cdma數(shù)字蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)論文

1、<p>　　CDMA數(shù)字蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)</p><p>　　2012年 6 月 16 日</p><p>　題目CDMA數(shù)字蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)</p><p>　院（系）名稱(chēng)信息工程學(xué)院通信系</p><p>　專(zhuān)業(yè)名稱(chēng)通信工程</p><p>　學(xué)生姓名陳亞蒙</p><p>　

2、學(xué)生學(xué)號(hào) 090110025</p><p>　指導(dǎo)教師李偉</p><p><b>　　摘要</b></p><p>　　第三代移動(dòng)通信的發(fā)展，世界上許多國(guó)家紛紛提出了許多CDMA通信系統(tǒng)的方案和建議。碼分多址是一種以擴(kuò)頻技術(shù)為基礎(chǔ)的調(diào)制和多址接入技術(shù)， 因其保密性能好, 抗干擾能力強(qiáng)而廣泛應(yīng)用于軍事通信領(lǐng)域。碼分多址接入CDMA方式以頻譜利

3、用率高、抗多經(jīng)、抗干擾、軟容量、低功率、軟切換、宏分集、頻率規(guī)劃簡(jiǎn)單以及用戶接入方便等其它多址技術(shù)不可比擬的優(yōu)越性被認(rèn)為是未來(lái)移動(dòng)通信系統(tǒng)的理想接入技術(shù)之一。</p><p>　　能夠提供大的系統(tǒng)容量是CDMA通信技術(shù)一個(gè)突出優(yōu)點(diǎn)，CDMA系統(tǒng)的容量是干擾受限的，降低干擾可以直接增加其系統(tǒng)容量，這可以通過(guò)提高擴(kuò)頻增益實(shí)現(xiàn)。當(dāng)然，通過(guò)一些其它技術(shù)如功率控制、語(yǔ)音激活、抗多徑衰落等也可以增強(qiáng)其系統(tǒng)容量。</p&

4、gt;<p>　　本文全面分析了CDMA通信技術(shù)的產(chǎn)生和發(fā)展，CDMA系統(tǒng)的基本原理；CDMA技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化，CDMA系統(tǒng)的特點(diǎn)等等。</p><p>　　關(guān)鍵詞： 移動(dòng)通信，CDMA</p><p>　　CDMA技術(shù)的產(chǎn)生與發(fā)展</p><p>　　20世紀(jì)80年代末, 全球范圍從模擬向數(shù)字蜂窩技術(shù)的突然轉(zhuǎn)變, 使歐洲的GSM數(shù)字技術(shù)得以迅速推廣, 占

5、據(jù)了無(wú)可爭(zhēng)議的市場(chǎng)領(lǐng)先地位。幾乎與GSM技術(shù)同時(shí)誕生的還有CDMA技術(shù)。與原來(lái)模擬通信系統(tǒng)所采用的FDMA技術(shù)和GSM系統(tǒng)所采用的TDMA 技術(shù)相對(duì)應(yīng), CDMA是碼分多址(Code Division Multiple Access)技術(shù)的英文縮寫(xiě), 它是在數(shù)字技術(shù)的分支——擴(kuò)頻通信技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的一種嶄新而成熟的無(wú)線通信技術(shù)。 正是由于它是以擴(kuò)頻通信技術(shù)為基礎(chǔ)的, 能夠更加充分的利用頻譜資源, 更加有效的解決頻譜短缺問(wèn)題, 因此

6、被視為是實(shí)現(xiàn)第3代移動(dòng)通信的首選。 </p><p>　　碼分多址的基本原理 </p><p>　　模擬系統(tǒng)是靠頻率的不同來(lái)區(qū)別不同用戶的, GSM系統(tǒng)靠的是極其微小的時(shí)差, 而CDMA則是靠編碼的不同來(lái)區(qū)別不同的用戶。由于CDMA系統(tǒng)采用的是二進(jìn)制編碼技術(shù), 編碼種類(lèi)可以達(dá)到4.4億, 而且每個(gè)終端的編碼還會(huì)隨時(shí)發(fā)生變化, 兩部CDMA終端編碼相同的可能性是“二百年一遇”, 因此, 在C

7、DMA系統(tǒng)中進(jìn)行盜碼幾乎不可能。 </p><p>　　正是因?yàn)镃DMA系統(tǒng)是根據(jù)編碼, 而不是根據(jù)頻率來(lái)區(qū)分用戶的, 所以, 每個(gè)用戶被分配的帶寬可以很寬, 實(shí)際上, CDMA的編碼過(guò)程也擴(kuò)展了信號(hào)的頻譜, 因而, CDMA通常也用擴(kuò)頻多址(SSMA, Spread Spectrum Multiple Access)來(lái)表征。 在信號(hào)發(fā)送端的編碼過(guò)程亦稱(chēng)為擴(kuò)頻調(diào)制, 其所產(chǎn)生的信號(hào)也稱(chēng)為擴(kuò)頻信號(hào)。 在接收端, 只

