CDMA基础介绍

1、主要内容主要内容频分多址频分多址FDMA把通信系统的总频段划分成若干个等间隔的把通信系统的总频段划分成若干个等间隔的互不重叠的频道分配给不同的用户使用互不重叠的频道分配给不同的用户使用l用户识别：频率用户识别：频率l一个信道对应一个频率一个信道对应一个频率l设备成本高设备成本高l不适宜大容量系统使用不适宜大容量系统使用l早期的模拟系统采用频分多址技术早期的模拟系统采用频分多址技术多址技术-频分多址时分多址时分多址TDMA从时间上把一个信道频率指定给若干个用从时间上把一个信道频率指定给若干个用户，各时间分配单位叫做时隙，每个用户户，各时间分配单位叫做时隙，每个用户占用一个时隙占用一个时隙l用户识

2、别：时隙用户识别：时隙l一个信道就是特定频率的特定时隙一个信道就是特定频率的特定时隙l系统要求严格的时间同步系统要求严格的时间同步l时隙有限，故使用率低，容量有限时隙有限，故使用率低，容量有限lGSMGSM系统在频分多址的基础上采用时分多址系统在频分多址的基础上采用时分多址多址技术-时分多址码分多址码分多址CDMA发送端用各不相同的、相互（准）正交的地址发送端用各不相同的、相互（准）正交的地址码调制其所发信号在接收端利用码型的（准）码调制其所发信号在接收端利用码型的（准）正交性，通过地址识别（相关检测）从混合信正交性，通过地址识别（相关检测）从混合信号中选出相应的信号号中选出相应的信号l用户识

3、别：正交地址码用户识别：正交地址码l每个用户使用相同的频率，但采用不同的码序列每个用户使用相同的频率，但采用不同的码序列l基于扩频通信技术，具有很强的抗干扰能力及信息保密基于扩频通信技术，具有很强的抗干扰能力及信息保密l系统容量大系统容量大lCDMACDMA系统在频分多址的基础上采用码分多址系统在频分多址的基础上采用码分多址多址技术-码分多址扩频通信技术扩频通信技术:在发端采用扩频码调制，使信号所占的频带宽度在发端采用扩频码调制，使信号所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。关解调

4、来解扩以恢复所传信息数据。l扩频后系统容量增大，且抗干扰能力加强扩频后系统容量增大，且抗干扰能力加强l多个用户可以同时占用相同频带多个用户可以同时占用相同频带, ,利用若干不同的互相正交的利用若干不同的互相正交的码序列实现多址通信实现多址码序列实现多址通信实现多址lCDMACDMA系统是个扩频系统系统是个扩频系统l扩频码速率：扩频码速率：N N1.2288Mcps1.2288Mcps，在，在CDMA2000 1X CDMA2000 1X 中，中，N=1N=1，因，因此此CDMA2000CDMA2000的频率带宽为的频率带宽为1.2288MHz1.2288MHzl扩频码的使用是扩频通信的关键点扩

5、频码的使用是扩频通信的关键点l扩频码：前向为扩频码：前向为WalshWalsh码和码和PNPN短码，反向为短码，反向为PNPN长码长码扩频通信原理（一）理论基础Shanon公式 C=B log2(1+S/N)C：信道容量，单位b/s B：信号频带宽度，单位HzS：信号平均功率，单位WN：噪声平均功率，单位W结论：在信道容量结论：在信道容量C不变的情况下，信号频带宽度不变的情况下，信号频带宽度B与信噪比与信噪比S/N完全可以互相交换，即可以通过增大传输系统的带宽以在较低信完全可以互相交换，即可以通过增大传输系统的带宽以在较低信噪比的条件下获得比较满意的传输质量噪比的条件下获得比较满意的传输质量扩

