CDMA - 問答

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1. 什麼是 CDMA？

CDMA 代表 **分碼多重進接**。它是一種無線技術，用於在具有高安全性和降噪功能的場所傳輸訊號。擴頻原理用於與 CDMA 協同工作。擴頻訊號低於噪聲水平，噪聲對訊號沒有影響。CDMA 不是每個使用者特有的頻率，而是每個通道都使用全部可用頻譜。各個通話都用偽隨機數字序列進行編碼。所有行動網路使用者都接收唯一的程式碼，並允許持續訪問網路，而不是間歇性或定時訪問。

2. 解釋 CDMA 開發組 (CDG)。

CDG 由服務提供商、基礎設施製造商、裝置供應商、測試裝置供應商、應用程式開發人員和內容提供商組成。其成員共同定義了 CDMA2000 和 4G 互補系統開發的技術要求，以及與其他新興無線技術的互操作性，以增加全球消費者和企業對無線產品和服務的可用性。

3. 什麼是 CDMA 中的前向通道？

前向通道 CDMA 是通訊方向或移動到基站的下行鏈路路徑。

4. CDMA 前向通道有多少個通道？

前向通道由四個通道組成，包括：

• 導頻通道，
• 同步通道，
• 尋呼通道，以及
• 前向業務通道。

5. 解釋導頻通道。

導頻通道是移動臺用於獲取時間和作為相干解調的相位參考的參考通道。它由每個基站在每個活動 CDMA 頻率上連續傳輸。每個移動臺都持續跟蹤此訊號。

6. 解釋同步通道。

同步通道承載一條單一的重複訊息，並傳輸同步配置資訊以及 CDMA 系統中移動臺的系統。

7. 解釋尋呼通道。

尋呼通道的主要目標是發出尋呼，即呼入呼叫的通知，到移動臺。基站使用這些尋呼來傳輸系統開銷資訊和移動臺特定訊息。

8. 解釋前向業務通道。

前向業務通道是碼通道，用於分配呼叫，通常是語音和信令業務到各個使用者。

9. 什麼是 CDMA 中的反向通道？

反向 CDMA 通道是移動到基站的通訊方向或上行鏈路路徑。

10. CDMA 反向通道有多少個通道？

反向通道由兩個通道組成，包括：

• 接入通道和
• 反向業務通道。

11. 解釋接入通道。

移動臺使用接入通道與基站建立通訊或響應尋呼通道訊息。接入通道用於簡訊令訊息交換，例如呼叫建立、對尋呼的響應和註冊。

12. 解釋反向業務通道。

反向業務通道由各個使用者在其實際呼叫中使用，以將業務從單個移動臺傳輸到一個或多個基站。

13. 解釋 CDMA 容量。

決定容量的因素有：

• 處理增益，
• 信噪比，
• 語音活動因子，以及
• 頻率複用效率。

CDMA 中的容量是軟的，CDMA 在每個頻率上都有所有使用者，並且使用者透過程式碼分離。這意味著，CDMA 在噪聲和干擾存在的情況下工作。此外，相鄰小區使用相同的頻率，這意味著沒有複用。因此，CDMA 容量計算應該非常簡單。小區中沒有碼通道，乘以小區數。但事實並非如此簡單。雖然沒有可用的碼通道為 64 個，但可能無法一次使用一個，因為 CDMA 頻率相同。靈活的容量意味著所有碼通道都可以同時使用，但會以質量為代價。

14. 描述 CDMA 中的集中式方法。

• CDMA 使用的頻段為 824 MHz 至 894 MHz (50 MHz + 20 MHz 分隔)；
• 頻率通道劃分為碼通道；以及
• 1.25 MHz 的 FDMA 通道被劃分為 64 個碼通道。

15. 解釋 CDMA 中的處理增益。

P (增益) = 10log (W/R)

W 是擴頻率

R 是資料速率

對於 CDMA P (增益) = 10log (1228800/9600)

= 21dB

實際處理增益 = P (增益) - SNR

= 21 – 7 = 14dB

CDMA 使用可變速率編碼器

語音活動因子為 0.4，視為 -4dB。

CDMA 的頻率複用率為 100%。在周圍小區使用相同的頻率會導致一些額外的干擾。

在 CDMA 中，頻率複用效率為 0.67 (70% 效率) = -1.73dB

16. 什麼是 CDMA 標識？

網路標識：

• SID (系統標識)
• NID (網路標識)

