(tǒng)所固有的，以及CDMA的軟切換和功率控制都是CDMA獨(dú)有的特點(diǎn)。