6、频通信原理（二）1.25 MHz30 KHzPower is “Spread” Over a Larger Bandwidth扩频通信原理（三）fS（f）f0扩频前的信号频谱信号S（f）ff0扩频后的信号频谱信号S（f）ff0解扩频后的信号频谱信号干扰噪声fS（f）f0解扩频前的信号频谱信号干扰噪声信号脉冲干扰白噪声扩频通信原理（四）码分多址原理（一） Code #23 0110100101101001100101101001011001101001011010011001011010010110(Code #23) 10010110100101100110100101101001100101

7、10100101100110100101101001 Code #59 0110011010011001100110010110011010011001011001100110011010011001PARALLELXOR: all 0s相关性: 100%(100% match)ORTHOGONALXOR: half 0s, half 1s相关性: 0%(50% match, 50% no-match)ANTI-PARALLELXOR: all 1s相关性: 100%(100% no-match)#23#23(#23)#23#23#59如果两个信号的相关值为如果两个信号的相关值为0，说明两个信

8、号完全正交，说明两个信号完全正交码分多址原理（二）码分多址原理（三）W00W01W63W01W02W63小区小区1小区小区2PN短码短码PN长码长码Walsh码将小区前向链路划分为码将小区前向链路划分为64条信道，通话时占用其中条信道，通话时占用其中1条信条信道。道。PN短码用于区分不同的小区。短码用于区分不同的小区。PN长码用于识别用户。长码用于识别用户。码分多址原理（四） WCDMA与与CDMA2000的比较的比较lWCDMAWCDMA码片速率码片速率3.84Mcps3.84Mcps，CDMA2000CDMA2000码片速率码片速率1.2288Mcps1.2288McpslWCDMAWCD

9、MA为异步系统，为异步系统，CDMA2000CDMA2000为同步系统为同步系统lWCDMAWCDMA功率控制的频率约为功率控制的频率约为cdma2000cdma2000的两倍，能保证更好的信号质量，并支持的两倍，能保证更好的信号质量，并支持更多的用户更多的用户lCDMA2000CDMA2000的导频信道大约需要下行链路总传输功率的的导频信道大约需要下行链路总传输功率的20%20%，WCDMAWCDMA只需要约只需要约10%10%l目前欧洲地区使用目前欧洲地区使用WCDMAWCDMA，日、韩和北美地区使用，日、韩和北美地区使用CDMA2000CDMA2000各种CDMA技术比较 从技术的角度来

10、讲，从技术的角度来讲，WCDMAWCDMA具备一定优势，而且具备一定优势，而且WCDMAWCDMA在市场化方在市场化方面做得较好，但采用中国电信用面做得较好，但采用中国电信用CDMA2000CDMA2000无需重建网络，升级时无需重建网络，升级时间短，成本较低。间短，成本较低。 目前中国电信目前中国电信CDMA2000系统仍采用系统仍采用800MHZ频段频段各运营商频率分配CDMA系统单载频信道宽度1.2288MHzCDMA系统频率划分（一）CDMA系统频率划分（二）HRPD（High Rate Packet Data）EVDO（Evolution Data Only）EVDV（Evoluti

11、on Data and Voice），在一个CDMA载频上同时支持话音和数据，尚未商用CDMA标准家族演进（一）CDMA2000 1X Rel 0可同时实现语音与低速数据业务，能提供可同时实现语音与低速数据业务，能提供153.6kbps的数据速率的数据速率 （采用类似固定电话，通过（采用类似固定电话，通过Modem拨号上网）拨号上网）目前中国电信目前中国电信CDMA 3G系统实际上是两张网：系统实际上是两张网：语音：语音：CDMA2000 1X Rel 0数据：数据：CDMA2000 HRPD Rev AEVDO（CDMA2000 HRPD Rev A）前向峰值数据速率前向峰值数据速率3.1

