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文檔簡介
1、-一、什么是CDMA技術CDMA直譯為碼分多址,是在數字通信技術的分支擴頻通信的基礎上發展起來的一種技術。所謂擴頻,簡單地說就是把頻譜擴展。CDMA技術采用的是直接序列擴頻方式,就是用具有噪聲特性的載波以及比簡單點到幾點通信所需帶寬寬得多的頻帶去傳輸相同的數據。同調頻、調幅技術一樣,直接序列擴頻是一種調制技術,它采用一個碼序列(高速)去調制原始數據信息(低速),這樣調制后的信息就能以高速傳輸。二、 CDMA 技術的起源擴頻技術的起源要追溯到二戰時期,這種思想的初衷是防止敵方對己方通訊的干擾。我們知道,由于窄帶通訊采用的帶寬只有幾十kHz,只需要使用一個具有相同發射頻率及足夠大功率的發射機就可以
2、非常容易地干擾對方的通信。因為無論調幅、調頻技術都很難從惡劣的信噪比環境中恢復原始信息。CDMA這種新頻的想法就是通過特殊的碼型處理,把信號能量擴散到一個很寬的頻帶上 ,湮沒在噪聲里,在接收端只有通過相同的碼型才能把信號恢復出來(整個過程就像加密、解密一樣),我們稱之為直接序列擴頻。由于信號湮沒在噪聲里,故很難被敵方偵測到。因此,這種技術在軍事領域中有著廣泛的應用。三、 CDMA 的軟容量是指什么按上面對 CDMA 系統的類比,房間里可能不斷有新的交談者進入。當然交談者總數有一定限度,這與房間大小、人的音量、交談者之間的距離都有密切的關系。這里我們又引入了幾處新類比:房間的大小對于CDMA系統
3、來說就是單載波的容量;而交談者之間的音量則相當于 CDMA 系統中手機的發射功率;音量控制即對應著 CDMA 中一個非常重要的技術-功率控制;交談者的距離即對應手機與基站的距離。通過這個例子,我們可以總結出CDMA系統的一些特點:CDMA系統是一個自干擾系統;CDMA系統單載頻的容量不像FDMA 、 TDMA 那樣是固定的,這也就是我們常提到的 "軟容量 ";因此功率控制在CDMA系統中起著重要作用,它直接影響著系統容量。-OFDMOFDM OFDM ( Orthogonal Frequency Division Multiplexing)即正交頻分復用技術,實際上OFDM
4、 是 MCM Multi-CarrierModulation,多載波調制的一種。其主要思想是:將信道分成若干正交子信道,將高速數據信號轉換成并行的低速子數據流,調制到在每個子信道上進行傳輸。正交信號可以通過在接收端采用相關技術來分開,這樣可以減少子信道之間的相互干擾ICI 。每個子信道上的信號帶寬小于信道的相關帶寬,因此每個子信道上的可以看成平坦性衰落,從而可以消除符號間干擾。而且由于每個子信道的帶寬僅僅是原信道帶寬的一小部分,信道均衡變得相對容易。在向B3G/4G演進的過程中,OFDM 是關鍵的技術之一,可以結合分集,時空編碼,干擾和信道間干擾抑制以及智能天線技術,最大限度的提高了系統性能。
5、包括以下類型:V-OFDM ,W-OFDM ,F-OFDM ,MIMO-OFDM,多帶 -OFDM 。-CDMA與 OFDM 之技術比較頻譜利用率、支持高速率多媒體服務、系統容量、抗多徑信道干擾等因素是目前大多數固定寬帶無線接入設備商在選擇CDMA(碼分多址)或OFDM (正交頻分復用)作為點到多點(PMP )的關鍵技術時的主要出發點。而這兩種技術在這些方面都各有所長,因此設備商需要根據實際情況權衡利弊,進行綜合分析,從而做出最佳選擇。CDMA技術是基于擴頻通信理論的調制和多址連接技術。OFDM 技術屬于多載波調制技術,它的基本思想是將信道分成許多正交子信道,在每個子信道上使用一個子載波進行調
