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§1 碼分多址（CDMA）基本概念
在CDMA給每一用戶(hù)分配一個(gè)唯一的碼序列（擴(kuò)頻碼），并用它來(lái)對(duì)承載信息的信號(hào)進(jìn)行編碼。知道該碼序列用戶(hù)的接收機(jī)對(duì)收到的信號(hào)進(jìn)行解碼，并恢復(fù)出原始數(shù)據(jù)。這是因?yàn)樵撚脩?hù)碼序列與其他用戶(hù)碼序列的互相關(guān)是很小的。由于碼序列的帶寬遠(yuǎn)大于所承載信息的信號(hào)的帶寬，編碼過(guò)程擴(kuò)展了信號(hào)的頻譜，從而也稱(chēng)為擴(kuò)頻調(diào)制。其所產(chǎn)生的信號(hào)也稱(chēng)為擴(kuò)頻信號(hào)。CDMA通常也用擴(kuò)頻多址（SSMA）來(lái)表征。對(duì)所傳信號(hào)頻譜的擴(kuò)展給予CDMA以多址能力。因此，對(duì)擴(kuò)頻信號(hào)的產(chǎn)生及其性能的了解就十分重要。擴(kuò)頻調(diào)制技術(shù)必須滿(mǎn)足兩條基本要求：
1.所傳信號(hào)的帶寬必須遠(yuǎn)大于信息的帶寬。
2.所產(chǎn)生的射頻信號(hào)的帶寬與所傳信息無(wú)關(guān)。所傳信號(hào)的帶寬與信息帶寬之比稱(chēng)為擴(kuò)頻系統(tǒng)的處理增益接收機(jī)采用相同的擴(kuò)頻碼與收到的信號(hào)進(jìn)行相關(guān)運(yùn)算恢復(fù)出所攜帶的原始信息。
由于擴(kuò)頻信號(hào)擴(kuò)展了信號(hào)的頻譜，它具有一系列不同于窄帶信號(hào)的性能：
i. 多址能力
ii. 抗多徑干擾的能力
iii.具有隱私性能
iv.抗人為干擾的能力
v.具有低載獲概率的性能
vi.具有抗窄帶干擾的能力
§2 DS-CDMA的基本單元
下面我們簡(jiǎn)單介紹DS-CDMA應(yīng)用在第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)中的基本單元，即：RAKE接收機(jī)、功率控制、軟切換、頻率切換和多用戶(hù)檢測(cè)。
RAKE接收機(jī)。發(fā)射機(jī)發(fā)出的擴(kuò)頻信號(hào)，在傳輸過(guò)程中受到不同建筑物、山崗等各種障礙物的反射和折射，到達(dá)接收機(jī)時(shí)每個(gè)波束具有不同的延遲，形成多徑信號(hào)。如果不同路徑信號(hào)的延遲超過(guò)一個(gè)偽碼的碼片的時(shí)延，則在接收端可將不同的波束區(qū)別開(kāi)來(lái)。
將這些不同波束分別經(jīng)過(guò)不同的延遲線(xiàn)，對(duì)齊以及合并在一起，則可達(dá)到變害為利，把原來(lái)是干擾的信號(hào)變成有用信號(hào)組合在一起。這就是RAKE接收機(jī)的基本原理。
功率控制。在DS-CDMA系統(tǒng)中，不同用戶(hù)發(fā)射的信號(hào)由于距基站的距離不同，到達(dá)時(shí)的功率也不同。距離近的信號(hào)功率大，距離遠(yuǎn)的功率小，相互形成干擾。這種現(xiàn)象稱(chēng)為遠(yuǎn)近效應(yīng)。DS-CDMA系統(tǒng)要求所有用戶(hù)到達(dá)基站接收機(jī)信號(hào)的平均功率要相等才能正常解擴(kuò)。功率控制就是為解決這一問(wèn)題，它調(diào)整各個(gè)用戶(hù)發(fā)射機(jī)的功率，使其到達(dá)基站接收機(jī)的平均功率相等。功率控制的原理有兩種類(lèi)型：開(kāi)環(huán)控制與閉環(huán)控制。開(kāi)環(huán)控制主要是用戶(hù)根據(jù)測(cè)量到的幀差錯(cuò)概率來(lái)調(diào)整發(fā)射功率。而閉環(huán)功率控制則由基站根據(jù)收到移動(dòng)臺(tái)發(fā)來(lái)的信號(hào)測(cè)量其信干比（SIR）發(fā)出指令，調(diào)整移動(dòng)臺(tái)發(fā)射機(jī)的功率。對(duì)于下行鏈路的功率控制主要是用來(lái)減少對(duì)鄰小區(qū)的干擾。
軟切換。移動(dòng)臺(tái)如果與兩個(gè)基站同時(shí)連接時(shí)進(jìn)行的切換稱(chēng)為軟切換。在CDMA系統(tǒng)中軟切換可以減少對(duì)于其他小區(qū)的干擾，并通過(guò)宏分集還可以改善性能。更軟切換則指的是一個(gè)小區(qū)內(nèi)不同扇區(qū)間的軟切換。軟切換的原理如下：移動(dòng)臺(tái)在上行鏈路中發(fā)射的信號(hào)被兩個(gè)基站所接收。經(jīng)解調(diào)后轉(zhuǎn)發(fā)到基站控制器（BSC）。下行鏈路的信號(hào)也同時(shí)經(jīng)過(guò)兩個(gè)基站再傳送到移動(dòng)臺(tái)。移動(dòng)臺(tái)可以將收到的兩路信號(hào)合并，起到宏分集的作用。因?yàn)樘幚磉^(guò)程是先通后斷，故稱(chēng)為軟切換。而一般的硬切換則是先斷后通。
頻率間切換。在3G CDMA系統(tǒng)中在一個(gè)小區(qū)中有多個(gè)載波頻率。例如在熱點(diǎn)小區(qū)中，其頻率數(shù)要多于相鄰小區(qū)。同時(shí)在多層小區(qū)結(jié)構(gòu)中，微小區(qū)將有不同的頻率而不同于重疊在一起的宏小區(qū)。因此，存在不同頻率之間的切換。有效的處理過(guò)程可以采用壓縮模式或雙接收機(jī)對(duì)另一頻率進(jìn)行測(cè)量。
多用戶(hù)信號(hào)檢測(cè)。目前的CDMA接收機(jī)都是基于RAKE接收機(jī)原理，它將其他用戶(hù)的信號(hào)作為干擾來(lái)對(duì)待。在理想接收機(jī)中，如將所有用戶(hù)信號(hào)都檢測(cè)出來(lái)，則可把其他用戶(hù)信號(hào)從總信號(hào)中減掉，則保存有用信號(hào)。在DS-CDMA系統(tǒng)采用RAKE接收機(jī)時(shí)其容量是干擾受限的系統(tǒng)。多用戶(hù)信號(hào)檢測(cè)，或稱(chēng)為聯(lián)合檢測(cè)與干擾消除技術(shù)則提供了一種有效地減少多址干擾的方法，從而增加了系統(tǒng)的容量。同時(shí)，它也能改善遠(yuǎn)近效應(yīng)，通過(guò)首先扣除近距離大信號(hào)干擾而達(dá)到。由于最佳多用戶(hù)檢測(cè)十分復(fù)雜，而在實(shí)際上很難實(shí)現(xiàn)。目前研究得最多的還是次最佳多用戶(hù)信號(hào)檢測(cè)器。
摘自《通訊世界》