12、Mbps；反向峰值数据速率；反向峰值数据速率1.8 MbpsCDMA标准家族演进（二）主要内容主要内容无线发射机发射的无线信号遇到障碍物会发生反射，由于反射波、无线发射机发射的无线信号遇到障碍物会发生反射，由于反射波、直射波和收发信机的移动等因素，使信号从发射机到接收机具有不直射波和收发信机的移动等因素，使信号从发射机到接收机具有不同的传输路径，这种现象称为多径效应。同的传输路径，这种现象称为多径效应。多径效应同时接收多个不同传输路径上内容相同、平均信号强度相近、具同时接收多个不同传输路径上内容相同、平均信号强度相近、具有相互独立衰落特性的信号，在接收端对这些信号以特定方式进有相互独立衰落特性

13、的信号，在接收端对这些信号以特定方式进行合并，以达到克服多径衰落的目的。行合并，以达到克服多径衰落的目的。lCDMA2000CDMA2000采用空间分集技术，一副发射天线，多副接收天线采用空间分集技术，一副发射天线，多副接收天线lRakeRake接收机接收机RAKE接收机同时使用接收机同时使用多个解扩器，对接收信多个解扩器，对接收信号先做适当的延迟，对号先做适当的延迟，对应多个路径。然后对这应多个路径。然后对这些延迟信号进行解调解些延迟信号进行解调解扩处理，最后将解调解扩处理，最后将解调解扩后的信号合成扩后的信号合成 分集技术自干扰系统自干扰系统CDMACDMA系统采用同一频率、不同的码来区分

14、不同的用户，由于码的非系统采用同一频率、不同的码来区分不同的用户，由于码的非正交性（传输引起的或者码本身就是非正交的），因此正交性（传输引起的或者码本身就是非正交的），因此某一个用户某一个用户对其他对其他用户用户而言是一种干扰而言是一种干扰 ，所以说，所以说CDMACDMA系统是自干扰系统。系统是自干扰系统。一个小区的业务量越大，小区面积就越小。因为在CDMA 网络中业务量增多就意味着干扰的增大。这种小区面积动态变化的效应称为小区呼吸 呼吸效应呼吸效应一个小区的业务量越大，小区面积就越小。因为在一个小区的业务量越大，小区面积就越小。因为在CDMACDMA网络中业网络中业务量增多就意味着干扰的增

15、大。这种小区面积动态变化的效应称务量增多就意味着干扰的增大。这种小区面积动态变化的效应称为呼吸效应。为呼吸效应。软容量软容量系统的容量是以受干扰程度来衡量的，是一个动态的指标，比如系统的容量是以受干扰程度来衡量的，是一个动态的指标，比如当业务质量标准较低时，用户容量就会相对增多，当业务质量要当业务质量标准较低时，用户容量就会相对增多，当业务质量要求较高时，为了保证降低干扰，用户容量就会减少，因此通过功求较高时，为了保证降低干扰，用户容量就会减少，因此通过功率控制，可在满足通话要求的基础上，增加系统的容量。率控制，可在满足通话要求的基础上，增加系统的容量。 自干扰、呼吸效应、软容量功率控制功率控

16、制的原则：控制基站、移动台的发射功率，保证信号到达对方功率控制的原则：控制基站、移动台的发射功率，保证信号到达对方接收机时，能满足正确解调所需的解调门限（即接收机时，能满足正确解调所需的解调门限（即E Eb b/N/Nt t值）。值）。l在满足上一条的原则下，尽可能降低基站、移动台的发射功率，以在满足上一条的原则下，尽可能降低基站、移动台的发射功率，以降低用户之间的干扰，使网络性能达到最优。降低用户之间的干扰，使网络性能达到最优。l距离基站越近的移动台比距离基站越远的或者处于衰落区的移动台距离基站越近的移动台比距离基站越远的或者处于衰落区的移动台发射功率要小。发射功率要小。l功率控制可以使每个

