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1、福建省邮电规划设计院有限公司福建省邮电规划设计院有限公司 CDMA 题库题库一、 理论知识1、移动通信系统的常用三种分类方法按信号性质，分为模拟、数字；按调制方式，分为调频、调相和调幅；按多址连接方式，分为频分多址(FDMA)、时分多址(TDMA)、码分多址(CDMA)和空分多址(SDMA)。2、FDMA、TDMA、CDMA 和 SDMA 的概念FDMA(Frequency Division Multiple AccessAddress)：把信道频带分割为若干更窄的互不相交的频带（称为子频带） ，把每个子频带分给一个用户专用（称为地址） ，这种技术被称为“频分多址”技术TDMA(Time Di
2、vision Multiple access）：把时间分割成互不重叠的时段（帧） ，再将帧分割成互不重叠的时隙（信道与用户具有一一对应关系） ，依据时隙区分来自不同地址的用户信号，从而完成的多址连接。CDMA (Code Division Multiple Access) ：它包括两个基本技术，一个是码分技术，其基础是扩谱技术；另一个是多址技术。CDMA 系统是基于码分技术（扩频技术）和多址技术的通信系统，系统为每个用户分配各自特定地址码。地址码之间具有相互准正交性，从而在时间、空间和频率上都可以重叠；将需传送的具有一定信号带宽的信息数据，用一个带宽远大于信号带宽的伪随机码进行调制，使原有的数
3、据信号的带宽被扩展，接收端进行向反的过程，进行接扩，增强了抗干扰的能力。CDMA 系统属于自干扰系统。SDMA (Space Division Multiple Access)：也称为多光束频率复用，它通过标记不同方位的相同频率的天线光束来进行频率的复用。典型应用为智能天线。智能天线与传统天线概念有本质的区别，其理论支撑是信号统计检测与估计理论、信号处理及最优控制理论，其技术基础是自适应天线和高分辨陈列信号处理。比较：CDMA 与 FDMA、TDMA 相比最大不同点在于：CDMA是统计复用资源，每个载频的所有用户共享频率、时间、功率资源，用户之间只依靠特征码来区分，是典型的自干扰系统；而FDM
4、A、TDMA 是固定分配资源，不同的用户在频率、时间、功率资源上部分或全部不同，用户之间有较好的隔离度。所有CDMA、TDMA 和 FDMA 的技术差异都来源于这个不同点。3、3G 的三大制式比较3G 有三大制式：TD-SCDMA(中国移动)、CDMA2000(中国电信)、WCDMA(中国联通)。其中 TD-SCDMA 属于时分双工（TDD）模式，是由中国提出的 3G 技术标准；而 WCDMA 和CDMA2000 属于频分双工（FDD）模式，WCDMA 技术标准由欧洲和日本提出，CDMA2000 技术标准由美国提出。CDMA2000 和 WCDMA 都采用频分双工模式 FDD，而 TD-SCD
5、MA 采用 TDD 时分双工模式。4、CDMA 原理CDMA 技术的原理是基于扩频技术，即将需传送的具有一定信号带宽信息数据，用一个带宽远大于信号带宽的高速伪随机码进行调制，使原数据信号的带宽被扩展，再经载波调制并发送出去。接收端使用完全相同的伪随机码，与接收的带宽信号作相关处理，把宽带信号换成原信息数据的窄带信号即解扩，以实现信息通信。5、CDMA 技术的标准化历程CDMA 技术的标准化经历了几个阶段。IS-95 是 cdmaONE 系列标准中最先发布的标准，真正在全球得到广泛应用的第一个 CDMA标准是 IS-95A，这一标准支持 8K 编码话音服务。其后又分别出版了 13K 话音编码器的
