《移动通信原理与工程》

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1、6.1CDMA技术基础6.2CDMA数字蜂窝通信系统6.3CDMA网络结构与组成6.4CDMA蜂窝网的关键技术6.,5FDMATDMACDMA的特点知识点CDMA的原理CDMA系统的构成及业务功能CDMA采用的关键技术难点扩频的概念CDMA软切换及漫游物理信道与逻辑信道的关系要求掌握：CDMA基本原理及系统构成理解：CDMA的关键技术了解：CDMA设备的构成6.1CDMA技术基础6.1.1扩展频谱通信的基本概念1.扩频通信的含义扩展频谱（SS：SpreadSpectrum）通信简称扩频通信。扩频通信的定义简单表述如下：是一种信息传输方式，在发端采用扩频码调制，使信号所

2、占的频带宽度远大于所传信息必须的带宽，在收端采用相同的扩频码进行相关解调来解扩以恢复所传信息数据。这一定义其实包含了以下三方面意思：(1)信号的频谱被展宽了(2)采用扩频码序列调制的方式来展宽信号频谱(3)在接收端用相关解调（或相干解调）来解扩2.扩频通信的理论基础香农公式为：（6-1）式中，C为信道容量，单位为bps；B为信号频带宽度，单位为Hz；S为信号平均功率，单位为W；N为噪声平均功率，单位为W香农公式原意是说，在给定信号功率和白噪声功率N的情况下，只要采用某种编码系统，就能以任意小的差错概率，以接近于C的传输速率来传送信息。这个公式还暗示：在保持信息传输速率C不变的条

3、件下，可以用不同频带宽度B和信噪功率比（简称信噪比）来传输信息。换言之，频带B和信噪比是可以互换的。也就是说，如果增加信号频带宽度，就可以在较低的信噪比的条件下以任意小的差错概率来传输信息。甚至在信号被噪声淹没的情况下，即S/N＜1，或10log2(S/N)＜0dB，只要相应地增加信号带宽，也能进行可靠的通信。上述表明，采用扩频信号进行通信的优越性在于用扩展频谱的方法可以换取信噪比上的好处。柯捷尔尼可夫在其潜在抗干扰性理论中得到如下关于信息传输差错概率的公式：Pe≈（6-2）上面公式指出，差错概率Pe是信号能量E与噪声功率谱密度n0之比的函数。设信息持续时间为T，或数字信息的码

4、元宽度为T，则信息带宽为Bm(6-3)信号功率S为(6-4)已调（或已扩频）信号的带宽为B，则噪声功率为N=n0B(6-5)将式（6-3）～（6-5）代入式（6-2），可得Pe≈=(6-6)上面公式指出，差错概率Pe是输入信号与噪声功率之比S/N和信号带宽与信息带宽之比B/Bm二者乘积的函数，信噪比与带宽是可以互换的。它同样指出了用增加带宽的方法可以换取信噪比上的好处这一客观规律。3.处理增益和抗干扰容限扩频通信系统由于在发端扩展了信号频谱，在收端解扩后恢复了所传信息，这一处理过程带来了信噪比上的好处，即接收机输出的信噪比相对于输入的信噪比大有改善，从而提高了系统的抗干扰能力。

5、因此，可以用系统输出信噪比与输入信噪比二者之比来表征扩频系统的抗干扰能力。理论分析表明，各种扩频系统的抗干扰能力大体上都与扩频信号带宽B与信息带宽Bm之比成正比。工程上常以分贝（dB）表示，即(6-7)Gp称作扩频系统的处理增益。它表示了扩频系统信噪比改善的程度，因此Gp是扩频系统一个重要的性能指标。仅仅知道了扩频系统的处理增益，还不能充分地说明系统在干扰环境下的工作性能。因为通信系统要正常工作，还需要保证输出端有一定的信噪比（如CDMA蜂窝移动通信系统为7dB），并需扣除系统内部信噪比的损耗，因此需引入抗干扰容限Mj，其定义如下：Mj＝(6-8)式中，(S/N)o为输出端的信

6、噪比；Ls为系统损耗。6.1.2扩频通信的主要特性1．抗干扰能力强扩频通信系统扩展的频谱越宽，处理增益越高，抗干扰能力就越强。对于单频及多频载波信号的干扰、其它伪随机调制信号的干扰，以及脉冲正弦信号的干扰等，扩频系统都有抑制干扰、提高输出信噪比的作用。特别是对抗敌方人为干扰方面，效果很突出扩频通信系统抗干扰能力强是扩频通信系统的最突出的优点。2.隐蔽性好由于扩频信号在很宽的频带上被扩展了，单位频带内的功率就很小，即信号的功率谱密度就很低。所以，应用扩频码序列扩展频谱的直接序列扩频系统，可在信道噪声和热噪声的背景下，在很低的信号功率谱密度上进行通信。信号既然被湮没在噪声里，敌方就

7、很不容易发现有信号存在，而想进一步检测出信号的参数就更困难了。因此，扩频信号具有很低的被截获概率。这在军事通信上十分有用，即可进行隐蔽通信。此外，值得指出的是，由于扩频信号具有很低的功率谱密度，它对目前广泛使用的各种窄带通信系统的干扰就很小。近年来，在民用通信中，各国都在研究和试验在原有窄带通信的频段内同时进行扩频通信，这可大大提高频率的利用率。这是鉴于上述的扩频通信系统既有很强的抗干扰性能，又以低功率谱密度发射信号，对窄带通信系统的干扰很小之故3.可以实现码分多址扩频通信具有较强的抗干扰性