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时间:2023-09-21 23:09:25

cdma技术论文

cdma技术论文篇1

关键词:水声通信;扩频;M元;CDMA

中图分类号:TN914.53;TP391 文献标识码:A 文章编号:2095-1302(2017)02-00-04

0 引 言

水声信道随着信号频率的增加,对信号的衰减逐渐增强。水声信道在不同频率下的噪声级也会有很大差别,而水声信道对信号和噪声的影响随着距离变化。信号频率和带宽亦随着距离而变,而换能器制作的工艺又不能完全符合环境所提供的带宽,这造就了极为有限的传输带宽[1]。噪声、衰落、时变、多径和多普勒使水声信道变的尤其复杂。因此表现出与无线信道完全不同的性质[2]。

随着GPRS卫星定位系统的完善,人们对于陆地、海面上的情况已了如指掌,但对于海洋中的情况则充满了未知。SeaWeb作为世界上覆盖面最大的水声通信网络正扮演着越来越重要的地位[3],水声通信网的研究也因此势在必行,水声通信网使用的主要技术是CDMA技术。与TDMA相比,CDMA可以同时进行多用户传输,并且对定时的要求不太严格。此外,CDMA系统是干扰受限系统,为系统提供了一个软容量。随着用户数量的增加,每个用户收到的干扰增加。而它的好处在于提供了容量和质量之间的权衡。

随着对水声通信速率和水下组网要求的提高,水声CDMA技术被广泛研究[4,5],如何能在传统CDMA基础上获得更高的速率和更好的性能成为了研究的热点。传统的CDMA采用直接序列扩频(DSSS)BPSK调制方式,并得到了广泛的应用。但随着对通信速率的要求不断提高,这种方式已经无法满足要求。扩频增益和通信速率之间存在制衡关系,而M元扩频则打破了该制衡的关系,它利用了序列间良好的相关性和序列数量。通常对同一种序列而言,扩频增益越高,码长越长,同一族拥有良好相关特性的序列数也越多,M元技术携带信息的能力也越强,M元扩频技术在无线电领域和卫星通信领域都得到了广泛应用。所以说M元CDMA缓和了扩频增益和通信速率之间的制衡。

1 M元CDMA原理

M元CDMA相比传统方式的优势在于其较高的通信速率,这种优势的大小取决于使用的序列,本文以拥有良好互相关特性的Gold序列为例。设序列的阶数为r,用户的数目为K,则总序列数为2r+1,分配给每个用户的序列数为,其中为向下取整。设每位用户传统CDMA的通信速率为基准通信速率1,则M元CDMA是基准通信速率的倍。M元CDMA的原理框图如图1所示。

从图2可以看出,M元CDMA的通信速率要高于传统CDMA,传统CDMA的通信速率与用户的数目成正比。M元CDMA随用户数目增长的趋势逐渐变缓,两种通信方式的速率最后重合在一起。这个现象在图3中有更明显的表现,M元CDMA通信速率的优势随着用户数的增加而不断减少。

用于仿真的信道冲激响应来源于海洋真实测量,测量地点在巴基斯坦重要的港口城市敖马拉附近,测量所在的海洋结构为大陆架,两点之间的距离为10 km,测量水域的深度为10~722 m,发射换能器的深度为5 m,接收换能器的深度为400 m。其信道冲激响应如图4所示。

从上图可以看出,多径时延在几十毫秒的量级上,此信道为非最小相位系统,非最小相位系统是有些路径通过较高的声速传播了较长的时延造成的。

图5所示为不同用户的传统和M元同步CDMA在高斯信道下的误码率曲线比较图,两种通信方式在仿真时都采用中心频率8 kHz,带宽4 kHz,采样频率48 kHz,其中魍撤绞轿DSSS-BPSK系统,采用码长63的m序列,M元方式采用码长63的Gold序列。

上图对1到16用户的两种通信方式给出了一些基本规律,从上图可以得到这样的结论:随着用户数量的增加,抗噪声能力不断下降,这也与通信速率成反比,而这是由用户间的干扰造成的。M元CDMA的抗噪声能力要差于传统CDMA,这也与两种通信方式之间的通信速率有着对应关系,这是因为Gold序列的互相关性要差于m序列的自相关特性。对于16用户的情况,两种通信方式都有不再收敛的趋势。

研究不同用户数两种通信方式在衰落信道下的表现,仿真参数与图5仿真所使用的参数一致,仿真使用的信道为图4所示的海洋实测信道,其误码率曲线比较如图6所示。

通过图6和图5的比较可以看出,在衰落信道下得到的误码率曲线要差于高斯信道下得到的曲线,而这种差距随着用户数量的提高而增加。8用户和16用户的情况曲线都有了不再收敛的趋势。这说明,用户数量的增加在衰落信道下对系统的影响和高斯信道相比更加严峻,(3)式中的第二项干扰和 (4)式中的干扰被同时加强了。图7所示是两种通信方式在不同用户数目的情况下,达到10-3误码率所需要的信噪比。

从图7可以看出,两种通信方式达到10-3误码率所需要的信噪比随着用户数量的提高而不断增加。对于这两种通信方式下高斯和衰落信道的表现,衰落信道下的曲线都要高于高斯信道下的曲线。随着用户数目的增加,传统CDMA衰落信道下的曲线和高斯信道下曲线之间的距离不断增加,对M元CDMA亦如此,M元CDMA在衰落信道下8用户和16用户的情况下甚至不能达到10-3的误码率。而这种两曲线间愈加分离的现象也体现着图6分析中(3)式中的第二项干扰和(4)式中的干扰被同时加强的结论。

上述已经借助与传统CDMA比较分析的M元CDMA的一些基本规律,而这些基本规律是在同等用户数,不同通信速率条件下比较的,对于衡量系统性能来说,这对M元CDMA不公平,因为它有更高的通信速率。研究在M元CDMA通信速率高于或基本等于传统CDMA的情况下两者性能的比较。由于此比较采用的是m序列,它并非2的整数次幂,所以很难做到两种通信方式在同等用户数和完全相等通信速率下比较。传统CDMA采用码长为31的m序列,而M元CDMA采用码长为127的m序列。采样频率、带宽与中心频率与以上方式相同。可得1用户到8用户两种方式在高斯和衰落信道下的比较结果。

对于图8中单用户的情况,传统CDMA的通信速率为64.5 b/s,而M元CDMA的通信速率为110.2 b/s。此时M元CDMA的通信速率比传统CDMA的通信速率高70.9%,在M元CDMA比传统CDMA通信速率高如此之多的情况下,在较低的误码率时(误码率小于10-3),M元CDMA在AWGN和UWA衰落信道下的性能仍要好于传统CDMA。

对于图9中双用户的情况,传统CDMA的通信速率为129.0 b/s,而M元CDMA的通信速率为189.0 b/s。此时M元CDMA的通信速率比传统CDMA的通信速率高46.5%,在M元CDMA比传统CDMA通信速率高的情况下,可以看出,误码率在10-2以下时,M元CDMA在两种信道下的性能要好于传统CDMA。以10-3误码率为例,两种信道下,M元CDMA的抗噪声能力都要好于传统CDMA1 dB以上。

对于图10中四用户的情况,传统CDMA的通信速率为258.1 b/s,而M元CDMA的通信速率为315.0 b/s。此时M元CDMA的通信速率比传统CDMA的通信速率高22.1%,在这种情况下,M元CDMA在两种信道下,10-2误码率以下的情况抗噪声能力都要好于传统CDMA,M元CDMA的抗噪声能力要好于传统CDMA1 dB以上。

对于图11中八用户的情况,传统CDMA的通信速率为516.1 b/s,而M元CDMA的通信速率为503.9 b/s。此时,传统CDMA的通信速率比M元CDMA快2.4%。可以认为两者的通信速率近似相等,在这种情况下可以看出,M元CDMA在两种信道下的抗噪声能力都要好于传统CDMA,此时传统CDMA在UWA信道下收敛能力已经严重下降。

从以上分析可以得到这样的结论:M元CDMA的性能要好于传统CDMA,在同等通信速率下,M元CDMA可以得到更长的扩频码,而在相同的用户数目下,扩频码越长,就意味着可以获得较小的MUI和更好的抗噪声能力。

3 结 语

基于提高传统CDMA通信速率的期望,本文提出M元CDMA水声通信系统,通过M元扩频技术打破扩频增益对通信速率的制衡。首先,本文对整个系统的流程进行了描述。通过M元CDMA的通信速率和引入的干扰两条主线对M元CDMA进行分析和仿真。本文对M元CDMA和传统CDMA相比带来通信速率的提升和引入的干扰给出了定性和定量的分析。最后通过和传统CDMA同等总通信速率在真实海洋信道下的仿真比较,验证了M元CDMA的优良性能。为水声通信网的组网提供了新的备选方案。

参考文献

[1] M Stojanovic, James Preisig.Underwater acoustic communication channels: propagation models and statistical characterization[J].IEEE Commun. Mag. Jan.,2009,47(1):84-89.

[2] D B Kilfoyle, A B Baggeroer.The state of art in underwater acoustic telemetry[J].IEEE J. Ocean. Eng.,2000,25(1):4-27.

[3] Joe Rice,Dale Green. Underwater acoustic communications and networks for the US Navy’s Seaweb program[C].The second international conference on sensor technologies and applications,2008: 715-722.

[4] E M Sozer,M Stojanovic a,J G Proakis. Underwater acoustic networks[J].IEEE J. Ocean. Eng.,2000,25(1):72-83.

[5] M Stojanovic,Lee Freitag. Multichannel detection for wideband underwater acoustic CDMA communications[J]. IEEE J. Ocean. Eng.,2006,31(3):685-695.

[6]邸珩.基于多径码间干扰滤波的短波通信优化[J].物联网技术,2015,5(10):47-48.