移動臺標識：

• ESN (電子序列號)
• 置換 ESN
• IMSI (國際移動臺標識)
• IMSI_S
• IMSI_11_12
• 站類標記

17. 什麼是 ESN (電子序列號)？

ESN 是一個 32 位二進位制數，它在 CDMA 蜂窩系統中唯一標識移動臺。

18. 什麼是置換 ESN？解釋一下。

CDMA 是一種擴頻技術，其中多個使用者可以在同一小區中以相同的方式訪問系統，當然是在相同的頻率上。因此，在反向鏈路（即從 MS 到基站的資訊）上區分使用者。它使用對 CDMA 蜂窩系統中所有移動臺唯一的程式碼來擴充套件資訊。此程式碼包含一個元素，即 ESN。但它不會以相同的格式使用 ESN；相反，它使用交換的 ESN。

19. 什麼是國際移動臺標識 (IMSI)？

• MCC：移動國家程式碼
• MNC：行動網路程式碼
• MSIN：移動臺識別號
• NMSI：國家移動臺標識

20. IMSI 的功能是什麼？

移動臺透過國際移動臺標識 (IMSI) 來識別。IMSI 由最多 10 到 15 個數字字元 (0-9) 組成。IMSI 的前三位是移動裝置的國家程式碼 (MCC)，其餘數字是國家移動臺標識 (NMSI)。

NMSI 由行動網路程式碼 (MNC) 和移動臺識別號 (SIDS) 組成。長度為 15 位的 IMSI 稱為 0 類 IMSI (NMSI 長度為 12 位)。長度小於 15 位的 IMSI 稱為 I 類 IMSI (NMSI 長度小於 12 位)。

對於 CDMA 操作，相同的 IMSI 可以在多個移動臺註冊。各個系統可能會或可能不會允許這些功能。這些功能的管理是基站和系統運營商的功能。

21. 什麼是 FDD 以及它使用的頻率？

**頻分雙工**是無線技術中的多種接入方法之一；它使用以下頻段：

上行鏈路：1920 MHz - 1980 MHz 和

下行鏈路：2110 MHz - 2170 MHz。

22. 什麼是 TDD 以及它使用的頻率？

TDD 是時分雙工。一種雙工方法，透過它使用同步的時間間隔在同一頻率上傳輸上行鏈路和下行鏈路傳輸。載波使用 5 MHz 頻段，儘管 3GPP 正在研究低晶片速率解決方案 (1.28 Mcps)。TDD 可用的頻段將是 1900-1920 MHz 和 2010-2025 MHz。

23. 什麼是 FDMA？解釋一下。

**分頻多重進接** (FDMA) 是最常見的模擬多址接入方法之一。頻段被劃分為等頻寬的通道，以便每個通話都在不同的頻率上傳輸。相鄰訊號頻譜之間使用保護頻帶，以最大限度地減少通道之間的串擾。

24. FDMA 的優點是什麼？

在 FDMA 中，當通道未被使用時，它是通道頻寬，而其餘部分只是相對較窄的 (30 KHz)，稱為系統窄帶。不需要或很少需要均衡。對於廣播，時間符號適合模擬鏈路。FDMA 的幀或同步位對於緊濾波流是不需要的。它需要最大限度地減少 FDD 的組合干擾。

25. FDMA 的缺點是什麼？

• 它與模擬系統沒有顯著區別；提高容量取決於訊號干擾降低或信噪比 (SNR)。

• 每個通道的最大流量是固定的且很小。

• 保護頻帶導致容量浪費。

• 硬體意味著窄帶濾波器，無法在 VLSI 中實現，因此增加了成本。

26. 什麼是 TDMA？解釋一下。

**分時多重進接** (TDMA) 是一項複雜的技術，因為它需要發射機和接收機之間非常精確的同步。TDMA 用於數字移動無線電系統。各個移動臺週期性地分配一個頻率，供其在時間間隔內獨佔使用。

27. TDMA 的優點是什麼？

• 它允許靈活的速率（例如，可以為使用者分配多個時隙，例如，每個時間間隔轉換 32Kbps，使用者每幀分配兩個 64 Kbps 時隙）。

• 它可以承受陣風或可變位元率業務。分配給使用者的時隙數可以逐幀更改（例如，幀 1 的兩個時隙，幀 2 的三個時隙，幀 3 的一個時隙，幀 0 的四個時隙，依此類推）。

