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1、扩展频谱通信及其多址技术大作业---CDMA技术及其发展一CDMA技术简介随着社会的进步、经济和科技的发展,当今世界已进入信息时代。人们对通信的要求越来越高,这促进了移动通信的发展。.目前使用的第二代移动通信系统的缺陷逐步明显,如全球漫游、容量问题、频谱问题、支持宽带业务问题等。用户迫切希望通信界能够在短时间内提供一种真正意义上的全球覆盖、提供更宽的带宽、更灵活的业务,并且使终端能够在不同的网络间无缝漫游的系统,以取代第一代和第二代移动通信系统。CDMA(CodeDivisionMultipleA
2、ccess)又称码分多址，是在无线通讯上使用的技术，CDMA允许所有使用者同时使用全部频带(1.2288Mhz)，且把其他使用者发出讯号视为杂讯，完全不必考虑到讯号碰撞(collision)问题。CDMA中所提供语音编码技术，通话品质比目前GSM好，且可把用户对话时周围环境噪音降低，使通话更清晰。就安全性能而言，CDMA不但有良好的认证体制，更因其传输特性，用码来区分用户，防止被人盗听的能力大大增强。WidebandCDMA(WCDMA)宽带码分多址传输技术，为IMT-2000的重要基础技术，将是
3、第三代数字无线通信系统标准之一。作为第三代移动通信系统核心的CDMA系统,成为了当前研究工作领域的热点。与FDMA和TDMA相比,CDMA具有许多独特的优点。CDMA移动通信网是由扩频、多址接入、蜂窝组网和频率再用等几种技术结合而成,含有频域、时域和码域三维信号处理的一种协作,因此它具有大容量、软容量、软切换、保密性能好、话音质量高、发射功率低等优点1.扩频通信扩频通信是扩展频谱通信的简称,它是一种先进的通信手段。扩频技术就是将所传输的信息带宽扩展很多倍,然后发送出去。这时发送信号所占据的信道带宽
4、远大于信息本身的带宽。与此同时,发射到空间的无线电功率也将大大地降低。目前常用的直接序列扩频技术是选用一个伪随机码(即PN码)对传送信息直接进行调制,PN码的速率Rb远远大于传送信息的速率Ri,因而调制后的信号速率为Rb,即通过无线电设备发送出去的信号频带比原传送信息的频带扩大了Rb/Ri倍。接收端利用相关的解扩技术实现信号的高精度还原,从而获得信息的可靠传输,如图1所示。图1扩频通信原理框图2.扩频通信的特点(1)抗同频干扰性能好。采用直接序列扩频技术后,对频率相同的干扰信号来说,接收机对它们有
5、很强的抑制能力,经过接收机解扩之后,干扰信号扩展成为宽带噪声,频谱功率密度很低。接收机只接收和PN码相同的信号。(2)抗多径干扰能力强。由于扩频系统中采用的PN码具有良好的自相关性,互相关性很弱,不同路径传输来的信号能容易地被分离开,并可在时间和相位上重新对齐,形成几路信号功率的叠加,从而改善了接收系统的性能,增加了系统的可靠性。(3)抗衰落性能好。一般讲无线电信号传播时,衰落是有频率选择性的。而扩频信号将信号功率展到很宽频带中,其中一部分信号频率出现的衰落,不会对信号整体接收产生太大的影响。(4
6、)保密性好。由于扩频通信的低功率谱辐射和PN码的自由相关等特点,使它辐射出去的信号形似噪声,只有PN码相同的扩频接收机才能在相关检测后接收到发出的信号。而且PN码可根据需要随时变换,因此具有极高的保密特性。(5)具有低功率密度谱的特点。由于采用了扩展频谱的技术,使原来分布在很窄频带内的信号功率扩散在很宽的频带内,频谱密度低,辐射很小,所以对其他通讯设备的干扰很小,大大降低了电磁对环境的干扰,而外扩频接收机的门限信噪比也较低,可在负信噪比下正常工作。(6)架设方便和可移动性。由于扩频通信设备的灵敏度
7、高,常规使用轻便的栅格天线,所以安装方便、工程量小,这为移动通信提供了巨大的方便,从而减少了人力、物力和财力的耗费,减少了投资规模,缩短了周期。3.CDMA技术背景及标准CDMA技术的出现源自于人类对更高质量无线通信的需求，第二次世界大战期间因战争的需要而研究开发出CDMA技术，其思想初衷是防止敌方对己方通讯的干扰，在战争期间广泛应用于军事抗干扰通信，后来由美国高通公司更新成为商用蜂窝电信技术。女演员海蒂拉玛和她的作曲家丈夫定义Spectrum(频谱)的概念早在1942年，该专利提出了一个重要的概
8、念“展布频谱技术”。50年代，纽约州的Sylvania公司（台积电老板张忠谋在美国的第一份工作，就是在这家半导体公司）开始以海蒂和乔治的专利为出发点作相关的研发。后来在60年代，相关的展频（SpreadSpectrum）技术出现了，美国军方也开始在军事通讯系统中使用展频技术。80年代冷战结束后，美国军方解除了对展频技术的管制，允许其商业化。然后在1985年，高通在加州成立，以展频技术为基础，研发出CDMAJI（CodeDivisionMultipleAccess）系统。移动通信系统