8、有具有正確的碼序列的接收機(jī)才能將接收到的信號(hào)與碼序列進(jìn)行相應(yīng)的運(yùn)算, 從而恢復(fù)出原始信息。 換句話說(shuō), 信號(hào)對(duì)于不具有正確碼序列的接收機(jī)來(lái)講是完全保密的。 </p><p>　　CDMA技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化</p><p>　　CDMA技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化經(jīng)歷了以下幾個(gè)階段:第一階段:融合了IS-95 CDMA標(biāo)準(zhǔn)的cdmaone系統(tǒng)</p><p>　　IS-95是cdmaON

9、E系列標(biāo)準(zhǔn)中最先發(fā)布的標(biāo)準(zhǔn),真正在全球得到廣泛應(yīng)用的第一個(gè)CDMA標(biāo)準(zhǔn)是IS-95A,這一標(biāo)準(zhǔn)支持8K編碼話音服務(wù)。其后又分別出版了13K話音編碼器的TSB74標(biāo)準(zhǔn),支持1.9GHz的CDMA PCS系統(tǒng)的STD-008標(biāo)準(zhǔn),其中13K編碼話音服務(wù)質(zhì)量已非常接近有線電話的話音質(zhì)量。1998年2月,美國(guó)高通公司宣布將IS-95B標(biāo)準(zhǔn)用于CDMA基礎(chǔ)平臺(tái)上。IS-95B可提供CDMA系統(tǒng)性能,并增加用戶移動(dòng)通信設(shè)備的數(shù)據(jù)流量,提供對(duì)64kb

10、ps數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的支持。第二階段:從窄帶cdmaOne向第三代cdma2000過(guò)渡。</p><p>　　cdma2000 1X是cdma2000第三代無(wú)線通信系統(tǒng)的第一個(gè)階段.主要特點(diǎn)是與IS-95AB完全兼容,并可與IS-95B系統(tǒng)的頻段共享或重疊。cdma2000-1X向cdma2000-1X-EV演進(jìn)代表了未來(lái)發(fā)展方向。cdma2000 3X3GPP2規(guī)范為IS-2000-A,也稱(chēng)為寬帶cdmaOne,是基

11、于IS-95標(biāo)準(zhǔn)演化的一個(gè)重要部分.3X表示3載波,即3個(gè)1.25MHz 共3.75MHz的頻率寬度.提供達(dá)到2Mbps的數(shù)據(jù)速率,實(shí)現(xiàn)與cdma2000 1X和cdmaOne系統(tǒng)的后向兼容性等。</p><p>　　CDMA和GSM的比較:</p><p>　　CDMA是移動(dòng)通信技術(shù)的發(fā)展方向，在2G階段,CDMA增強(qiáng)型IS-95A與GSM技術(shù)體制基本處于同一體制；在2.5G階段,cdm

12、a2000-1.x RTT無(wú)線傳輸技術(shù)與通用無(wú)線分組技術(shù)GPRS相比,在傳輸速率及承載業(yè)務(wù)上更先進(jìn);在從2.5G到3G的過(guò)渡階段,cdma2000-1.x向cdma2000-3.x過(guò)渡比GPRS向WCDMA過(guò)渡更為平滑。無(wú)論是WCDMA還是CDMA2000,其發(fā)展目標(biāo)均是在核心網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的統(tǒng)一承載和交換,軟交換技術(shù)無(wú)疑將是一種較好的選擇.在3G網(wǎng)絡(luò)中,原MSC將裂變?yōu)镸SC-GW和MSC-SERVER,MSC-GW完成媒體網(wǎng)

13、關(guān)的功能,MSC-SERVER完成軟交換機(jī)的功能,IP網(wǎng)絡(luò)作為3G網(wǎng)絡(luò)的統(tǒng)一語(yǔ)音,數(shù)據(jù)媒體流的承載網(wǎng)絡(luò),實(shí)現(xiàn)各種業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)流的融合。</p><p><b>　　CDMA 登記</b></p><p>　　CDMA系統(tǒng)支持9種不同的登記方式</p><p>　　開(kāi)機(jī)登記:當(dāng)移動(dòng)臺(tái)開(kāi)機(jī)或從模擬系統(tǒng)中切換過(guò)來(lái)時(shí)進(jìn)行登記。</p><