• 寬頻系統不需要保護頻帶。

• 寬頻系統不需要窄帶濾波器。

28. TDMA 的缺點是什麼？

• 寬頻系統的高資料速率需要複雜的均衡。

• 由於突發模式，需要大量用於同步和監控的額外位元。

• 每個時隙都需要呼叫時間，以適應由於時鐘不穩定性導致的時間不準確性。

• 以高位元率執行的電子裝置會增加能耗。

• 需要複雜的訊號處理才能在短時隙內同步。

29. 什麼是 CDMA？解釋一下。

分碼多重進接系統與分時多重進接和分頻多重進接有很大不同。在這個系統中，使用者可以訪問整個頻寬的整個持續時間。基本原理是使用不同的CDMA碼來區分不同的使用者。常用的形式有直接序列擴頻調製（DS-CDMA）、跳頻或混合CDMA檢測（JDCDMA）。在這裡，生成一個擴充套件到寬頻寬的訊號。一個稱為擴充套件碼的程式碼用於執行此操作。使用一組彼此正交的程式碼，可以在存在許多其他具有不同正交程式碼的訊號的情況下選擇具有給定程式碼的訊號。

30. CDMA的優點是什麼？

• CDMA具有軟容量。程式碼數量越多，使用者數量越多。但是，使用許多程式碼會降低信噪比，並且所有使用者的誤位元速率（BER）都會增加。

• CDMA需要嚴格的功率控制，因為它會受到近遠效應的影響。換句話說，靠近基站的使用者以與較遠使用者相同的功率傳輸，會導致較遠使用者的訊號被淹沒。所有訊號在接收機處必須具有或多或少相等的功率。

• 可以使用RAKE接收機來改善訊號接收。可以收集訊號的延遲版本（一個晶片或更晚）（多徑訊號），並用於在位元級做出決策。

• 可以使用靈活的切換。移動基站可以在不更改運營商的情況下進行切換。兩個基站接收移動訊號，移動裝置從兩個基站接收訊號。

• 傳輸突發 - 減少干擾。

31. 分碼多重進接的缺點是什麼？

• 必須仔細選擇碼長。較長的碼長會導致延遲或可能引起干擾。

• 需要時間同步。

• 軟切換增加了無線資源的使用，可能會降低容量。

• 由於基站接收和傳送的功率之和需要持續的嚴格功率控制。這可能導致多次切換。

32. CDMA和FDMA的區別是什麼？

33. 什麼是擴頻技術？

擴頻是一種無線通訊形式，其中傳送訊號的頻率被故意改變。這導致頻寬遠大於訊號的頻寬，如果其頻率沒有變化。換句話說，傳送訊號的頻寬大於成功傳送訊號所需的最小資訊頻寬。除了資訊本身之外，還有其他一些功能用於確定最終的傳送頻寬。

34. CDMA中使用了多少種擴頻技術？

使用以下兩種擴頻技術 -

• 直接序列和
• 跳頻。

35. 什麼是跳頻？

跳頻是一種擴頻，其中傳播透過在寬頻上跳頻來進行。跳變發生的精確順序由使用偽隨機碼序列生成的跳頻表確定。

36. 擴頻的優點是什麼？

• 由於訊號分佈在寬頻帶上，因此功率譜密度變得非常低，因此其他通訊系統不會受到這種通訊的影響。但是，高斯噪聲會增加。

• 可以處理多徑，因為可以生成大量程式碼，從而允許大量使用者。

• 最大使用者數不受頻譜或資源限制，因為其他訪問系統（如FDMA）在這裡僅受限於干擾。

• 安全性 - 在不知道擴充套件碼的情況下，幾乎不可能恢復傳送的資料。

• 抗衰落性 - 由於使用了大頻寬系統，因此不易受到衰落的干擾。

37. 什麼是CDMA中的PN序列？解釋一下。

DS-CDMA系統使用兩種型別的擴充套件序列 - PN序列和正交碼。PN序列是由偽隨機噪聲發生器生成的，偽隨機噪聲發生器只是一個二進位制線性反饋移位暫存器，由異或門和移位暫存器組成。該PN發生器能夠為發射機和接收機建立相同的序列，同時保留噪聲隨機性位元序列的理想特性。

38. 什麼是多徑衰落？解釋一下。

在無線通訊中，衰落是指影響特定傳播介質的訊號衰減偏差。褪色可能會隨著時間的推移而變化，無線電的地理位置或頻率，這通常被建模為隨機過程。衰落通道是指經歷衰落的通訊通道。在無線系統中，衰落可能是由於多徑引起的，稱為多徑衰落。