6、制,并且各個子載波并行傳輸。OFDM 和 CDMA技術各有利弊。CDMA具有眾所周知的優點,而采用多種新技術的OFDM 也表現出了良好的網絡結構可擴展性、更高的頻譜利用率、更靈活的調制方式和抗多徑干擾能力。下面主要從調制技術、峰均功率比、抗窄帶干擾能力等角度分析這兩種技術在性能上的具體差異。 調制技術一般來說,無線系統中頻譜效率可以通過采用16QAM (正交幅度調制)、64QAM 乃至更高階的調制方式得到提高,而且一個好的通信系統應該在頻譜效率和誤碼率之間獲得最佳平衡。在 CDMA 系統中,下行鏈路可支持多種調制,但每條鏈路的符號調制方式必須相同,而上行鏈路卻不支持多種調制,這就使得 CDMA
7、 系統喪失了一定的靈活性。并且,在這種非正交的鏈路中,采用高階調制方式的用戶必將會對采用低階調制的用戶產生很大的噪聲干擾。在 OFDM 系統中,每條鏈路都可以獨立調制,因而該系統不論在上行還是在下行鏈路上都可以容易地同時容納多種混合調制方式。這就可以引入“自適應調制”的概念。它增加了系統的靈活性,例如,在信道好的條件下終端可以采用較高階的如 64QAM 調制以獲得最大頻譜效率,而在信道條件變差時可以選擇QPSK(四相移相鍵控)調制等低階調制來確保信噪比。這樣,系統就可以在頻譜利用率和誤碼率之間取得最佳平衡。此外,雖然信道間干擾限制了某條特定鏈路的調制方-式,但這一點可以通過網絡頻率規劃和無線資
8、源管理等手段來解決。 峰均功率比( PAPR )這也是設備商們應該考慮的一個重要因素。因為PAPR 過高會使得發送端對功率放大器的線性要求很高,這就意味著要提供額外功率、電池備份和擴大設備的尺寸,進而增加基站和用戶設備的成本。CDMA系統的 PAPR 一般在 511dB ,并會隨著數據速率和使用碼數的增加而增加。目前已有很多技術可以降低CDMA的 PAPR。在 OFDM 系統中,由于信號包絡的不恒定性,使得該系統對非線性很敏感。如果沒有改善非線性敏感性的措施, OFDM 技術將不能用于使用電池的傳輸系統和手機等。目前有很多技術可以降低OFDM 的 PAPR。 抗窄帶干擾能力CDMA 的最大優勢
9、就表現在其抗窄帶干擾能力方面。因為干擾只影響整個擴頻信號的一小部分;而 OFDM 中窄帶干擾也只影響其頻段的一小部分,而且系統可以不使用受到干擾的部分頻段,或者采用前向糾錯和使用較低階調制等手段來解決。 抗多徑干擾能力在無線信道中,多徑傳播效應造成接收信號相互重疊,產生信號波形間的相互干擾,使接收端判斷錯誤。這會嚴重地影響信號傳輸的質量。為了抵消這種信號自干擾,CDMA接收機采用了RAKE 分集接收技術來區分和綁定多路信號能量。為了減少干擾源,RAKE 接收機提供一些分集增益。然而由于多路信號能量不相等,試驗證明,如果路徑數超過7 或 8 條,這種信號能量的分散將使得信道估計精確度降低,RAK
10、E 的接收性能下降就會很快。OFDM 技術與 RAKE 接收的思路不同,它是將待發送的信息碼元通過串并變換,降低速率,從而增大碼元周期,以削弱多徑干擾的影響。同時它使用循環前綴( CP )作為保護間隔,大大減少甚至消除了碼間干擾,并且保證了各信道間的正交性,從而大大減少了信道間干擾。當然,這樣做也付出了帶寬的代價,并帶來了-能量損失: CP 越長,能量損失就越大。 功率控制技術在 CDMA系統中,功率控制技術是解決遠近效應的重要方法,而且功率控制的有效性決定了網絡的容量。相對來說功率控制不是OFDM系統的基本需求。OFDM 系統引入功率控制的目的是最小化信道間干擾。 網絡規劃由于 CDMA 本身的技術特性, CDMA 系統的頻率規劃問題不很突出,但卻面臨著碼的設計規劃問題。 OFDM 系統網絡規劃的最基本目的是減少信道間的干擾。由于這種規劃是基于頻率分配的,設計者只要預留些頻段就可以解決小區分裂的問題。 均衡技術均衡技術可以補償時分信道中由于多徑效應而產生的ISI 。在 CDMA系統中,信道帶寬遠遠大于信道的平坦衰落帶寬。由于擴頻碼自身良好的自相關性,使得在無線信道傳輸
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