17、用户用功率控制可以使每个用户用 最小的功率收发信息，既减最小的功率收发信息，既减 小对其它用户的干扰，又可小对其它用户的干扰，又可 减少手机的充电次数减少手机的充电次数 切换切换：当移动台从一个基站的覆盖范围移动到另一个基站的覆盖范切换：当移动台从一个基站的覆盖范围移动到另一个基站的覆盖范围，原基站与移动台之间的通信链路将逐渐由新基站与移动台之间围，原基站与移动台之间的通信链路将逐渐由新基站与移动台之间的通信链路来取代，这就是切换。的通信链路来取代，这就是切换。切换的目的是保证移动用户通话的连续性。切换的目的是保证移动用户通话的连续性。l软切换：不同基站切换软切换：不同基站切换l更软切换：同一

18、基站不同小区切换更软切换：同一基站不同小区切换l硬切换：不同频率或不同步基站之间的切换硬切换：不同频率或不同步基站之间的切换CDMA2000-1X主要物理信道（一）F-PICHF-PICH（导频信道）（导频信道）l每载频每载频/ /小区一个，帮助手机捕获系统小区一个，帮助手机捕获系统l为本小区所有为本小区所有MSMS的初始化提供基准频率和基准相位，来区分的初始化提供基准频率和基准相位，来区分CDMACDMA载频和其他无线信号载频和其他无线信号l固定使用固定使用W W0 06464，占用，占用10%10%20%20%的系统功率的系统功率F-SYNCH F-SYNCH （同步信道）（同步信道）l每

19、载频每载频/ /小区一个小区一个l给给MSMS提供系统时间等信息提供系统时间等信息l固定使用固定使用W W1 16464，占用，占用1%1%3%3%的系统功率的系统功率CDMA2000-1X主要物理信道（二）F-PCH （寻呼信道）（寻呼信道）l广播系统参数、系统寻呼广播系统参数、系统寻呼MSMS、信道分配、信道分配l每载频每载频/ /小区配置小区配置F-PCHF-PCH的数量根据系统负荷进行规划，最多可的数量根据系统负荷进行规划，最多可配置配置7 7个（目前一般配置个（目前一般配置1 1个）个）l固定使用固定使用W W1 164 64 W W7 76464F-FCH （业务信道）（业务信道）

20、l用于传送话音，话音可以是用于传送话音，话音可以是8K8K速率集速率集(RS1)(RS1)或或13K13K速率集速率集(RS2)(RS2)l可用于传送低速率数据，即：不超过可用于传送低速率数据，即：不超过9.6kbps9.6kbps或或14.4kbps14.4kbps的数据业务的数据业务l传送功率控制比特传送功率控制比特l每载扇最理想可有每载扇最理想可有6060个业务信道个业务信道MSC: 移动交换中心移动交换中心HLR :归属位置寄存器（存放本地用户数据）归属位置寄存器（存放本地用户数据）VLR: 拜访位置寄存器（存放漫游到本地拜访位置寄存器（存放漫游到本地MSC下用户的数据，一般与下用户的

21、数据，一般与MSC合设）合设）PCF: 分组数据控制功能（将语音与数据分离，一般与分组数据控制功能（将语音与数据分离，一般与BSC合设）合设）PDSN: 分组数据控制节点（路由功能）分组数据控制节点（路由功能） HA: 家乡代理（网关）家乡代理（网关）FA: 外地代理外地代理 （漫游时，将本地（漫游时，将本地PDSN的数据送到新的的数据送到新的PDSN中）中）CS域：域：实现语音实现语音PS域：域：实现数据实现数据CDMA2000系统结构一台一台BTSBTS设备一般分为设备一般分为BDSBDS（基带子系统）和（基带子系统）和RFSRFS（射频子系统）两部分（射频子系统）两部分lBDSBDS为基

22、站提供通信控制、为基站提供通信控制、CDMACDMA物理信道处理、时钟分发处理、物理信道处理、时钟分发处理、AbisAbis接口处理以及与射频系统的接口处理等功能。接口处理以及与射频系统的接口处理等功能。lRFSRFS完成信号的收发、功率放大、调制解调等功能完成信号的收发、功率放大、调制解调等功能l射频拉远设备，实际上是将射频拉远设备，实际上是将RFSRFS系统与系统与BDSBDS系统分开设置，之间系统分开设置，之间采用光纤连接采用光纤连接BTS设备硬件结构lRSURSU：连接天线，与：连接天线，与BDSBDS系统通过光纤连接系统通过光纤连接（FSFS板）板）lFSFS（网络交换模块）：提供（