39. 什麼是RAKE接收機？

CDMA系統使用快速晶片速率進行擴頻，並且具有高時間解析度。因此，CDMA能夠透過分解到達時間的每條路徑來識別。由此，它分別接收訊號的不同路徑，然後透過求和，可以防止訊號降級。這稱為RAKE接收機。

40. 什麼是沃爾什碼？解釋一下。

沃爾什碼是CDMA應用中最常用的正交碼。這些程式碼對應於一個稱為Hadamard矩陣的特殊方陣的行。對於長度為N的一組沃爾什碼，它包含n行以形成n × n沃爾什碼的方陣。IS-95系統使用64沃爾什函式矩陣64。該矩陣的第一行包含一個全為零的字串，每行包含0和1的不同組合。每行都是正交的，並且是二進位制位的等效表示。當與CDMA系統一起實現時，每個移動使用者使用矩陣中行的64個序列之一作為擴充套件碼，在所有其他使用者之間提供零互相關。

41. 什麼是軟切換/切換？

蜂窩系統跟蹤移動臺以維護其通訊鏈路。移動臺進入相鄰小區，通訊鏈路從當前小區切換到相鄰小區，這稱為軟切換。

• 軟切換是一項功能，在該功能中，手機在單個呼叫期間同時連線到兩個或多個手機。

• 它是中繼器覆蓋範圍的重疊，這使得每個手機始終在特定中繼器的範圍內。

• 多箇中繼器可以傳送和接收訊號以向手機發送和接收訊號。

• 所有中繼器都使用相同的頻率通道用於每個手機。

• 實際上沒有盲區，因此連線很少中斷或掉線。

42. 什麼是硬切換？解釋一下。

在FDMA或TDMA蜂窩系統中，在切換時斷開當前通訊後建立新的通訊。在切換頻率或時隙時，MS和BS之間的通訊中斷，這稱為硬切換。

43. 什麼是功率控制？

功率控制是在通訊系統中智慧選擇發射功率以實現系統最佳效能。效能取決於上下文，並且有機會包括最佳化指標，例如鏈路資料速率、網路容量、地理覆蓋範圍和範圍。較高的發射功率轉化為接收機處較高的訊號功率。

44. 什麼是反向鏈路功率控制？解釋一下。

閉環控制的功率用於補償快速瑞利衰落。此時，移動臺發射功率由基站控制。為此，基站持續監控反向鏈路訊號質量。如果連線質量差，則基站會增加功率。類似地，如果鏈路質量非常高，則移動基站控制器會降低功率。這稱為反向鏈路功率控制。

45. 什麼是正向鏈路功率控制？解釋一下

與反向鏈路功率控制類似，正向鏈路功率控制對於將正向鏈路質量維持在指定水平也很重要。這次，移動臺監控正向鏈路質量並指示基站開啟或關閉，這種功率控制對近遠問題沒有影響，因為所有訊號在到達移動臺時都以相同的功率級別模糊在一起。簡而言之，正向鏈路中不存在近遠問題。

46. 解釋功率控制的影響。

• 功率控制能夠補償衰落波動。
• 來自所有MS的接收功率被控制為相等。
• 功率控制可以減輕近遠問題。

47. 解釋頻率分配的概念

在FDMA或TDMA中，無線電資源分配是為了避免相鄰小區之間的干擾 -

• 相鄰小區不能使用相同的（相同的）頻帶（或時隙）。

• 左圖顯示了使用七個頻帶的簡單小區分配。

• 在實際情況下，由於複雜的無線電傳播和不規則的小區分配，因此難以適當地分配頻率（或時隙）。

CDMA 系統與此相反，因為所有使用者共享相同的頻率，因此頻率的安排不是問題。這在系統設計中將是一個非常大的優勢。

48. CDMA 中有哪些干擾？

CDMA 中有四種主要的干擾，如下所示：

• 噪聲源，
• 訊號處理，
• 幀錯誤率，以及
• 每個沃爾什碼的功率。

49. 解釋 CMDA 干擾“幀錯誤率”。

傳輸錯誤的數量，以幀錯誤率 (FER) 來衡量。它隨著呼叫數量的增加而增加。為了克服這個問題，微小區和移動站點可以增加功率，直到移動站點或微小區站點可以進一步增加功率以將 FER 降至可接受的水平。此事件為特定微小區的呼叫提供了軟限制。