14、;p>　　關(guān)機(jī)登記:當(dāng)移動(dòng)臺(tái)關(guān)機(jī)或從當(dāng)前服務(wù)的系統(tǒng)中離開(kāi)時(shí)進(jìn)行登記。</p><p>　　時(shí)間周期登記:移動(dòng)臺(tái)按定時(shí)器觸發(fā)登記。</p><p>　　基于距離的登記:當(dāng)移動(dòng)臺(tái)接收到一個(gè)新的基站的緯度,經(jīng)度和其它值.移動(dòng)臺(tái)把接收到的新的基站的經(jīng)緯度和最近一次成功登記的基站的經(jīng)緯度相比較.如果計(jì)算結(jié)果離原先登記的基站的距離大于門(mén)限值時(shí),移動(dòng)點(diǎn)進(jìn)行基于位置距離的登記。</p>

15、<p>　　基于小區(qū)的登記:當(dāng)移動(dòng)臺(tái)進(jìn)入一個(gè)新的小區(qū)進(jìn)行的登記。</p><p>　　參數(shù)變化登記:當(dāng)移動(dòng)臺(tái)存貯部分參數(shù)變化時(shí)或進(jìn)入一個(gè)新系統(tǒng)的登記。</p><p>　　受命登記:在BS要求其登記情況下進(jìn)行的登記。</p><p>　　隱含登記:當(dāng)移動(dòng)臺(tái)成功地發(fā)出一個(gè)初始化信息或一個(gè)呼叫響應(yīng)信息,基站就能明白移動(dòng)臺(tái)的位置.這就叫隱含登記。</p&

16、gt;<p>　　業(yè)務(wù)信道登記:一旦基站獲得一個(gè)已安排至業(yè)務(wù)信道上的移動(dòng)臺(tái)的登記信息時(shí),基站能夠識(shí)別出已經(jīng)注冊(cè)的移動(dòng)臺(tái)。</p><p><b>　　CDMA系統(tǒng)的特點(diǎn)</b></p><p>　　CDMA移動(dòng)通信網(wǎng)是由擴(kuò)頻,多址接入,蜂窩組網(wǎng)和頻率復(fù)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

17、安全性高,同頻率可在多個(gè)小區(qū)內(nèi)重復(fù)使用,容量和質(zhì)量之間可做權(quán)衡取舍等屬性。</p><p><b>　　系統(tǒng)容量大</b></p><p>　　系統(tǒng)容量大即頻譜利用率高,指的是CDMA在與GSM同樣的頻段下可以允許更多的用戶使用.理論上使用相同頻率資源的情況下,CDMA移動(dòng)網(wǎng)比模擬網(wǎng)容量大20倍,實(shí)際使用中比模擬網(wǎng)大10倍,比GSM要大4-5倍。在CDMA系統(tǒng)中,由于

18、不同的扇區(qū)也可以使用相同頻率,當(dāng)小區(qū)使用定向天線即120°扇形天線時(shí),干擾減為13,整個(gè)系統(tǒng)所提供的容量又可提高約3倍.并且小區(qū)容量將隨著扇區(qū)數(shù)的增大而增大。</p><p><b>　　軟容量</b></p><p>　　CDMA系統(tǒng)是一個(gè)自干擾系統(tǒng),用戶數(shù)和服務(wù)級(jí)別之間有著更靈活的關(guān)系,用戶數(shù)的增加相當(dāng)于背景噪聲的增加,造成話音質(zhì)量的下降.如果能控制住用

19、戶的信號(hào)強(qiáng)度,在保持高質(zhì)量通話的同時(shí),我們就可以容納更多的用戶。體現(xiàn)軟容量的另一種形式是小區(qū)呼吸功能.所謂小區(qū)呼吸功能是指各個(gè)小區(qū)的覆蓋大小是動(dòng)態(tài)的.當(dāng)相鄰兩小區(qū)負(fù)荷一輕一重時(shí),負(fù)荷重的小區(qū)通過(guò)減少導(dǎo)頻發(fā)射功率 ,使本小區(qū)的邊緣用戶由于導(dǎo)頻強(qiáng)度不足,切換到鄰小區(qū).使負(fù)荷分擔(dān),即相當(dāng)于增加了容量。</p><p>　　另外,CDMA系統(tǒng)還提供多級(jí)別服務(wù),例如現(xiàn)在已經(jīng)有了兩種語(yǔ)音編碼——13kbits和8kbits.