[7]李霞,姜卫东,方世良,等.水声通信中的多载波CDMA[J].声学技术,2005,24(4):202-205.

cdma技术论文篇2

摘要:CDMA 3G移动通信是中国电信多年以来盼望已久的全业务经营,机遇前所未有,挑战也前所未有。不仅市场容量大,前也景好,是未来通信发展的必然趋势。对于刚进入通信移动市场的中国电信来说,如何应对本地强大的竞争对手――中国移动、中国联通移动经营商,无疑是一个巨大的挑战。论文首先对中国通信移动市场的竞争环境与目标客户进行了详细的分析,然后结合中国电信公司的实际情况,制定了CDMA 3G进入通信移动市场的产品、价格、渠道和促销策略。

关键词:CDMA;目标市场;营销环境;产品;价格;渠道;促销

中图分类号:F49 文献标识码:B 文章编号:1674-9324(2012)05-0156-02

一、营销环境分析

1.通信移动市场概况。纵观全球3G发展趋势,至2009年7月,全球移动用户数在44亿左右,普及率达到65%;从全球来看,现在3G已经覆盖了全球75%的国家和地区。对于整个中国移动市场来说,TD-SCDMA、WCDMA、CDMW2000目前仅在中国部署。到2009年为止,中国移动用户总数4.93亿户,其中TD用户为95.9万,移动通信市场占有73.67%;中国联通用户总数1.40亿户,移动通信市场约占有24%。中国电信2008年6月宣布将收购中国联通的CDMA资产和业务,获得CDMA移动用户4276万户,2009年1月中国电信正式获得CDMA2000的3G牌照,进入电信全业务经营,但移动业务从零开始经营,如何打开移动市场新局面,重振CDMA及3G业务是电信业务转型,市场进入策略显得更为重要。

2.竞争分析。①中国移动通信市场有三大运营商经营3G业务,中国移动(TD-SCDMA):TD-SCDMA――Time Division-Synchronous Code Division Multiple Access(时分同步的码分多址)技术(中国主导3GPP标准规范)在频谱利用率、对业务支持具有灵活性等独特优势。优势:中国自有3G技术,获政府支持。中国联通(WCDMA):W-CDMA(宽带码分多址)是一个ITU(国际电信联盟)标准,它是从码分多址(CDMA)演变而来,这是基于GSM网发展出来的3G技术规范,是欧洲提出的宽带CDMA技术。优势:有较高的扩频增益,发展空间较大,全球漫游能力最强,技术成熟性最佳。中国电信(CDMA2000):CDMA是码分多址(Code-Division Multiple Access技术),CDMA2000是由窄带CDMA(CDMA IS95)技术发展而来的宽带CDMA技术,也称为CDMA Multi-Carrier,由美国高通公司为主导提出。优势:可以从原有的CDMA1X直接升级到3G,建设成本低廉。3G的主流技术有W-CDMA、CDMA2000和TD-SCDMA三种。CDMA2000由美国高通公司提出,技术成熟性最高,有着明确的提高频谱利用率的演进路线,但全球漫游能力一般,韩国已经开通了CDMA2000商用网。W-CDMA由欧洲和日本支持,有较高的扩频增益,发展空间较大,全球漫游能力最强,但技术成熟性一般,在2001年日本已经投入商用。TD-SCDMA于2008年4月1日试商用(北京奥运会)。②中国电信运营CDMA的目标市场分析。中国电信的客户主要是固话用户(含宽带用户),约2.2亿的固网用户、小灵通用户6000万,接管CDMA的C网用户数在4275万左右。现就客户群发展与关键因素进行加以分析。政、企市场:已有比较成熟的“商务领航”企业客户品牌;目前政府、绝大部企业的上网、固定电话用的都是电信的网络。家庭市场:已有比较成熟的“我的e 家”客户品牌。校园市场:在绝大部分学校的学生宿舍,都免费建设有校园电话和宽带上网,甚至在学校建有模块局,模块局的工作人员由学校的后勤部门或通信科的人员组成。

二、SWOT分析

1.优势分析。①CDMA与固定电话、ADSL的捆绑和交叉补贴,截至2007年底,中国电信固定电话用户达到2.26亿户,互联网宽带接入用户达到3817万户,“商务领航”用户达到194万户,“我的e家”用户达到1060万户。在全业务时代,中国电信最大的优势就是企业客户资源以及最后一公里接入的优势,可以通过全业务捆绑,加强并发展家庭和企业客户市场。②中国电信的品牌,承袭了我国电信产业百年发展的文化积淀,经营固话、移动市话、互联网接入及应用、数据通信、视讯服务、多种类信息综合服务,目前在政府、企业、农村等市场,电信的品牌根深蒂固。③中国电信与政府、企业有着良好的关系。④CDMA+Wi-Fi有利于打造差异化竞争优势。通过CDMA+Wi-Fi打造最强的无线宽带服务提供商,可以为Wi-Fi手机终端用户提供高速移动互联网服务。无论是手机访问WAP和WEB网站,带宽一直是限制影响中国移动GSM移动互联网发展的重要瓶颈。

2.劣势分析。①终端瓶颈限制问题。由于美国高通的问题,CDMA终端的价格居高不下。而且,高通针对CDMA建网、手机的CDMA芯片乃至手机上的应用开发都要收取专利费,CDMA产业一直无法做大,这制约了CDMA产业的做大做强,限制了CDMA终端的研发。②CDMA的客户规模还较小,目前移动通信话音业务的整体资费水平越来越低,暂时赢利的来源主要是依靠客户的规模优势。中国电信的CDMA客户约4275万户,客户规模相对较小,因而在移动通信市场发展中初期边际成本较高,经营困难还较大。面对对手的网内优惠促销,对新入网用户造成一定的进入门槛。③CDMA网络的覆盖问题。CDMA网络的室内覆盖和农村地区网络覆盖还不完善,造成CDMA网络的质量暂时还有缺陷,对客户的满意度有一定的影响。④渠道问题。目前中国电信的渠道还很不完善。其固定电话业务还是通过有限的营业厅来办理,小灵通主要还是通过共享渠道来销售,这一大缺陷限制了其移动业务的发展,给客户的感知和服务也带来障碍,下一步在全业务运营的背景下,新的渠道体系的规划和建设已是当务之急。⑤资金不足的问题。受限成本,短期内无法在移动业务与移动全面竞争争夺。

3.机会分析。①电信将获得CDMA2000标准的3G牌照,也是最有活力的CDMA运营商,为中国电信主导全球电信技术发展提供了机会;②由于获得了相对成熟的2G网络,可将小灵通用户向CDMA用户转移留住更多用户;③中国电信在互联网络覆盖方面占有绝对优势,在增值业务创新等方面提供了更多机会;④获得相对成熟的CDMA网络后,固话移动业务融合,更有利于中国电信推出具有竞争优势的差异化业务。

三、中国电信进入通信移动市场的关键问题

1.CDMA网络的优化、覆盖问题:农村信号覆盖不到位。

2.终端瓶颈限制问题:手机终端品种、款式、功能少。

3.渠道的规划与建设问题,缩短与本地竞争对手在客户服务上的差距。

四、中国电信运营CDMA的进入策略

1.加强组织的建设。①按目标市场的细分,成立了政企客户部、家庭市场客户部、公共客户部等部门。②正加强移动通信运营的人才培养、提升移动通信运营经验。③下一步将盘活各街道办事处、各乡镇、各集团模块局的电信人力资源,构建新的基层营销组织体系。将模块局从以维护为中心向营销、营业、维护三位一体的基层经营机构转型。

2.加强产业价值链的整合。①推动手机厂家加强对CDMA手机的研发。丰富CDMA终端的样式、功能。②充分利用社会渠道对CDMA山寨机的销售,降低普通用户的购机成本。③通过大批量采购降低CDMA终端的价格。

3.品牌重塑、扩大用户规模。①重塑CDMA的网络品牌。移动通信运营卖的就是网络服务,目前急需尽快解决CDMA的网络覆盖问题并优化网络的质量,减少用户的网络投诉,提升客户的满意度,开展相应的网络质量宣传。②重塑“商务领航”企业客户品牌。“商务领航”中捆绑CDMA,并充分利用现有的企业客户资源优势,提升CDMA用户在企业中的手机用户占比。

4.重塑“我的e家”。此前中国电信由于没有移动运营牌照,只能采取“固话+宽带+小灵通”。重组之后,中国电信拿到了联通的CDMA网络,将直接用CDMA替换之前的小灵通,形成“我的e家”的新组合,同时,着力开发家庭综合信息解决产品,例如集合家庭娱乐、可视电话、IPTV、远程医疗、家庭监控、家庭无线上网、家庭的消防、报警、社区网等。

5.利用在互联网内容上的优势,大力发展CDMA的移动通信增值业务,免费赠送CDMA定制终端促销。对政、企集团客户,实施存费送CDMA定制手机的政策;对捆绑家庭客户,实施存宽带费送CDMA定制手机的政策;对发展个人大客户,实施承诺保底消费赠送CDMA定制手机的政策;发展普通个人客户,实施购机送话费或直接补贴购机款的政策。

6.加强渠道体系建设,在实现业务捆绑后逐步实现业务融合。与政府合作,启动“百万社区经理金牌服务”,以社区为阵地,以家庭单位为突破口,彻底改变等用户上门的局面;以客户分布为主要因素进行营业厅的规划,建立比较完善的营销服务网络。在经济较发达的区域,采取自建自营的模式;在经济欠发达或用户群较少的区域,可采取自建它营的模式。

中国电信CDMA刚进入通信移动市场时知名度低、市场份额很少,通过制定差异化的产品策略,避免了同竞争对手的直接竞争。经过一年多的操作,中国电信截至2009年公司业务稳步推进。剔除初装费以后,全年完成经营收入2082亿元,整体经营收入增长了将近13%,净利润达到133亿元。截至2009年底,中国电信固定电话用户数为1.89亿;有线宽带用户数达到5346万户;CDMA用户数取得飞速发展,达到了5609万户,与2008年相比净增2818万户,净增了一倍。中国电信CDMA用户数整整翻了一倍引起CDMA整个业界非常瞩目的成绩,移动业务已经成为中国电信经营收入增长的一个新动力。

当然中国电信通信移动市场地位还不稳固,竞争对手经过了阵痛之后必然激烈反击。如何稳固现有的市场地位,继续扩大市场份额,仍然是摆在中国电信面前的难题。

参考文献:

[1]夏国俊.电信企业客户经理制与大客户服务规范[M].哈尔滨:哈尔滨地图出版社,2003.

