CDMA - 技术


码分多址 (CDMA) 是一种多路复用,有助于各种信号占用单个传输信道。它优化了可用带宽的使用。该技术通常用于超高频 (UHF) 蜂窝电话系统,频段范围在 800 MHz 到 1.9 GHz 之间。

CDMA概述

码分多址系统与时间和频率复用系统有很大不同。在该系统中,用户可以在整个持续时间内访问整个带宽。基本原理是用不同的CDMA码来区分不同的用户。

通常使用的技术是直接序列扩频调制(DS-CDMA)、跳频或混合CDMA检测(JDCDMA)。这里,生成的信号在很宽的带宽上延伸。称为扩展码的代码用于执行此操作。使用一组彼此正交的代码,可以在存在具有不同正交代码的许多其他信号的情况下选择具有给定代码的信号。

CDMA 是如何工作的?

CDMA 通过使用两个 PN 代码处理每个语音数据包,在 1.2288 MHz 信道中允许最多 61 个并发用户。有 64 个沃尔什码可用于区分调用和理论限制。操作限制和质量问题会将最大呼叫数量降低到略低于此值。

事实上,具有不同扩频码的许多不同“信号”基带可以调制在同一载波上,以允许支持许多不同的用户。使用不同的正交码,信号之间的干扰最小。相反,当从多个移动站接收到信号时,基站能够隔离每个移动站,因为它们具有不同的正交扩频码。

下图显示了CDMA系统的技术细节。在传播过程中,我们混合了所有用户的信号,但这样您就可以使用与发送接收方时使用的代码相同的代码。您只能取出每个用户的信号。

CDMA工作

CDMA容量

决定 CDMA 容量的因素是 -

  • 处理增益
  • 信噪比
  • 语音活动因子
  • 频率复用效率

CDMA的容量是软的,CDMA在每个频率上都有所有用户,并且用户通过代码分隔。这意味着 CDMA 在存在噪声和干扰的情况下运行。

此外,相邻小区使用相同的频率,这意味着不会重复使用。所以,CDMA容量的计算应该是非常简单的。小区内无码道,乘以无小区。但事情并没有那么简单。虽然不可用的码道有64个,但可能无法一次性使用,因为CDMA频率是相同的。

集中方法

  • CDMA 中使用的频段为 824 MHz 至 894 MHz(间隔 50 MHz + 20 MHz)。
  • 频率信道分为码信道。
  • 1.25 MHz的FDMA信道被划分为64个代码信道。

处理增益

CDMA 是一种扩频技术。每个数据位都由一个代码序列扩展。这意味着每比特的能量也增加了。这意味着我们从中获益。

P(增益)= 10log(W/R)

W 是传播率

R 是数据速率

对于 CDMA P(增益)= 10 log (1228800/9600) = 21dB

这是增益因子和实际数据传播速率。平均而言,典型的传输条件需要 7 dB 的信噪比才能获得足够的语音质量。

换算成比率后,信号必须比噪声强五倍。

实际处理增益=P(增益)-SNR

= 21 – 7 = 14dB

CDMA使用可变速率编码器

语音活动系数 0.4 被视为 = -4dB。

因此,CDMA具有100%的频率复用。在周围小区使用相同频率会导致一些额外的干扰。

在 CDMA 频率下,复用效率为 0.67(70% 有效)= -1.73dB

CDMA的优点

CDMA具有软能力。代码数量越多,用户数量就越多。它具有以下优点 -

  • CDMA 需要严格的功率控制,因为它会受到远近效应的影响。换句话说,靠近基站的用户以相同的功率发射信号将会淹没后者的信号。所有信号在接收器处必须具有或多或少相等的功率

  • Rake 接收器可用于改善信号接收。可以收集信号(多路径信号)的时间延迟版本(一个码片或更高版本)并用于在位级别做出决策。

  • 可以采用灵活的转移方式。移动基站无需更换运营商即可切换。两个基站接收移动设备信号并且移动设备接收来自两个基站的信号。

  • 传输突发 - 减少干扰。

CDMA的缺点

使用 CDMA 的缺点如下:

  • 必须仔细选择代码长度。较大的代码长度可能会引起延迟或可能引起干扰。

  • 需要时间同步。

  • 逐渐转移会增加无线电资源的使用并可能减少容量。

  • 由于从基站接收和发送的功率总和需要恒定的严格功率控制。这可能导致多次切换。

CDMA的缺点