6、 TSB74 标准，支持 1.9GHz 的 CDMA PCS 系统的 STD-008 标准，其中 13K 编码话音服务质量已非常接近有线电话的话音质量。随着移动通信对数据业务需求的增长，1998 年 2 月，美国高通公司宣布将 IS-95B 标准用于 CDMA 基础平台上。IS-95B可提供 CDMA 系统性能，并增加用户移动通信设备的数据流量，提供对 64kbps 数据业务的支持。其后，cdma2000 成为窄带 CDMA 系统向第三代系统过渡的标准。cdma2000 在标准研究的前期，提出了1X 和 3X 的发展策略，但随后的研究表明，1X 和 1X 增强型技术代表了未来发展方向。6、CD
7、MA6.1CDMA 技术特点（1）抗干扰能力强。这是扩频通信的基本特点，是所有通信方式无法比拟的。 （2）宽带传输，抗衰落能力强。 （3）由于采用宽带传输，在信道中传输的有用信号的功率比干扰信号的功率低得多，因此信号好像隐蔽在噪声中；即功率话密度比较低，有利于信号隐蔽。 （4）利用扩频码的相关性来获取用户的信息，抗截获的能力强。（5）多个用户同时接收,同时发送。6.2CDMA 系统的特点(1)许多用户共享同一频率；(2)通信容量大；(3)容量的软特性；(4)可以减小多径衰弱；(5)信道数据速率很高；(6)平滑的软切换和有效的宏分集；(7)低信号功率谱密度。6.3CDMA 系统的优点大容量软容量
8、软切换采用多种分集技术话音激活保密低发射功率大覆盖范围7、CDMA 系统缺点来自非同步 CDMA 网中不同的用户的扩频序列不完全正交，从而引起多址干扰；由于使用相同的载频，许多用户共用一个信道，强信号对弱信号有着明显的抑制作用，从而产生“远近”效应，影响用户通话。CDMA 系统采用功率控制技术解决“远-进”效应，使系统既能维护高质量通信，又不对其他用户产生干扰8、决定 CDMA 数字蜂窝系统容量的主要参数处理增益、Eb/No、话音负载周期、频率复用效率和基站天线扇区数。对于单扇区单载频的基站最大配置可为 41 个信道，目前工程上一般取值为全向 23 个，定向 20 个，具体的计算公式如下：Np
9、ole= Gp/VAF(1+Beta)*(Eb/No)+1=41（全向）=35（单扇区/三扇区型）其中：Npole 为反向链路，单载频单扇区极限用户数量Gp 为处理增益，即 W/R; 在本计算中 W=1.2288MHz, R=9600bit, VAF 为语音激活系数，常取 0.4 Beta 为其它扇区对本扇区的干扰因子，此值通过计算机仿真得出，在系统负载为 57%的情况下：全向=0.6; 扇区型=0.85Eb/No 为能噪比，是决定基站反向容量的主要因素；是指一个基站为了实现良好话音质量和误帧率(FER),而采用的平均 Eb/No,常取 5.01(7dB)。建议系统负载=57%，可得反向链路容
10、量:全向23channels，20channels/sector。9、CDMA 手机的优点CDMA 手机可以说是名副其实的绿色手机，目前网络实际上允许手机的最大发射功率为 23dBm (0.2W) ，规范对 CDMA 手机最小发射功率没有要求。而目前普遍使用的 GSM 手机 900MHz 频段最大发射功率为 2W (33dBm)，1800MHz 频段最大发射功率为1W(30dBm)；同时规范要求，对于 GSM900 和 1800 频段，通信过程中手机最小发射功率分别不能低于 5dBm 和 0dBm。CDMA 手机采用了先进的切换技术软切换技术(即切换是先接续好后再中断)，使得 CDMA 手机的
11、通话可以与固定电话媲美，而且没有 GSM 手机的掉线现象；使用 CDMA 网络，运营商的投资相对减少，这就为 CDMA 手机资费的下调预留了空间；因采用以拓频通信为基础的一种调制和多址通信方式，其容量比模拟技术高 10 倍，超过 GSM 网络约 4 倍；更为重要的是，基于宽带技术的 CDMA 使得移动通信中视频应用成为可能，从而使手机从只能打电话和发送短信息等狭窄的服务中走向宽带多媒体应用。10、CDMA 系统时间系统零时：定义 1980 年 6 月 1 日 12:00:00 时整为系统起始时间。偏置为零的长码和短码此时同时处于初始状态所有基站将在 GPS 时间的每个偶秒起始时刻（或在此之后8