[2]谢绍志.现代移动通信应用技术实用手册[M].合肥:安徽音像出版社,2004.

[3]通信行业职业技能鉴定指导中心.电信业务师/高级电信业务师[M].北京:北京邮电大学出版社,2008.

cdma技术论文篇3

【关键词】无线技术;红外通信;蓝牙;GDMA;GSM;发展前景

1.通信的发展要求

随着数字通信和计算机技术的时不断发展,可以看出无线终端设备具有巨大的潜力。同时许多短距离无线通信的要求被提出,短距离无线通信与同长距离无线通信有很多的区别,主要如下:

(1)无线终端设备发射功率在小于几微瓦。

(2)通讯的距离在几厘米到几百米之间。

(3)具体用途在小范围区域内使用。

(4)要方便,不用申请无线频道。

(5)高频操作。一个标准的短距离无线通信系统基本包括一个无线发射器和一个无线接收器。现在广泛使用的无线终端技术的是红外传输、蓝牙、CDMA、GSMdeep等。它们都有各自立足的特点,或基于传输速度、距离、耗电量等特殊要求;或是着眼于功能的扩充;或是符合某些单一应用的特别要求;或是建立竞争技术的差异化等。但是没有一种技术可以完美到足以满足所有的需求。

2.通信的应用领域

2.1 红外通信的通信

信道是利用950nm近红外波段的红外线作为传递信息的媒体。红外通信一般有发送和接受两个部分组成,其中发送端将基带二进制信号调制为一系列的脉冲串信号,通过红外发射管发射红外信号。接收端将接收到的光脉转换成电信号,再经过放大、滤波等处理后送给解调电路进行解调,还原为二进制数字信号后输出。常用的有通过脉冲宽度来实现信号调制的脉宽调制(PWM)和通过脉冲串之间的时间间隔来实现信号调制的脉时调制(PWM)两种方法。由于红外线通信具有体积小、功耗低、功能强、成本低等特点所以红外技术在家电、音响设备等方面得到广泛运用。总而言之,红外通信的实质就是对二进制数字信号进行调制与解调,以便利用红外信道进行传输;红外通信接口就是针对红外信道的调制解调器。

2.2蓝牙的应用

追根朔源,蓝牙的创始人是瑞典的爱立信公司,蓝牙(Bluetooth)技术,作为人们常用的一种短距离无线电技术,能够方便地简化上网本、笔记本电脑和移动电话手机等移动通信终端设备之间的通信,也能够成功地简化以上这些设备与因特网之间的通信,从而使这些现代通信设备与因特网之间的数据传输变得更加迅速高效,为无线通信拓宽道路。蓝牙采用分散式网络结构以及快调频和短包技术,支持点兑点及点对多点通信,工作在全球通用的2.4GHz LSM(即工业、科学、医学)频段。其数据速率为1Mbps。采用时分双工传输方案实现全双工传输。蓝牙无线技术规格供我们全球的成员公司免费使用。目前许多行业的制造商为减少使用凌乱的电线,都积极地在其产品中实施此技术,以实现无缝连接、流传输立体声,传输数据或进行语音通信。蓝牙技术在2.4GHz波段运行,该波段是一种无需申请许可证的工业、科技、医学(ISM)无限电波段。正因如此,使用蓝牙技术不需要支付任何费用。但您必须向手机提供商注册使用GSM或CDMA,除了设备费用外,您不需要为使用蓝牙技术在支付任何费用。

2.3 CDMA的应用

CDMA(Code Division Multiple Access) 是在无线通讯上使用的技术,又称码分多址, CDMA允许所有的使用者同时使用全部频带,并且把其他使用者发出的讯号视为杂讯,完全不必考虑到讯号碰撞(collision)的问题。CDMA的优点包括:CDMA中所提供的语音编码技术,其通话品质比目前的GSM好,而且可以把用户对话时周围环境的噪音降低,使通话更为清晰。另外CDMA通话技术还具有系统容量大,保密性强,通话稳定等特点。CDMA之所以可以坚守手机之间的干扰,主要是利用展频的通讯技术,不仅可以增加用户的容量,而且手机的功率还可以做的比较低,这不但可以使使用时间更长,更重要的是可以降低电磁波辐射对人的伤害。CDMA带宽可以扩展较大,还可以传输影像,这就是第三代手机为什么选用CDMA的原因。就安全性能而言,CDMA不但有良好的认证体制,更因为其传输的特性,用分码多工,防止被人盗听的功能大大地增强。目前CDMA系统正快速发展中。Wideband CDMA(WCDMA)宽带分码多工传输技术,为IMT-2000的重要基础技术,将是第三代数字无线通信系统的标准。

3.通信的发展前景

当今社会,全球无线通信产业的两个突出特点体现在:一是公众移动通信持续保持增长态势,一些国家和地区增势强劲,但存在发展不均衡的现象;二是宽带无线通信技术热点不断,技术知识更新较快,无线通信产业的研究和应用十分活跃。目前,我国的移动通信市场呈现持续快速增长的局面,截至9月底,移动用户总数达到6.98亿。考虑闲置的充值卡和一人双机的情况,我国移动通信由于用户普及率相对还比较低,仍有相当巨大和持久的增长空间。但我国的移动通信领域已进入了全面竞争的时代,GSM、CDMA乃至小灵通等网络激烈争夺用户,这已导致了资费下降,用户ARPU值下降的情况。目前我国的GPRS、CDMA、IX等2.5G数据业务发展态势不错,并已逐步培育了用户群。另外3G通信技术已经经过了技术试验阶段,并收到比较好的效果。

除传统的公众移动通信外,全球的宽带无线接入领域近期研究和应用十分活跃,热点不断出现,给无线通信业界带来了清新的空气。这包括宽带固定无线接入技术、WLAN技术、WIMAX技术、UMB技术等等,呈现百花齐放的局面。这些技术的出现和发展,给整个无线通信产业注入了勃勃生机。

4.结语

如今,无线通信的发展处于主流地位,无线通信的技术必然朝着4G等技术发面发展,各种无线终端设备凭着各自的优势为用户提供可靠、速度和更加优势的服务。但是对于整个无线通信产业而言,这些无线通信终端设备热点技术都已日臻完善,相信在不久的将来,它们必会给我们的生活带来新的变革。一体化的思路规划和建设网络,发挥各自不同技术,从而使多元素、多网络一体化将是主导路线。而从大局发展,解决不同区域、不同用户群对宽带及业务的不同需求,达成无线通信网络的整体优势和综合能力。市场的多元化需求促进技术的发展,市场的激烈竞争加剧了无限终端设备的研究和开发。本文对这些热点技术的介绍所作为及展望,希望能激起更多人对未来无线生活的憧憬。

【参考文献】

[1]杨飞.数据通信主力军—红外通信技术.中国论文下载中心,2009-7-16.

[2]祝焕辉.CDMA.百度百科,2009-11-05.

cdma技术论文篇4

关键词:CDMA、通信系统、Simulink系统仿真

Abstract: code division multiple access technology is CDMA mobile communication system commonly used one of the technology, and is the mainstream technical one. This paper first to CDMA system principle detailed paper; And then the code division multiple access technology are introduced, and giving a its main advantage of and the problems existing in the; And then expounds the code division multiple access technology theory basis, spread spectrum communication principle, and draw the code division multiple access (cdma) system of communication block diagram; Finally the paper m sequence spread spectrum communication system diagram design principle and the code division multiple access (CDMA) communication system simulation model, and the simulation software Simulink to CDMA communication system is simulated, obtained the received signal wave figures of the time. CDMA communication system simulation to prove the validity of the model.

