CDMA在卫星移动通信中的应用
2007-01-22 源自:学知识
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摘 要：分析了CDMA技术优势，介绍了卫星移动通信系统发展, 简单描述了我国卫星移动通信系统模型和信道模型，重点探讨了CDMA在卫星移动通信系统多址方式、功率控制和分集接收中的应用。
关键词：CDMA 卫星移动通信
一、前言
当今的信息时代对通信的容量、方便程度、业务种类等方面的要求日益迫切。因此,美国提出了意义深远的个人通信业务(PCS)的概念,它指的是可在任何时间、任何地点、任何个人之间实现任何业务的通信。要实现这个理想目标,要耗费的最重要资源之一是无线频谱。众所周知,可利用的无线频谱带宽是有限的,如何利用有限的带宽高效地实现PCS,出路只有两条:一是改造原系统,采用频谱效率高的数字方式;二是对已被占用的频带进行重复利用。在CDMA系统中,通过采用话音激活技术、前向纠错技术、功率控制技术、频率复用技术、扇区技术等,其系统容量可扩到FDMA的20倍左右、TDMA的3倍以上及GSM的4倍以上。同时,它还具有抗多径干扰能力、更好的话音质量和更低的功耗以及软区切换等特点。CDMA以其本身所具有的特点及优越性而广泛应用于数字移动通信和个人通信系统中。特别是近年来,小卫星技术的发展为实现全球移动通信和个人通信提供了条件,利用分布在中、低轨道的许多小卫星实现全球个人通信,已在国际上形成热潮。所以,对CDMA在卫星移动通信中的应用探讨,对我国中心卫星通信和移动通信的发展具有十分重要的现实意义。
二、CDMA技术优势
CDMA是基于扩频通信中的一种多址方式。很多CDMA信号共用一个频谱,每个信号由不同的PN序列组成,它对载波进行调制扩展其频谱。信号在接收机中进行相关处理。只对所选的PN序列的信号进行解扩,并将其能量重新集中起来,其他用户的信号,因其所用的PN序列不匹配,其频谱都被扩展,相当于噪声。CDMA具有许多优点：
(1)系统容量大。为采用不同多址方式的蜂窝移动通信系统的容量比较。从比较中可以看出CDMA方式容量最高,NCDMA=4NTDMA=20NFDMA(N为系统容量)。CDMA系统之所以大,并不是由于其技术本身,而是由于在CDMA系统中可更有效地采用许多新技术来增加系统容量,如：话音激活或可变速率话音编码、纠错编码、分集接收、功率控制、高效频率复用、扇区划分等技术。
(2)频率利用率高。表2为采用不同多址方式的频谱利用率,从表中可见CDMA的频谱利用率最高。
(3)具有软容量。在FDMA 和TDMA系统中,当全部频道或时隙被占满后,再也不能增加一个用户。而 CDMA系统是干扰受限系统,在指定的干扰电平下,即使用户已达到限定数目,也允许增加个别用户,系统性能并无明显下降,因为在CDMA系统中用户数和容量之间存在一种“软”的关系,在业务高峰期,允许误码率增加一个小的数值,以增加忙时的可用信道数,这是话音质量只是略为下降,而不会出现阻塞现象。
(4)具有软切换特点。FDMA和TDMA的过区切换都是在中断后切换,CDMA则是在中断前切换,并且这种切换不易被用户觉察,大大降低了呼叫中断的可能性。软切换只改变扩频码,不改变频率,也便于管理和控制。
(5)扩容方便。CDMA各小区使用相同频率,不必向FDMA那样进行频率配置,当系统扩展时,不用为适应新的频率安排而对现有系统进行改造,很大程度上方便了系统的扩容。
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