23、网络交换模块）：提供6 6个基带个基带- -光纤光纤拉远接口拉远接口lCHCH（信道处理模块）：完成基带的前向调（信道处理模块）：完成基带的前向调制与反向解调，实现制与反向解调，实现CDMACDMA的多项关键技术，的多项关键技术，如分集技术、如分集技术、RAKERAKE接收、更软切换和功率控接收、更软切换和功率控制等。制等。CHVCHV，支持，支持1X1X业务，业务，CHDCHD，支持，支持EVDOEVDO业业务务 lSASA（环境告警模块）（环境告警模块）lCCCC（控制与时钟模块）（控制与时钟模块）BS8800硬件结构PDMPDMFANFANCC0CC0FS0FS0CHV0CHV0CHD0

24、CHD0R RS SU UR RS SU UR RS SU U射频拉远、光纤直放站射频拉远系统采用射频拉远系统采用BBUBBU（基带单元）（基带单元）+RRU+RRU（远端射频单元）组成，（远端射频单元）组成，BBUBBU和和RRURRU之间之间采用光纤连接。采用光纤连接。l按照中兴自己的定义，如果基站同时安装按照中兴自己的定义，如果基站同时安装BBUBBU和和RRURRU设备，则称为微基设备，则称为微基站，如果只安装站，如果只安装RRURRU设备，则称为射频拉远站设备，则称为射频拉远站l将基带信号转成光信号传送，在远端放大将基带信号转成光信号传送，在远端放大lRRURRU设备与设备与BTSB

25、TS或或BBUBBU的的FSFS板连接板连接光纤直放站的基本功能就是一个射频信号功光纤直放站的基本功能就是一个射频信号功率增强器率增强器, ,直接放大信号直接放大信号l将无线信号转成光信号传送将无线信号转成光信号传送l光纤直放站的连接：在主基站的光纤直放站的连接：在主基站的馈线上安装功分器，直放站近端机馈线上安装功分器，直放站近端机连接功分器，通过光纤与直放站远连接功分器，通过光纤与直放站远端机连接端机连接主要内容主要内容查勘要点（一）注【注【1】对于密集市区区域，楼房密集，高层建筑众多，无线电波传播环境十分复杂，具体站点位置不】对于密集市区区域，楼房密集，高层建筑众多，无线电波传播环境十分复

26、杂，具体站点位置不能简单地根据是否满足偏离要求判定，需结合实际情况进行选址。能简单地根据是否满足偏离要求判定，需结合实际情况进行选址。注【注【2】对于高速公路、农村及开阔地，站址受地形起伏、业务分布等因素影响，需因地制宜进行站址】对于高速公路、农村及开阔地，站址受地形起伏、业务分布等因素影响，需因地制宜进行站址选取。选取。 1 1、测量现场的、测量现场的GPSGPS，导入地图，根据周边基站的位置及方向角，确定该点是否，导入地图，根据周边基站的位置及方向角，确定该点是否合适建设。合适建设。l注意边界地区的选点注意边界地区的选点 2 2、确定所选建筑物的高度能否满足覆盖需求以及支撑杆、通信杆高度。、确定所选建筑物的高度能否满足覆盖需求以及支撑杆、通信杆高度。l基站天线主瓣方向基站天线主瓣方向100100米范围内无明显阻挡米范围内无明显阻挡l在避免天线相对的前提下，水平隔离要求大于在避免天线相对的前提下，水平隔离要求大于5 5米米查勘要点（二） 3 3、记录周边情况，每隔、记录周边情况，每隔3030度一张照片，初步确定天线方向角的设置。度一张照片，初步确定天线方向角的设置。 4 4、记录天面情况。、记