Keywords: CDMA, communication system, Simulink system simulation

中图分类号: TN929.5 文献标识码:A 文章编号:

引言

随着社会的不断发展和科学技术的不断进步,现如今世界已经进入信息时代。通信的不断发展和完善给人们带来了更多的快捷和方便。本文首先对CDMA系统原理详细做了阐述;然后对码分多址技术进行了介绍,并列出其主要优点与存在的问题;随后详细阐述了码分多址技术的理论基础、扩展频谱通信原理、并且画出了码分多址通信系统的框图;最后采用基于MATLAB6.5仿真工具箱SIMULINK,并且结合m序列扩频原理和通信系统框图设计了码分多址通信系统仿真模型,得到了接收信号的时间波形图。CDMA通信系统仿真模型的正确性得以证明。

CDMA系统的理论基础

2.1 扩展频谱通信原理

扩频是用来传输信息的信号带宽远远大于信息本身带宽的一种传输方式,频带的扩展由独立于信息的扩频码来实现,与所传信息数据无关,在接收端用同步接收实现解扩和数据恢复。根据香农定理即,能够得出给定的信息传输速率,然后用不同的带宽与信噪比的组合来传输。这也就是扩频通信系统的原理,把信道带宽扩展许多倍从而可以得到信噪比上的好处,增强系统的抗干扰能力。扩频通信系统框图如图1所示。

图1 典型的扩频通信系统模型

在扩频通信系统中,信源编码可减小信息的冗余度,提高信道的传输效率。信道编码增加信息在信道传输中的冗余度,使其具有检错或纠错能力提高信道传输质量。调制使经信道编码后的符号能在适当的频段传输。扩频和解扩是为了提高系统的抗干扰能力而进行的信号频谱展宽和还原。

码分多址系统应用扩频通信原理,在发送端,将要传输的信息通过与伪随机码序列进行调制,使其频谱展宽,即“扩频”;在接收端,用与发送端相同的码序列进行“反扩展”,将宽带信号恢复成窄带信号,即“解扩”。窄带干扰信号由于与伪随机序列不相关,在接收端被扩展,从而使进入信号频带内的干扰信号功率大大降低,增加解调器输入端的信噪比。

2.2 CDMA系统的扩频方式和重要参数

在CDMA码分多址系统中广泛应用直接序列扩频方式,其抗干扰能力较强,采用高速码率的伪随机码在发送端进行扩频,在接收端用相同的码序列进行解扩,然后把展宽的扩频信号还原成原始信息。扩频增益和干扰容限是CDMA扩频通信的两个重要参数。

(1)扩频增益

扩频增益一般用来评价扩频系统抗干扰能力的优劣,指的是接收机相关器输出信噪比和接收机相关器的输入信噪比之比。式中和分别指的是接收机相关器的输入、输出端信号功率,和分别指的是相关器的输入、输出端干扰功率,W是系统的扩频带宽,是基带信号的信息速率。

(2)干扰容限

干扰容限一般用来表示扩频系统在干扰环境下的工作性能,公式是 。

式中是输出信噪比,是系统损耗,G是扩频增益。并且如果干扰功率超过信号功率M(dB)时,系统将无法正常工作。

2.3 伪随机码序列

伪随机序列的自相关和互相关特性是码分多址系统中的研究重点。自相关函数用来表示信号与其延迟时间T以后的相似性,公式是,对于二进制而且周期为P的序列,归一化后计算得到的互相关系数是 。A为位移前后两个码元序列相同码元的数目,D为位移前后两个码元不同码元的数目。

互相关函数是指两个不同码序列之间的相关性,公式是,对于二进制周期为P的序列,归一化之后计算得到的互相关系数是,如果M是某编码码组的集合,则对于码组,都可以满足,那么此时把M称为正交编码,其任意两个码组均互不相关,保持正交。

狭义伪随机序列指的是凡自相关系数具有下列形式的码序列:

,其中为序列与初始序列的相位差。

广义伪随机序列指的是凡自相关系数具有下列形式的码序列:

伪随机序列主要用于扩频调制。由0和1组成的伪随机序列,用来模拟伪随机信号波形。用+1代替码序列中1,用-1代替码序列中的0,得到码序列和波形的对应关系,这样码序列的模2加和信号波形相乘是等效的。需满足目标接收端,能识别并同步产生此序列;对于非目标接收端而言,该序列是不可识别的。利用线性反馈移位寄存器或PN模块可以产生这样的伪随机序列。本CDMA仿真模型中的伪随机序列主要采用四级m序列。

2.4m序列

m序列为由n级线性移位寄存器产生的周期为的码序列,为最长线性反馈移位寄存器序列的简称。周期为的m序列可以提供个扩频地址码。M序列能够扩展频谱、区分通过多址接入方式使用同一传输频带的不同用户的信号。应用MATLAB函数编程的方法可以产生m序列,方法主要有以下两种。

(1)移位寄存器加反馈生成m序列

m序列产生器,由线形反馈移位寄存器构成,式中为1表示连接,为0表示断开,加法器用的是模2加法。线形反馈逻辑式为:

反馈移位寄存器原理框图如图2所示。

图2 反馈移位寄存器原理框图

通过选择不同的生成多项式,可以找出相关性较好的m序列组。

(2)应用伪随机序列产生器产生四级m序列

图3是产生m序列的仿真模型,利用示波器观察产生的m序列波形。

图3 产生m序列的仿真模型

2.5 SIMULINK仿真简介

本文采用的是SIMULINK仿真,其所有的模块在每个时间步长上同时执行,被称为时间流的仿真。SIMULINK应用包括建模和仿真两部分。建模即指从SIMULINK标准模块子库或MATLAB其它工具包模块库中选择所需模块,并复制到用户的模型窗口中,经过连线和设置模块参数等构成用户自己的仿真模型的过程。通信模块的创建和仿真,一般是在SIMULINK工作窗口内利用COMMLIB库中的通信模块构筑用户设计的通信模型,然后再利用SIMULINK工作窗有的菜单选项进行仿真。当一个动态模型包含许多环节时,往往把系统按功能分块,每一块建立一个子系统。本文采用“自底向上”的设计方式,先完成每个部分的底层设计,封装为子系统后,再用其搭建出一个总体框图。

CDMA通信系统仿真模型

CDMA仿真模型参数设置:仿真时间设置为10s,求解器输出为可变步长离散型模式。图4所示为基带信号源以及信号源通过CDMA传输系统后在接收端所接收到的解调信号的时域坡形图。 从图中可以看出,通过CDMA通信传输系统后的解调信号与信号源的时域波形除了在幅度上有所增大以外,其余各参数都相同。能够获得基于Simulink方法的CDMA仿真模型,符合CDMA传输系统。从频谱中可以看出,频谱图完全相同,同时通过计算误码率可得,误码率为 0.00000001。原因是在仿真模型中没有引入信道噪声,随着信道噪声的引入,将会产生误码,使其误码率增大。

CDMA通信系统的仿真模型接收信号的时间波形图如图4所示。

图4 CDMA通信系统仿真模型接收信号的时间波形图

结语

CDMA码分多址技术是移动通信系统常用的技术之一,且是主流技术之一。本文首先对CDMA系统原理详细做了阐述;然后对码分多址技术进行了介绍,并列出其主要优点与存在的问题;随后详细阐述了码分多址技术的理论基础、扩展频谱通信原理、并且画出了码分多址通信系统的框图;最后采用基于MATLAB6.5仿真工具箱SIMULINK,并且结合m序列扩频原理和通信系统框图设计了码分多址通信系统仿真模型。在仿真过程中对信道信噪比设置不同数值,从而获取了码分多址仿真系统误码率和信道信噪比之间的关系图,并且分析多址干扰独立加入AWGN噪声时对误码率的影响。

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[5] Roger L. Peterson著,沈丽丽译. 扩频通信导论[M]. 北京:电子工业出版社,2006.7.

cdma技术论文篇5

[论文摘要] 3G的时代已经来临,其主要技术标准WCDMA和CDMA2000谁优谁劣自然引起了我们的关注。本文从各个方面对两个技术标准做了全面的对比研究。

一、引言

上世纪70年代末,诞生了被称为第一代蜂窝移动通信系统的双工FDMA模拟调频系统,但由于模拟系统固有的先天缺陷,在90年代初被以TDMA为基础的第二代数字蜂窝移动通信系统所取代,相对FDMA系统有诸多优点,如频谱利用率高,系统容量大、保密性好等。与此同时产生了以CDMA为基础的数字蜂窝通信系统,相比TDMA系统具有低发射功率、信道容量大、软容量、软切换、采用多种分集技术等优点。

随着网络的广泛普及,图像、话音和数据相结合的多媒体和高速率数据业务的业务量大大增加,人们对通信业务多样化的要求也与日俱增,而一代二代系统远远不能满足用户的这些需求,所以诞生了第三代移动通信技术,它能够处理图像、音乐、视频流等多种媒体形式,提供包括网页浏览、电话会议、电子商务等多种信息服务。国际上承认的3G标准有三个:CDMA2000、WCDMA以及TD-SCDMA,这里主要从各个方面做WCDMA和CDMA2000的对比研究。

二、WCDMA和CDMA2000的综合比较

由于WCDMA和CDMA2000这两种技术都是将CDMA技术用于蜂窝系统,许多的思想都是源于CDMA系统,因此WCDMA和CDMA2000有许多相试之处:从双工方式上看,WCDMA和CDMA2000属于FDD模式。WCDMA和CDMA2000都满足IMT-2000提出的技术要求,支持高速多媒体业务、分组数据和IP接入等。但它们在技术实现、规范标准化、网络演进等方面都存在较大差异。

WCDMA和CDMA2000各有优势和缺点。WCDMA技术较成熟,能同广泛使用的GSM系统兼容;相比第二代通信系统能提供更加灵活的服务;而且WCDMA能灵活处理不同速率的业务。其缺点是只能共用现有GSM系统的核心网部分,无线侧设备可以共用的很少。

CDMA2000的优势是可以和窄带CDMA的基站设备很好地兼容,能够从窄带CDMA系统平滑升级,只需增加新的信道单元,升级成本较低,核心网和大部分的无线设备都可用。容量也比IS-95A增加了两倍,手机待机时间也增加了两倍。缺点是CDMA2000系统无法和GSM系统兼容。

1.WCDMA 与CDMA2000的物理层技术比较

WCDMA和CDMA2000物理层技术细节上有相似也有差异,由于考虑出发点不同,造成了不同的技术特点。WCDMA技术规范充分考虑了与第二代GSM移动通信系统的互操作性和对GSM核心网的兼容性;CDMA2000的开发策略是对以IS-95标准为蓝本的窄带CDMA的平滑升级。

(1)这两个标准的物理层技术相似点可以归纳为以下几点:

①内环均采用快速功率控制。CDMA系统是干扰受限系统,因此为了提高系统容量,应尽可能的降低系统的干扰。功率控制技术可以减少一系列的干扰,这意味着同一小区内可容纳更多的用户数,即小区的容量增加。因此CDMA系统中引入功率控制技术是非常必要的。

