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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根底上開展起 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 多的頻帶去傳輸一樣的數據。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一 樣發射頻率及足夠大功率的發射機就可

2、以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,在接收端只有通過一樣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 CDM

3、A系統來說就是單載波 的容量;而交談者之間的音量那么 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。OFDMOFDMOFDM C Orthogonal Frequency Division Multiplexing即正交頻分復用技術,實際上 OFDM是MCM Mul

4、ti-CarrierModulation ,多載波調制的一種。 其主要思想是:將信道分成假設干正交子信道,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展傳輸。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局部,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。包括以

5、下類型: V-OFDM , W-OFDM , F-OFDM , MIMO-OFDM ,多帶 -OFDM。CDMA 與OFDM 之技術比擬頻譜利用率、支持高速率多媒體效勞、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,進展綜合分析,從 而做出最正確選擇。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,它的根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 一個子載波進展調制

6、,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 網絡構造可擴展性、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正確平衡。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 須一樣,而上行鏈路卻不支持多種調制,這就使得 CDMA系統

7、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,因而該系統不管在上行還是在 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正確平衡。止匕外,雖然信道問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源管理

8、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本錢。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的最大優勢就表現在其抗窄帶干擾能力方面。因

9、為干擾只影響整個擴 頻信號的一小局部;而 OFDM中窄帶干擾也只影響其頻段的一小局部,而且系統 可以不使用受到干擾的局部頻段,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 將使得信道估計準確度降低,RAKE的接收性能下降就會很快

10、。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問干擾,并且保證了各信道問的正 交性,從而大大減少了信道問干擾。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系統的根本需求。 OFDM系統引入功率控制的目的是最小化信道問干擾。 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系統網絡規劃的最根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 無線信道傳輸中的

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