12、0ms 整数倍处）作为 0 偏置 PN 码（周期为 80/3 ms）的初态，即在此之前恰好输出了 1 个“1”和连续 15 个“0”这样的 PN 码片所有基站需将 1980 年 1 月 6 日零时（GPS 起始时间）作为 m序列长码的初态（在此之前恰好输出了一个“1”码片和 41 个连续的“0”码片）使用 GPS 定时的好处：切换快，同步简单.11、我国 CDMA 系统频率使用规划CDMA 占用的载频上行（825MHz-835MHz） ，下行（870MHz-880MHz）12、功率控制由于 CDMA 系统的自干扰受限的特点，系统发射功率和系统中总的干扰电平是影响系统性能和质量的决定因素。cda
13、m2000 中引入了功率控制、前向链路发射分集、反向相干解调等功率控制新技术。其根本目标是尽可能地降低系统中的干扰电平，减小基站和移动台的发射功率，提高系统性能和容量。12.1-1 前向功率控制 基站通过移动台对前向误帧率的报告来调整对每个移动台的发射功率，决定增加发射功率还是减少发射功率。移动台的报告分为定期报告和门限报告。其目的是对路径衰落小的移动台分派较小的前向链路功率，而对那些远离基站的和误码率高的移动台分派较大的前向链路功率。12.1-2 前向快速功率控制技术Cdam 2000 采用前向快速功率控制（FFPC）技术，方法是移动台测量收到业务信道的 Eb/Nt，并与门限值比较，根据比较
14、结果，向基站（BS）发出升高或降低发射功率的指令。功率控制命令比特由反向功率控制子信道传送，功率控制速率可达到 800b/s。采用前向快速功率控制，可以有效的克服慢衰落的影响，降低基站发射功率和系统的总干扰电平从而降低移动台信噪比要求，最终可以增大系统容量。根据 cdam 2000 前向快速功率控制和 IS-95 慢速前向功率在单径瑞利信道条件下性能仿真对比，前者性能有显著改善,特别是在移动台运动速度较低时将获得大约 9dB 的增益。12.2 反向开环功率控制 反向开环功率控制只是移动台对发送电平的粗略估计，移动台通过测量接收功率来调节移动台发射功率以达到所有移动台发出的信号在到达基站时都有相
15、同的功率。它主要是为了补偿阴影、拐弯等效应，所以它有一个很大的动态范围，根据 IS95 标准，它至少应该达到32dB 的动态范围。12.3 反向闭环和外环功率控制 在对反向业务信道进行闭环功率控制时，移动台将根据在前向业务信道上收到的有效功率控制比特（PCB）来调整其平均输出功率。闭环功率控制的设计目标是使基站对移动台的开环功率估计迅速做出纠正，以使移动台保持最理想的发射功率。在开环估计的基础上，根据 IS95 标准，反向闭环功率控制使移动台将提供24dB 的闭环调整范围。为了补偿具有相同 FER 标准的不同速率用户对Eb/No 的要求，采用反向外环功率来动态调整反向闭环功率控制中的信噪比门限
16、 Eb/No，使该门限值与系统要求的服务质量相一致。12.4 前向链路发射分集技术 前向链路采用的发射分集方式包括多载波发射分集（MCTD）和直接扩频发射分集两种。前者用于多载波方式，每个天线发射一个载波子集。后者用于直扩方式，又可分为正交发射分集（OTD）和空时扩展分集（STS）两种。OTD 方式是先分离数据流，再用不同的正交 Walsh 码对两个数据流进行扩频，并通过两个天线发射；在 STS 方式中，两个天线都发射所有的已交织数据，并使用相同的原始 Wlash 码信道。在 CDMA2000 前向链路中，有两条信道专门用于前向发射分集，即发射分集导频信道和辅助发射分集导频信道。采用前向发射分集技术能减少每个信道要求的发射功率，增加前向链路容量，改善室内单径瑞利衰落环境和慢速移动环境下的系统性能。12.5 反向相干解调为了提高反向链路性能，CDMA2000 采用了反向链路导频信道，它是未经编码的扩频信号（由 0 号 Walsh 函数扩频） ，基站用该导频信道完成初始捕获、时间跟踪和 RAKE 接收机相干解调，并为功率控制测量链路质量。与 IS95 采用非