②系统都支持开环发射分集,信道编码采用卷积码和Turbo码。

③系统均采用软切换技术。所谓软切换是指移动台需要切换时,先与新的基站连通再与原基站切断联系,而不是先切断与原基站的联系再与新的基站连通。软切换只能在同一频率的信道间进行,因此模拟系统、TDMA系统不具有这种功能。软切换可以有效地提高切换的可靠性,大大减少切换造成的掉话。

④WCDMA 工作频段:1900~2025MHz频段分配给FDD上行链路使用,2110~2170MHz频段分配给FDD下行链路使用,2110~2170MHz频段分配给TDD双工方式使用。其中WCDMA和CDMA2000利用1900~2025MHz频段(上行),2110~2170MHz(下行)。

(2)两个标准的物理层技术差异可以归纳为以下几点:

①扩频码片速率和射频带宽。WCDMA 根据ITU关于5 MHz 信道基本带宽的划分规则,将基本码片速率定为3.84Mcps。WCDMA使用带宽和码片速率是CDMA2000-1X的3倍以上,能提供更大的多路径分集、更高的中继增益和更小的信号开销。CDMA2000分两个方案,即CDMA2000-1X和CDMA2000-3X两个阶段。CDMA2000系统可支持话音、分组数据等业务,并且可实现QoS的协商。室内最高数据速率达2Mbit/s,步行环境384kb/s,车载环境144kb/s。CDMA2000在前向和反向CDMA信道在单载波上采用码片速率1.2288Mcps的直接序列扩频,射频带宽为1.25MHz。

②支持不同的核心网标准。WCDMA要求实现与GSM网络的兼容,所以它把GSMMAP协议作为上层核心网络议;CDMA2000要求兼容窄带CDMA,因此它把ANSI-41作为自己的核心网络协议。

③WCDMA进行功率控制的速度是CDMA2000的2倍,能保证更好的信号质量,并支持多用户。

④为了使支持基于GSM的GPRS业务而部署的所有业务也支持WCDMA业务,为了完善新的数据话音网络,CDMA2000-1x需要添加额外的网元或进行功能升级。

2.WCDMA与CDMA2000网络接口的比较

3G标准的基本目标是能在车载、步行和静止各种不同环境下为多个用户分别提供最高为144kbit/s、384kbit/s和2048kbit/s的无线接入数据速率。为多个用户提供可变的无线接入数率是3G标准的核心要求。CDMA2000可分别用于900MHZ和2GHZ两个频段CDMA2000的码片速率与IS-95相同,两系统可以兼容。WCDMA的码片速率为3.84Mcps,显然WCDMA系统中低速率用户或语音用户的移动台成本会大幅上升,在CDMA2000系统中则不会如此。

WCDMA的接口标准规范、制定严谨、组织严密,而CDMA2000的接口标准严谨性有待加强。IS- 95厂家设备难以互通,给运营商设备选型带来了较大问题;3G许诺的高速无线数据服务必须可以和话音一样实现无缝的漫游,这是至关重要的。多媒体信息要漫游、视频通话也要漫游,没有这些基本要素,3G就不能称其为3G。漫游涉及到的不仅仅是技术问题,更重要的是商业利益。在这方面WCDMA显然更胜一筹,它支持全球漫游,全球移动用户均有唯一标识,而CDMA2000尚不能很好做到这一点。

3.WCDMA和CDMA2000网络演进的比较

(1)WCDMA 的网络演进技术

现有的GSM系统利用单一时隙可提供9.6kbit/s的数据服务。如果复用多个时隙就能升级为HSCSD(高速电路交换数据)方式;此后出现了GPRS(通用分组无线业务),首次在核心网中引入了分组交换的方式,可提供144kbit/s的数据速率。接着继续升级采用8PSK调制,这样传输速率可以上升至384kbit/s这就是EDGE;WCDMA的数据传输速率将高达2M/s。

(2)CDMA2000网络演进技术

主要的CDMA2000运营商将来自现在的窄带CDMA运营商。窄带CDMA向CDMA2000过渡的方式为IS-95AIS95BIS-95CIMT2000。IS-95A的数据传输速率为14.4kbit/s,为了提供更高的速率,1999年部分厂商开始采用IS-95B标准,理论上支持115.2kbit/s的速率。IS-95C进一步使容量加倍,最后升级为CDMA2000。

窄带CDMA系统向CDMA2000系统的演进分为空中接口、网络接口及核心网络演进等方面。

①目前窄带CDMA系统的空中接口是基于IS295A,其支持的数据速率为14.4kbit/s,由IS295A升级到IS295B,可支持64kbit/s。

②窄带CDMA网络接口的演进主要指窄带CDMA系统A接口的升级和演进。对于窄带CDMA系统,以前其A接口不是规范接口(即不是开放接口),窄带CDMA和GSM的A接口的规范相比较, GSM是先有A接口标准,然后厂家依据标准开发;窄带CDMA是厂家各自开发,然后广泛宣传,最后凭借自身影响修改标准。

③窄带CDMA的核心网在美国经过多年发展后,从IS241A到IS241B到IS241C,我国CDMA试验网和红皮书以IS241C为基础,IS241D规范在1999年底,目前IS241E规范还未正式。

三、WCDMA和CDMA2000在我国的前景

对3G标准的选择不仅要看其技术原理及成熟程度,还要结合本国国情、市场运作状况等因素进行考虑。按目前的进展来看,两种标准最后不能融合成一种,但可以共存。

在我国,GSM MAP网络已形成巨大的规模,欧洲标准的WCDMA在网络上充分考虑到与第二代的GSM的兼容性,在技术上也考虑了与GSM的双模切换兼容,向WCDMA体制的第三代系统演进,从一开始就解决了全网覆盖的问题。而且CDMA2000采用GPS系统,对GPS依赖较大;在小区站点同步方面,CDMA2000基站通过GPS实现同步,将造成室内和城市小区部署的困难,而WCDMA设计可以使用异步基站,运营者独立性强;对于电信设备制造行业,我国在GSM蜂窝移动通信方面发展成熟,而窄带CDMA系统尚未形成规模和产业。

WCDMA采用全新的CDMA多址技术,并且使用新的频段及话音编码技术等。因此GSM网络虽然可采用一些临时的替代方案提供中等速率的数据服务,却不能提供一种相对平滑的路径以过渡到WCDMA。而CDMA2000的设计是以IS-95系统的丰富经验为依据的,因此窄带CDMA向CDMA2000的演进无论从无线还是网络部分都更为平滑。在基站方面只需更新信道板,并将系统软件升级,即可将IS-95基站升级为CDMA2000基站。

由此可见,WCDMA和CDMA2000还将长时间在我国共存,鹿死谁手?尚未分晓。

参考文献

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[2]杨大成.CDMA2000-1X移动通信系统.北京:机械工业出版社,2003.

cdma技术论文篇6

【关键词】LTE 800 MHz VoLTE LTE载波聚合 LTE ONLY

doi:10.3969/j.issn.1006-1010.2016.12.001 中图分类号:TN929.53 文献标志码:A 文章编号:1006-1010(2016)12-0003-06

引用格式:余扬尧,陈杨,杨芙蓉. LTE 800MHz网络部署策略分析[J]. 移动通信, 2016,40(12): 3-8.

1 引言

对于国内三大运营商而言,2014年至2015年已基本完成城区、郊区LTE网络部署,而下阶段用户争夺的重点区域在农村,农村区域LTE网络部署的越快,则可以在激烈的市场竞争中取得有利地位。中国电信在农村地域继续采用1.8 GHz基站实现网络覆盖,利旧已有的CDMA站点资源进行LTE 800 MHz网络建设,该方法具有单站覆盖范围广、建设周期短、投资节约等优势。本文从网络覆盖能力、市场终端供给、网络建设速度以及主要竞争业务进行分析,得出LTE 800 MHz建设的必要性。通过近、中、远期建设部署策略,LTE 800 MHz网络从农村到城市以最短的建设时间、最节约的投资达到LTE网络覆盖目标并满足VoLTE、载波聚合等业务的需求。

2 LTE 800MHz网络建设的必要性

2.1 LTE 800MHz网络建设需求

4G时代中国电信面临更加激烈的市场竞争。一方面,“互联网+”全面开启,用户体验成为核心竞争要素,网络下载上传速度的快慢、网络信号的覆盖效果将影响手机上网时长及用户业务行为。另一方面,运营商4G网络建设节奏不断加快,移动用户市场竞争将愈加激烈。根据三大运营商2016年年初的数据,中国移动4G用户达到3.36亿户,中国电信4G用户达到9100万户。

中国电信与中国移动在4G用户发展数量上差距明显,如何吸引、发展用户,就必须在用户感知、终端提供以及特色业务发展等方面努力。因此中国电信必须集中有限资源,突出建设重点,解决好以下四个方面的紧耦合:

(1)广覆盖网络:解决网络覆盖广度,打造一张城区、郊区、农村连续覆盖的LTE网络;

(2)多档次终端:根据不同的业务发展及消费群体需求,联合手机终端供应商提供满足业务需求的、不同档次的手机终端;

(3)建设周期短:在较短时间内完成基站建设开通,尽早具备市场生产竞争力;

(4)业务竞争力:2016年继续大力推动“4G+”战略,同时积极开展VoLTE试点,在2016年至2017年正式商用。

2.2 LTE 800MHz网络覆盖能力分析

经过2014年至2015年的LTE工程建设,城区、郊区区域基本实现了1.8 GHz LTE网络的全覆盖,农村区域尚无LTE信号覆盖。从竞争对手网络覆盖的情况来看,中国移动已经基本完成了农村区域的LTE信号全覆盖,在农村4G用户发展上占领了先机,因此中国电信必须尽快完成农村区域LTE网络的部署以满足中国电信农村区域4G用户发展的需求。

