CDMA原理

　　導讀：CDMA是碼分多址的簡(jiǎn)稱(chēng)，碼分多址是數字技術(shù)的分支——是擴頻通信技術(shù)中發(fā)展起來(lái)的一種成熟的無(wú)線(xiàn)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、抗認為干擾、抗多徑延遲擴展的能力。同時(shí)有提高蜂窩系統的通信容量和便于模擬與數字體制的共存與過(guò)渡等優(yōu)點(diǎn)。與TDMA技術(shù)形成強勁的競爭力。

　　與FDMA和TDMA相比，CDMA具有許多獨特的優(yōu)點(diǎn)，其中一部分是擴頻通信系統所固有的，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)是由擴頻、多址接入、蜂窩組網(wǎng)和頻率再用等幾種技術(shù)結合而成，含有頻域、時(shí)域和碼域三維信號處理的一種協(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)小區內重復使用，所要求的載干比(C/I)小于1，容量和質(zhì)量之間可做權衡取舍等屬性。這些屬性使CDMA比其它系統有非常重要的優(yōu)勢。

　　系統容量大理論上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：

　　發(fā)射機發(fā)出的擴頻信號，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，到達接收機時(shí)每個(gè)波束具有不同的延遲，形成多徑信號。如果不同路徑信號的延遲超過(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別開(kāi)來(lái)。將這些不同波束分別經(jīng)過(guò)不同的延遲線(xiàn)，對齊以及合并在一起，則可達到變害為利，把原來(lái)是干擾的信號變成有用信號組合在一起。這就是RAKE接收機的基本原理。

　?、?功率控制：

　　在DS-CDMA系統中，不同用戶(hù)發(fā)射的信號由于距基站的距離不同，到達時(shí)的功率也不同。距離近的信號功率大，距離遠的功率小，相互形成干擾。這種現象稱(chēng)為遠近效應。DS-CDMA系統要求所有用戶(hù)到達基站接收機信號的平均功率要相等才能正常解擴，功率控制就是為解決這一問(wèn)題。它調整各個(gè)用戶(hù)發(fā)射機的功率，使其到達基站接收機的平均功率相等。功率控制的原理有兩種類(lèi)型：開(kāi)環(huán)控制與閉環(huán)控制。開(kāi)環(huán)控制主要是用戶(hù)根據測量到的幀差錯概率來(lái)調整發(fā)射功率，而閉環(huán)功率控制則由基站根據收到移動(dòng)臺發(fā)來(lái)的信號測量其信干比(SIR)發(fā)出指令，調整移動(dòng)臺發(fā)射機的功率。對于下行鏈路的功率控制主要是用來(lái)減少對鄰小區的干擾。

　?、?頻率間切換：

　　3G CDMA系統中在一個(gè)小區中有多個(gè)載波頻率。例如在熱點(diǎn)小區中，其頻率數要多于相鄰小區。同時(shí)在多層小區結構中，微小區有不同的頻率而不同于重疊在一起的宏小區，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對另一頻率進(jìn)行測量。

　?、?軟切換：

　　移動(dòng)臺如果與兩個(gè)基站同時(shí)連接時(shí)進(jìn)行的切換稱(chēng)為軟切換。在CDMA系統中軟切換可以減少對于其它小區的干擾，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)小區內不同扇區問(wèn)的軟切換。軟切換的原理如下：移動(dòng)臺在上行鏈路中發(fā)射的信號被兩個(gè)基站所接收，經(jīng)解調后轉發(fā)到基站控制器(BSC)，下行鏈路的信號也同時(shí)經(jīng)過(guò)兩個(gè)基站再傳送到移動(dòng)臺。移動(dòng)臺可以將收到的兩路信號合并，起到宏分集的作用。因為處理過(guò)程是先通后斷，故稱(chēng)為軟切換，而一般的硬切換則是先斷后通。

　?、?多用戶(hù)信號檢測：

　　目前的CDMA接收機都是基于RAKE接收機原理，它將其他用戶(hù)的信號作為干擾來(lái)對待。在理想接收機中，如將所有用戶(hù)信號都檢測出來(lái)，則可把其他用戶(hù)信號從總信號中減掉，則保存有用信號。在DS-CDMA系統采用RAKE接收機時(shí)其容量是干擾受限的系統。多用戶(hù)信號檢測，或稱(chēng)為聯(lián)合檢測與干擾消除技術(shù)則提供了一種有效地減少多址干擾的方法，從而增加了系統的容量。同時(shí)，它也能改善遠近效應，通過(guò)首先扣除近距離大信號干擾而達到。由于最佳多用戶(hù)檢測十分復雜，而在實(shí)際上很難實(shí)現。目前研究得最多的還是次最佳多用戶(hù)信號檢測器。

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