20、如果用戶支付較高費(fèi)用,則可獲得高級(jí)別服務(wù)。</p><p><b>　　通話質(zhì)量更佳</b></p><p>　　CDMA系統(tǒng)的聲碼器可以動(dòng)態(tài)地調(diào)整數(shù)據(jù)傳輸速率,并根據(jù)適當(dāng)?shù)拈T(mén)限值選擇不同的電平級(jí)發(fā)射.同時(shí)門(mén)限值根據(jù)背景噪聲的改變而變,這樣即使在背景噪聲較大的情況下,也可以得到較好的通話質(zhì)量。</p><p>　　目前CDMA系統(tǒng)普遍采用8kb

21、its的可變速率聲碼器,聲碼器使用的是碼激勵(lì)線性預(yù)測(cè)CELP和CDMA特有的算法,稱(chēng)為QCELP。</p><p>　　可變速率聲碼器的一個(gè)重要特點(diǎn)是使用適當(dāng)?shù)拈T(mén)限值來(lái)決定所需速率.門(mén)限值隨背景噪聲電平的變化而變化.即使在喧鬧的環(huán)境下,也能得到良好的話音質(zhì)量. 4、移動(dòng)臺(tái)輔助軟切換</p><p>　　CDMA移動(dòng)通信系統(tǒng)使用軟切換和更軟切換,FDMA和TDMA移動(dòng)通信系統(tǒng)使用硬切換。&

22、lt;/p><p>　　軟切換就是當(dāng)移動(dòng)臺(tái)需要跟一個(gè)新的基站通信時(shí),CDMA系統(tǒng)采用軟切換技術(shù)和先進(jìn)的數(shù)字話音編碼技術(shù),并使用多個(gè)接收機(jī)同時(shí)接收不同方向的信號(hào)."先連接再斷開(kāi)make before break",并不先中斷與原基站的聯(lián)系.移動(dòng)臺(tái)在切換過(guò)程中與原小區(qū)和新小區(qū)同時(shí)保持通話,以保證電話的暢通. 軟切換只能在具有相同頻率的CDMA信道間進(jìn)行。</p><p>　　更

23、軟切換是一種蜂窩內(nèi)的切換,發(fā)生在兩個(gè)扇區(qū)或三個(gè)扇區(qū)之間.這種類(lèi)型的切換只發(fā)生在蜂窩內(nèi),而不涉及移動(dòng)交換中心。</p><p>　　CDMA在我國(guó)移動(dòng)通信產(chǎn)業(yè)的發(fā)展前景 </p><p>　　目前世界上絕大部分的手機(jī)使用的標(biāo)準(zhǔn)是GSM.其在全球160多個(gè)國(guó)家運(yùn)營(yíng),而采用CDMA技術(shù)的國(guó)家和地區(qū)主要在北美,亞洲及拉丁美洲.全球CDMA網(wǎng)從某種角度看仍處于分割狀態(tài).CDMA想要趕上并超越GSM,

24、中國(guó)的作用可以說(shuō)是關(guān)鍵.在全球CDMA漫游問(wèn)題上,中國(guó)也已取得階段性的突破.中國(guó)聯(lián)通在日前舉辦的2001年3G大會(huì)暨第六屆CDMA年會(huì)上與世界13家運(yùn)營(yíng)商簽署了CDMA網(wǎng)間漫游諒解備忘錄.這意味著全球CDMA網(wǎng)基本實(shí)現(xiàn)了彼此連接,標(biāo)志著全球CDMA運(yùn)營(yíng)陣營(yíng)真正形成,獲得了與GSM分庭抗禮的條件。</p><p>　　就中國(guó)聯(lián)通而言,CDMA與GSM并存將持續(xù)相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)間,這對(duì)CDMA的發(fā)展似乎產(chǎn)生了一定的制

25、約,而同時(shí)支持CDMA,GSM兩種模式的雙模手機(jī)的研制成功從根本上解決了兩網(wǎng)之間漫游的問(wèn)題。</p><p>　　目前中興,東信等國(guó)內(nèi)電信大型企業(yè)均在進(jìn)行cdma2000 1.x系統(tǒng)的開(kāi)發(fā).東信cdma2000 1.x系統(tǒng)后向兼容現(xiàn)有的CDMA IS-95A系統(tǒng),因此現(xiàn)網(wǎng)上開(kāi)展的業(yè)務(wù)均能在試驗(yàn)網(wǎng)上實(shí)現(xiàn)。</p><p>　　根據(jù)《中國(guó)聯(lián)合通信有限公司800MHz CDMA數(shù)字蜂窩移動(dòng)通信網(wǎng)

26、總技術(shù)體制第二階段》的要求,所有CDMA移動(dòng)網(wǎng)內(nèi)部的移動(dòng)管理消息尋址將采用GT方式進(jìn)行尋址.CDMA移動(dòng)網(wǎng)內(nèi)部或CDMA移動(dòng)網(wǎng)和其它網(wǎng)絡(luò)之間的話路接續(xù)將采用信令點(diǎn)編碼的方式進(jìn)行尋址.各級(jí)移動(dòng)匯接中心之間,移動(dòng)匯接中心與移動(dòng)端局之間以及各移動(dòng)端局之間的中繼電路群可分為低呼損電路群和高效直達(dá)電路群兩種。</p><p><b>　　總結(jié)</b></p><p>　　通過(guò)本