中国电信可用的LTE频段是1.8 GHz及2.1 GHz,城区覆盖以1.8 GHz为主要频段,2.1 GHz作为热点区域容量叠加。针对农村区域LTE网络广覆盖的需求,用800 MHz频段还是1.8 GHz频段实现LTE覆盖,需要将800 MHz与1.8 GHz频段信号覆盖能力的差异性进行比较,包括空间损耗理论计算结果对比以及现场测试结果验证。

(1)理论分析

1)空间直射传播损耗

手机终端与基站天线可直视时,两者间的信号传播为无线电波空间直射传播。在视距环境下,1.8 GHz与800 MHz频率差异造成的路径损耗为7 dB。

2)空间绕射传播损耗

手机终端与基站天线不可直视时,由于频率不同,800 MHz及1.8 GHz采用不同的传播经验模型。

其中,800 MHz采用Okumura-Hata模型(适用频段150 MHz―1.5 GHz),1.8 GHz采用COST231-Hata模型(1.5 GHz―2 GHz),得出非视距情况下,1.8 GHz与800 MHz频率差异造成的路径损耗为11.19 dB。

(2)现场测试

在中西部农村丘陵区域进行800 MHz与1.8 GHz LTE覆盖能力对比测试。房屋以2~3层自建房为主,测试路线有树林和山体阻挡,在1:1共站组网场景下,1.8 GHz平均路径损耗比800 MHz平均路径损耗高9.2 dB,与前面计算的非视距情况下的路径损耗值接近。

在孤立单小区覆盖对比中,800 MHz比1.8 GHz单小区覆盖距离增加约70%,800 MHz单站覆盖面积约为1.8 GHz覆盖面积的2.5倍。

图1是800 MHz与1.8 GHz覆盖能力对比:

由图1可见,在农村区域优先考虑信号覆盖的前提下,800 MHz的覆盖能力远优于1.8 GHz的覆盖能力,因此800 MHz网络更加适用于农村区域覆盖。

2.3 LTE 800MHz终端市场分析

终端市场的发展对用户发展的影响起到了越来越重要的作用,影响用户的重要因素包括品牌、功能、价格等。终端市场越成熟,就可以给用户提供多品牌、多功能、多价格档次的手机,就越容易发展用户。

(1)中国电信LTE终端需求

2015年7月在中国电信和高通联合举办的“2015年天翼终端交易博览会暨高峰论坛”上,中国电信集团技术部副总经理解读了中国电信天翼终端技术发展目标。其中在频段方面,要求手机终端必须支持三大运营商的国内频段,必须支持LTE/WCDMA漫游频段、800 MHz频段。

(2)中国电信LTE终端发展

2015年12月17日,中国电信召开终端产业2016合作战略会,中国电信豪掷70亿元人民币用以激励合作伙伴开发、销售中国电信终端,并提供了多项减免政策。一方面中国电信拿出了“足够的诚意”用以推动手机厂家对支持800 MHz频段手机终端的生产开发;另一方面高通等主流手机芯片厂家已在2015年推出800 MHz频段的手机芯片并在2016年二季度商用,2016年中下旬支持800 MHz的终端将会大爆发,满足各类用户对于终端的需求。

2.4 中国电信LTE 800MHz建设速度分析

CDMA频点与LTE 800 MHz频点一致,因此在1:1共址建设情况下,CDMA与LTE 800 MHz的覆盖能力是一致的。

在农村区域,利旧原有CDMA站址,有以下几个方面的突出优势:

(1)可以节约站址协调所需时间;

(2)可以节约机房、铁塔等配套建设所需要的时间,直接进行设备安装;

(3)可以利旧站点原有光缆及传输设备资源,在最短时间内完成站点的开通;

(4)可以保证LTE覆盖效果达到原有CDMA网络的覆盖水平。

相比于在农村地区通过1.8 GHz进行LTE网络覆盖,利旧原有CDMA网络站点进行1:1的LTE 800 MHz网络建设,在工程协调、配套建设、传输光缆工程等环节可以节约大量的时间,能快速实现农村区域LTE信号覆盖,为用户发展提供网络支撑。

表1是利旧站址建设LTE站点的时间表:

2.5 LTE 800MHz业务竞争分析

2015年7月,在“第七届智能终端及移动互联网产业高峰论坛”上,中国电信正式了“天翼4G+”和VoLTE时间表。“天翼4G+”和VoLTE成为中国电信进行用户争夺的有力竞争手段。

(1)VoLTE

根据GSA 2015年的统计数据,全球已有29个国家的46个运营商完成了VoLTE语音业务商用,CDMA网络将逐步退出历史舞台。

800 MHz LTE网络具有良好的覆盖能力,将作为提供VoLTE语音业务及视频语音业务的优良载体,LTE 800 MHz上下行速率及频谱效率比CDMA有显著提升。

(2)天翼4G+

“天翼4G+”采用载波聚合技术的下行峰值速率可达300 Mbps,载波聚合技术的采用使中国电信成为国内首家跨入300 M阵营的运营商。目前中国电信已经在城市数据业务热点区域进行了1.8 GHz+2.1 GHz双载波聚合的部署工作,2016年中国电信推动800 MHz+1.8 GHz+2.1 GHz三载波聚合试点,LTE下行峰值理论速率将达到450 Mbps。

3 LTE 800MHz网络部署策略

LTE 800 MHz网络从部署到商用是一个循序渐进的过程,网络的建设部署时间安排与电信用户发展需求、电信4G+、VoLTE业务发展策略以及手机终端市场发展情况息息相关。从时间节点上,可以明确LTE 800 MHz网络的近、中、远期建设策略。

3.1 近期部署策略―2016年农村区域开展LTE

800MHz网络建设、VoLTE业务试点

(1)网络覆盖策略

农村地区采用与CDMA基站共址的方式1:1建设LTE 800 MHz网络,利旧塔桅及机房电源等配套资源,争取在较短时间内完成农村地区LTE 800 MHz网络建设,并形成城区-郊区-农村区域LTE信号的连续覆盖。

城区和郊区区域继续在弱覆盖区域部署1.8 GHz LTE网络,加强LTE信号的深度覆盖。

2016年在城区区域进行LTE 800 MHz试点工作,保障LTE 800 MHz网络的连续覆盖,为VoLTE业务在LTE 800 MHz承载做好准备工作。根据城区内CDMA网络的频点使用情况,腾出1.4 MHz或者3 MHz带宽给LTE 800 MHz进行城区试点。

城市及郊区区域CDMA网络以优化补盲为主,针对用户投诉较为集中的个别区域进行CDMA信号覆盖。农村区域随着“宽带乡村”工程的推进,同步完成CDMA以及LTE 800 MHz网络的部署。

(2)业务支撑策略

2016年语音业务仍由CDMA 1X提供,数据业务由CDMA DO以及LTE提供。

在城区LTE数据热点区域采用新建LTE 1.8 GHz+2.1 GHz双载波聚合或者TD-LTE进行分流。

载波聚合以及VoLTE作为中国电信主要的业务竞争手段,近期内加快开展LTE 800 MHz VoLTE的试点工作,为2017年VoLTE业务正式商用进行技术论证并制订相关技术规范。同期开展LTE 800 MHz+1.8 GHz+2.1 GHz三载波聚合相关的试点工作,满足中、远期LTE 800 MHz网络扩容需求。

加快纯CDMA用户向LTE转网的进度,通过加大LTE套餐流量以及4G终端优惠力度来吸引CDMA用户向LTE转网。

LTE 800 MHz网络近期部署策略如表2所示。

3.2 中期部署策略―2017年VoLTE商用、LTE

800MHz网络连续覆盖

(1)网络覆盖策略

随着城区LTE 800 MHz试点工作的完成,2017年在城区及郊区区域与CDMA基站共址建设,快速部署LTE 800 MHz网络。

配合“宽带乡村”专项工程,继续提高农村区域的LTE 800 MHz网络覆盖,基本达到或超过竞争对手在农村区域的LTE覆盖水平。

城区和郊区区域继续加强LTE 1. 8 GHz信号的深度覆盖。

随着CDMA网络的语音和数据业务利用率降低,合理调整CDMA网络占用频点,腾出3 MHz~5 MHz频率资源给LTE 800 MHz网络使用。

2017年基本停止CDMA独立网络建设,新建800 MHz

基站设备采用CDMA+LTE双模设备,可以根据信号覆盖情况决定是否开通CDMA。

(2)业务支撑策略

2017年LTE网络VoLTE普通语音业务及视频语音业务正式商用,CDMA 1X与VoLTE语音通话实现互通,随着VoLTE对用户语音业务的分流,CDMA 1X的利用率逐步降低。

数据业务由CDMA DO以及LTE提供,随着4G数据用户增加,CDMA DO利用率逐步降低,在城区4G数据热点区域采用新建LTE 1.8 GHz+2.1 GHz双载波聚合或者TD-LTE进行分流。

继续加快CDMA用户向LTE转网的进度。

LTE 800 MHz网络中期部署策略如表3所示。

3.3 远期部署策略―实现LTE ONLY

这一阶段的终极目标是实现LTE ONLY,CDMA用户逐年减少,最终所有CDMA用户转换成为4G用户。语音及数据业务全部由LTE网络承载,CDMA网络退网。

(1)网络覆盖策略

LTE 800 MHz网络实现城区-郊区-农村连续覆盖,LTE 800 MHz成为一张“全覆盖”网络,整体覆盖水平高于竞争对手。

在城区、郊区等用户比较集中的区域实现LTE 1.8 GHz连续覆盖,在农村区域对重要乡镇、居民聚居区等用户相对集中的区域用LTE 1.8 GHz进行热点覆盖。

随着纯CDMA用户向LTE完成转网,CDMA网络逐步减少使用频点并最终退网,LTE 800 MHz网络最终独占10 MHz带宽资源。

(2)业务支撑策略

随着3G用户完成到4G业务的转换,普通语音业务以及视频语音业务完全由VoLTE实现,VoLTE业务优先驻留在800 MHz频段上,可以减少切换次数以及800 MHz与1.8 GHz之间异频切换带来的风险。

