信號調製





FDM:



TDM:



CDMA:Code Division Multiple Access

技術細節

在所有的CDMA體制中,接收者都可以使用擴頻處理增益來部分衰減非期望的信號。具有期望的擴頻碼的信號能被接受,如果信號對應不同的展譜碼(或者相同展譜碼但是不同的時間偏移)將在解展譜過程中被當作隨機噪聲而衰減掉。

這項操作的方法是給每一個站點分配一個展頻碼或者碼片序列。這些碼片序列被表示成由+1和-1組成的序列。每個碼片序列和本身點積得到+1,(和補碼點積得到-1),一個碼片序列點積不同的碼片序列將得到0。

例如 如果 C1 = (-1,-1,-1,-1), C2 = (+1,-1,+1,-1) 那麼

C1 .  C1 = (-1,-1,-1,-1) . (-1,-1,-1,-1) /4= +1
C1 . -C1 = (-1,-1,-1,-1) . (+1,+1,+1,+1) /4= -1
C1 .  C2 = (-1,-1,-1,-1) . (+1,-1,+1,-1) /4=  0
C1 . -C2 = (-1,-1,-1,-1) . (-1,+1,-1,+1) /4=  0

這種特性叫做正交性。這些序列叫做 Walsh碼,可以從一個二進制 Walsh矩陣導出。

一個站點要發送數字1時就發送其碼片序列本身,要發送數字0時就發送其碼片序列的反碼。(或者是 +1 和 -1; 0時不發送)。

當多個終端發送多個信號時,信號就會在空中疊加。例如碼片序列是(-1,-1,-1,-1)和(+1,-1,+1,-1),疊加後變成(0,-2,0,-2)。接收方如果希望接收某個站點的信息,則只需要計算該站點對應的碼片序列和空中信號的點積。例如(-1,-1,-1,-1) . (0,-2,0,-2) = +1。如果發送的數字是-1,則空中的信號將是 (+2,0,+2,0),而點積將是 (-1,-1,-1,-1) . (+2,0,+2,0) = -1.

TDMA和FDMA終端理論上可以過濾其他時隙或者頻率通道的任意強信號。這在CDMA無法實現,它只能部分過濾干擾信號。如果任一或者全部噪聲信號強於有用信號,則有用信號將被淹沒。這樣在CDMA系統中就要求每個終端有一個近似合適的信號功率。在CDMA蜂窩網絡中,基站使用一個快速閉環功率控制方案來緊密控制每一個移動終端的發送功率。功率控制需求能夠巧妙的根據上面的計算推斷出來。

前向糾錯FEC)編碼在任何一種CDMA方案中都是必須的,它用於減小信噪比的需求,從而使得信道最大限度的可靠。

與TDMA和FDMA相比較,CDMA的另外一個優勢是能夠簡單的利用話音激活特性。在每一個隨機的通話中,用戶講話的時間往往不足整個通話時間的一半,CDMA技術可以簡單在用戶講話時發送信號,不講話時保持靜默,於是當同時通話的用戶較多時,總體上可以體現出統計特性,最終能將用戶間干擾減少大約一半,從而提高容量。在CDMA技術中,這種話音激活特性的利用是相對簡單的,如果希望在TDMA或者FDMA體制中利用話音激活特性,就需要頻繁的建立和拆除有限的時隙或者頻率通道。



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