LTE数据业务主要由LTE 1.8 GHz承载,在城区数据热点区域采用LTE双载波聚合或者三载波聚合方式进行分流。

LTE 800 MHz网络远期部署策略如表4所示。

4 结束语

本文通过对中国电信的LTE网络覆盖以及用户发展需求进行分析,从网络覆盖、终端市场、网络建设速度以及业务发展等维度论证LTE 800 MHz网络建设的必要性。通过近、中、远期建设部署策略,LTE 800 MHz网络从农村到城市,以最短的建设时间、最节约的投资达到LTE网络覆盖目标并满足VoLTE、载波聚合等业务的需求。

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作者简介

余扬尧:学士毕业于西华大学,现任四川通信科研规划设计有限责任公司技术二部技术主管,目前主要从事无线网络规划及工程设计工作。参加过四川电信的PHS网络工程、四川电信无线村通450M工程、四川电信CDMA网络工程、四川电信LTE网络工程设计等项目的无线网络规划设计工作。

陈杨:硕士毕业于电子科技大学,现任四川通信科研规划设计有限责任公司技术二部技术主管,目前从事无线网络规划工作,曾主持过云南移动2007年GSM网络规划、四川电信2009~2015年历年无线网络规划、四川铁塔公司2015年投资规划等重要项目。

cdma技术论文篇7

[摘要]3G的时代已经来临,其主要技术标准WCDMA和CDMA2000谁优谁劣自然引起了我们的关注。本文从各个方面对两个技术标准做了全面的对比研究。

一、引言

上世纪70年代末,诞生了被称为第一代蜂窝移动通信系统的双工FDMA模拟调频系统,但由于模拟系统固有的先天缺陷,在90年代初被以TDMA为基础的第二代数字蜂窝移动通信系统所取代,相对FDMA系统有诸多优点,如频谱利用率高,系统容量大、保密性好等。与此同时产生了以CDMA为基础的数字蜂窝通信系统,相比TDMA系统具有低发射功率、信道容量大、软容量、软切换、采用多种分集技术等优点。

随着网络的广泛普及,图像、话音和数据相结合的多媒体和高速率数据业务的业务量大大增加,人们对通信业务多样化的要求也与日俱增,而一代二代系统远远不能满足用户的这些需求,所以诞生了第三代移动通信技术,它能够处理图像、音乐、视频流等多种媒体形式,提供包括网页浏览、电话会议、电子商务等多种信息服务。国际上承认的3G标准有三个:CDMA2000、WCDMA以及TD-SCDMA,这里主要从各个方面做WCDMA和CDMA2000的对比研究。

二、WCDMA和CDMA2000的综合比较

由于WCDMA和CDMA2000这两种技术都是将CDMA技术用于蜂窝系统,许多的思想都是源于CDMA系统,因此WCDMA和CDMA2000有许多相试之处:从双工方式上看,WCDMA和CDMA2000属于FDD模式。WCDMA和CDMA2000都满足IMT-2000提出的技术要求,支持高速多媒体业务、分组数据和IP接入等。但它们在技术实现、规范标准化、网络演进等方面都存在较大差异。

WCDMA和CDMA2000各有优势和缺点。WCDMA技术较成熟,能同广泛使用的GSM系统兼容;相比第二代通信系统能提供更加灵活的服务;而且WCDMA能灵活处理不同速率的业务。其缺点是只能共用现有GSM系统的核心网部分,无线侧设备可以共用的很少。

CDMA2000的优势是可以和窄带CDMA的基站设备很好地兼容,能够从窄带CDMA系统平滑升级,只需增加新的信道单元,升级成本较低,核心网和大部分的无线设备都可用。容量也比IS-95A增加了两倍,手机待机时间也增加了两倍。缺点是CDMA2000系统无法和GSM系统兼容。

1.WCDMA与CDMA2000的物理层技术比较

WCDMA和CDMA2000物理层技术细节上有相似也有差异,由于考虑出发点不同,造成了不同的技术特点。WCDMA技术规范充分考虑了与第二代GSM移动通信系统的互操作性和对GSM核心网的兼容性;CDMA2000的开发策略是对以IS-95标准为蓝本的窄带CDMA的平滑升级。

(1)这两个标准的物理层技术相似点可以归纳为以下几点:

①内环均采用快速功率控制。CDMA系统是干扰受限系统,因此为了提高系统容量,应尽可能的降低系统的干扰。功率控制技术可以减少一系列的干扰,这意味着同一小区内可容纳更多的用户数,即小区的容量增加。因此CDMA系统中引入功率控制技术是非常必要的。

②系统都支持开环发射分集,信道编码采用卷积码和Turbo码。

③系统均采用软切换技术。所谓软切换是指移动台需要切换时,先与新的基站连通再与原基站切断联系,而不是先切断与原基站的联系再与新的基站连通。软切换只能在同一频率的信道间进行,因此模拟系统、TDMA系统不具有这种功能。软切换可以有效地提高切换的可靠性,大大减少切换造成的掉话。

④WCDMA工作频段:1900~2025MHz频段分配给FDD上行链路使用,2110~2170MHz频段分配给FDD下行链路使用,2110~2170MHz频段分配给TDD双工方式使用。其中WCDMA和CDMA2000利用1900~2025MHz频段(上行),2110~2170MHz(下行)。

(2)两个标准的物理层技术差异可以归纳为以下几点:

①扩频码片速率和射频带宽。WCDMA根据ITU关于5MHz信道基本带宽的划分规则,将基本码片速率定为3.84Mcps。WCDMA使用带宽和码片速率是CDMA2000-1X的3倍以上,能提供更大的多路径分集、更高的中继增益和更小的信号开销。CDMA2000分两个方案,即CDMA2000-1X和CDMA2000-3X两个阶段。CDMA2000系统可支持话音、分组数据等业务,并且可实现QoS的协商。室内最高数据速率达2Mbit/s,步行环境384kb/s,车载环境144kb/s。CDMA2000在前向和反向CDMA信道在单载波上采用码片速率1.2288Mcps的直接序列扩频,射频带宽为1.25MHz。

②支持不同的核心网标准。WCDMA要求实现与GSM网络的兼容,所以它把GSMMAP协议作为上层核心网络议;CDMA2000要求兼容窄带CDMA,因此它把ANSI-41作为自己的核心网络协议。

③WCDMA进行功率控制的速度是CDMA2000的2倍,能保证更好的信号质量,并支持多用户。

④为了使支持基于GSM的GPRS业务而部署的所有业务也支持WCDMA业务,为了完善新的数据话音网络,CDMA2000-1x需要添加额外的网元或进行功能升级。

2.WCDMA与CDMA2000网络接口的比较

3G标准的基本目标是能在车载、步行和静止各种不同环境下为多个用户分别提供最高为144kbit/s、384kbit/s和2048kbit/s的无线接入数据速率。为多个用户提供可变的无线接入数率是3G标准的核心要求。CDMA2000可分别用于900MHZ和2GHZ两个频段CDMA2000的码片速率与IS-95相同,两系统可以兼容。WCDMA的码片速率为3.84Mcps,显然WCDMA系统中低速率用户或语音用户的移动台成本会大幅上升,在CDMA2000系统中则不会如此。

WCDMA的接口标准规范、制定严谨、组织严密,而CDMA2000的接口标准严谨性有待加强。IS-95厂家设备难以互通,给运营商设备选型带来了较大问题;3G许诺的高速无线数据服务必须可以和话音一样实现无缝的漫游,这是至关重要的。多媒体信息要漫游、视频通话也要漫游,没有这些基本要素,3G就不能称其为3G。漫游涉及到的不仅仅是技术问题,更重要的是商业利益。在这方面WCDMA显然更胜一筹,它支持全球漫游,全球移动用户均有唯一标识,而CDMA2000尚不能很好做到这一点。

3.WCDMA和CDMA2000网络演进的比较

(1)WCDMA的网络演进技术

现有的GSM系统利用单一时隙可提供9.6kbit/s的数据服务。如果复用多个时隙就能升级为HSCSD(高速电路交换数据)方式;此后出现了GPRS(通用分组无线业务),首次在核心网中引入了分组交换的方式,可提供144kbit/s的数据速率。接着继续升级采用8PSK调制,这样传输速率可以上升至384kbit/s这就是EDGE;WCDMA的数据传输速率将高达2M/s。

(2)CDMA2000网络演进技术

主要的CDMA2000运营商将来自现在的窄带CDMA运营商。窄带CDMA向CDMA2000过渡的方式为IS-95AIS95BIS-95CIMT2000。IS-95A的数据传输速率为14.4kbit/s,为了提供更高的速率,1999年部分厂商开始采用IS-95B标准,理论上支持115.2kbit/s的速率。IS-95C进一步使容量加倍,最后升级为CDMA2000。

窄带CDMA系统向CDMA2000系统的演进分为空中接口、网络接口及核心网络演进等方面。

①目前窄带CDMA系统的空中接口是基于IS295A,其支持的数据速率为14.4kbit/s,由IS295A升级到IS295B,可支持64kbit/s。

②窄带CDMA网络接口的演进主要指窄带CDMA系统A接口的升级和演进。对于窄带CDMA系统,以前其A接口不是规范接口(即不是开放接口),窄带CDMA和GSM的A接口的规范相比较,GSM是先有A接口标准,然后厂家依据标准开发;窄带CDMA是厂家各自开发,然后广泛宣传,最后凭借自身影响修改标准。

③窄带CDMA的核心网在美国经过多年发展后,从IS241A到IS241B到IS241C,我国CDMA试验网和红皮书以IS241C为基础,IS241D规范在1999年底,目前IS241E规范还未正式。

三、WCDMA和CDMA2000在我国的前景

对3G标准的选择不仅要看其技术原理及成熟程度,还要结合本国国情、市场运作状况等因素进行考虑。按目前的进展来看,两种标准最后不能融合成一种,但可以共存。

在我国,GSMMAP网络已形成巨大的规模,欧洲标准的WCDMA在网络上充分考虑到与第二代的GSM的兼容性,在技术上也考虑了与GSM的双模切换兼容,向WCDMA体制的第三代系统演进,从一开始就解决了全网覆盖的问题。而且CDMA2000采用GPS系统,对GPS依赖较大;在小区站点同步方面,CDMA2000基站通过GPS实现同步,将造成室内和城市小区部署的困难,而WCDMA设计可以使用异步基站,运营者独立性强;对于电信设备制造行业,我国在GSM蜂窝移动通信方面发展成熟,而窄带CDMA系统尚未形成规模和产业。

WCDMA采用全新的CDMA多址技术,并且使用新的频段及话音编码技术等。因此GSM网络虽然可采用一些临时的替代方案提供中等速率的数据服务,却不能提供一种相对平滑的路径以过渡到WCDMA。而CDMA2000的设计是以IS-95系统的丰富经验为依据的,因此窄带CDMA向CDMA2000的演进无论从无线还是网络部分都更为平滑。在基站方面只需更新信道板,并将系统软件升级,即可将IS-95基站升级为CDMA2000基站。

由此可见,WCDMA和CDMA2000还将长时间在我国共存,鹿死谁手?尚未分晓。

参考文献:

[1]TeroOjanpera,RamjeePrasad.朱旭红译.宽带CDMA:第三代移动通信技术.北京:人民邮电出版社.

[2]杨大成.CDMA2000-1X移动通信系统.北京:机械工业出版社,2003.

cdma技术论文篇8

关键字:扩频通信系统;同步;捕获;跟踪;仿真

移动通信是当今通信领域最为活跃、发展最为迅速的领域之一,而且越来越成为人们生活中不可或缺的一部分,是人们日常生活中最重要的通信方式之一。有人说如今出门带手机比出门带钥匙更为重要,这种说法一点也不夸张,反而很形象的道出了移动通信对人们生活的重大影响。

移动通信发展到今天,器用户的计数单位已经发展到亿,这在1946年AT&T推出第一个移动电话系统时是完全想象不到的。在这短短的五十年时间里,移动通信能够有如此快速的发展,跟移动通信涉及到的领域,跟移动通信涉及到的领域、综合技术之多、发展之快是分不开的。

随着计算机及通信技术的发展,世界各国对扩频技术的研究与应用已接近高潮,而基于扩频的CDMA移动通信技术也得到迅速发展,其主要原因是在扩频通信中存在扩频码序列的扩频调制,可充分利用各种不同码型的扩频码序列之间优良的自相关特性和互相关特性,以及在接受端利用相关检测技术进行解扩。这样,在分配给不同用户不同码型的情况下很容易的区分不同用户的信号,提取出有用信号,从而实现在宽带上许多对用户可以同时通话,即多址通信。其次,扩频CDMA方式,虽占用较宽的频带,但按平均到每个用户占用的频带来计算,其频带利用率是很高的。此外,扩频CDMA方式有精确的功率控制,可通过保持每个终端在低电平下的发射功率来减小对其他用户的干扰,以保证高质量的传输,同时客服了远近效应问题。采用扩频CDMA方式有精确的功率控制,可通过保持每个终端在低电平下的发射功率来减小其他用户的干扰,以保证高质量的传输,同时客服了远近效应问题。采用扩频CDMA,还有利于组网、进行选呼、增加保密性和解决新用户随机入网等问题。正因为有着不可比拟的优势,扩频CDMA技术已走进中国,并正在电信领域中广泛应用,对他的研究将具有非常深远意义。

从传统上来说,每个多址通信的用户独占一定的资源,比如频带或时隙(或两者兼有),并且每个用户所占资源并不相交。通过码分多址方式,假设每个用户所占的资源相互独立,多址信道便简化成单一点到点的信道,但是每个点到点的信道的容量会受到所分到的频带和时隙的限制,以及由背景噪声造成多路径衰落、阴影效应等传播畸变的影响,二采用扩频技术可以解决上述问题。此外,同步也是扩频通信系统中的一个非常重要的实际问题。同步与否,关系着扩频通信系统能否正常工作;同步好坏,直接影响着系统的工作稳定性;同步快慢,决定着系统刚干扰能力的强弱。

1 CDMA及扩频原理

CDMA就是利用相互正交的不同编码序列分配给不同用户调制信号,实现多用户同时使用同一频率接入系统和网络的通信技术。CDMA按照其采用的扩频调制方式的不同,可以分为直接序列扩频(DS)、调频扩频(FH)、跳时扩频(TH)和复合式扩频等。其中,以DS-CDMA也就是直扩码分多址应用最广。

1.1 DS-CDMA通信技术及特点

CDMA技术的原理是基于扩频技术,即将需传送的具有一定信号带宽的信息数据,用一个带宽远大于信号带宽的高速伪随机码进行调制,是原数据信号的带宽被扩展,在经载波调制并发送出去。接受端使用完全相同的伪随机码,与接收的带宽新号作相关处理,把带宽信号换成原信息数据的窄带信号即解扩,以实现信息通信。

我们知道,在无线蜂窝通信系统设计中,必须妥善解决好几个方面的问题:其一,由于无线链路上的多径效应带来的衰落;其二,由于复用环境下多个用户在接入时彼此干扰造成的系统性能诸如呼损率、掉话率的恶化;其三,尽可能扩大容量。CDMA移动通信系统的扩频技术通过所谓扩频增益的提高可以很好的改善恶劣信道的影响。另外,CDMA作为一种多址方式,不同于从前的FDMA(频分多址)、TDMA(时分多址)。后两种多址方式将接入所需的资源进行划分,使得用户等效为独立的单信道环境下工作,而CDMA系统实现了含频域、时域和码域三维信号处理的一种协作,因此它具有抗干扰性好,抗多径衰落,保密安全性高,同频率可在多个小区内重复使用,容量和质量之间可权衡取舍等属性。这些属性使CDMA比其他系统有非常重要的优势。

CDMA系统是一个干扰受限系统,系统信噪比对于所能达到的用户数有着显著的影响。William C.Y.Lee曾指出并论证了具有功率控制CDMA系统的用户量是FDMA方式的20倍,是TDMA方式的4倍。而利用语音通话时的激活周期(35%)和空间划分可以进一步减小诸如远近效应所引起的干扰,提高系统容量。理论和实践证明,与FDMA、TDMA相比,以CDMA为接入方式的系统通过功率控制等措施不仅提高了支持的用户数(用户数×单用户传输效率=系统传输速率),还有可能达到或逼近多址信道的信道容量界,有助于达到信息论的“有效性”目标。

针对人们对移动通信保密和抗干扰方面越来越高的要求,移动通信3G标准的制定与实施使用这一切成为可能。第三代移动通信系统主要工作在2GHz频段,其主要目标是支持多媒体业务的高速数据传输,最高数据率可达2Mbit/s。WCDMA、CDMA2000和TD-SCDMA这三种最主要的3G无线传输技术指标,均采用了CDMA技术,即CDMA技术是第三代移动通信技术的关键技术,而直接序列扩频(DS-SS)技术在CDMA中应用最为广泛。

直接序列扩频的CDMA系统,就是直接使用具有高码率的扩频码序列在发端去扩展信号的频谱;而在收端,用相同的扩频码序列去进行解扩,把展宽的扩频信号还原成原始信息。扩频码的序列多采用伪随机码,也称为为噪声(PN码)序列。由于不同的扩频码是正交或者接近正交的,彼此相互影响很小,因此,可以把不同的扩频码作为用户的地址吗,则很容易实现码分多址(CDMA)通信。其特点如下:

(1)各用户使用同一频段,频谱效率较高;

(2)具有抗多径、抗干扰特性;

(3)采用RAKE接收机提高抗多径性能;

(4)PN码具有类似噪声的性能;

(5)发射谱密度低,信号隐蔽。

2 扩频通信的主要特点

自20世纪40年代后期,特别是80年代以来,扩频技术被广泛应用与各种军事系统中。由于其性能独特,在移动通信、卫星通信中也获得了广泛应用。扩频通信技术的主要特点概括如下:

2.1 抗干扰能力强

抗干扰能力强是扩频通信最基本的特点。扩频系统的扩展频谱越宽,获得的处理增益越高,干扰容限就越大,抗干扰能力就越强。接收端采用与发送端同步的扩频码解扩后,又用信号得到恢复,其他干扰信号的频谱就被展宽了,从而使落入信息带宽内的干扰强度大大降低,从而抑制了干扰。

2.2 保密性好

保密性好是扩频通信最初在军事通信中获得应用的主要原因。由于扩频系统使用周期很长的伪随机码进行扩频,经调制后的数字信息类似于随机噪声,在接收端进行解扩时,只有采用与发送端同步的扩频码才能正确的恢复发送的信息。而且在不知伪随机码时破译是很困难的,所以信息得到了保密。此外,由于扩频信号的频谱被扩展到带宽很宽的频带内,其功率频谱密度也随之降低,难以检测,所以信号具有隐秘性。

2.3 具有抗衰、抗多径干扰能力

由于扩频通信系统的信号频谱被展宽,所以扩频系统具有潜在的抗频率选择性衰落的能力,此外,扩频通信系统还能有效的客服多径干扰。

2.4 具有多址能力,易于实现码分多址

扩频通信系统中用伪随机序列扩频,在实际的通信系统中可以利用不同的伪随机序列作为不同用户的地址码,从而实现码分多址

通信。

参考文献

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