18. Система cdma, физ. И матем. Основы работы

CDMA– технология сотовой системы подвижной радиосвязи, в которой используется множественный доступ с кодовым разделением каналов.

Суть:Передаваемые сообщения модулируются псевдослучайным шумоподобным сигналом. Это позволяет получать очень хорошее соотношение сигнал/шум в радиоканале.

Исходящее сообщение является узкополосным. В результате его перемножения с псевдослучайным сигналом, скорость которого гораздо выше исходного сообщения, мы получаем широкополосный сигнал. Этот сигнал может передаваться в радиоканал с относительно невысокой мощностью. Создатели систем исходили из предположения, что существующие помехи в радиоканале носят узкополосный характер. В радиоканале происходит наложение узкополосных помех на широкополосный сигнал.

На приемной стороне принятый с помехами сигнал опять перемножается с той же псевдослучайной последовательностью. В результате энергия полезного сигнала вновь концентрируется на первоначальной узкой полосе частот, а энергия помех размывается по спектру.

Если перемножить принятый из РК сигнал с не своей псевдосл. послед-тью, аккумулирования энергии в узкой полосе не происходит. Это позволяет разделить приемопередатчики разных БС, даже если они работают в той же полосе частот.

Разделение каналов по кодовому принципу. Для разделения каналов функции, которыми модулируется полезный (информационный) сигнал, должны быть как можно больше взаимонезависимыми. Для оценки этой зависимости используется корреляционный анализ. В CDMA для задания таких функций используются ортогональные функции Уолша и неортогональные псевдослучайные последовательности.

Ортогональная корреляция – это частный случай корреляции, когда корреляция полностью отсутствует и :

, что говорит о полном отсутствии взаимосвязи между функциями.

Функции Уолша, отвечающие требованиям ортогональности, м.б. построены с помощью итерационного процесса Адамара. Для матриц, полученных таким образом, количество строк и столбцов совпадает и это количество = 2 в целой степени: целое число.

Алгоритм: если дана ортогональная матрица 2х2, то любая матрица большей размерности м.б. получена на основе в 2 раза меньшей матрицы по следующей схеме:

Если дано: То получим:

Докажем ортогональность. Возьмем 1 и 3 строки из матрицы : (-1*(-1))+(-1*(-1))+(-1*1)+(-1*1)=0

Разделение каналов с помощью ПСП. ПСП генерируются на основании сдвиговых регистров и сумматоров. Максимальная длина последовательности определяется разрядностью регистров.

С хема генерации ПСП (для 4-х разрядного)

Г енерация последовательности происходит потактово

Всего 16 тактов (2^4)

Регистр из n бит генерирует случайную последовательность длиной 2^n разных последовательностей нулей и единиц.

Эти последовательности называются последовательностью максимальной длины. Автокорреляционная функция для такой послед-ти имеет абсолютный пик при сдвиге в 0 битов и очень слабые всплески при других сдвигах.

Э то и позволяет более четко выделять каналы, разделяемые с помощью сдвигов этой ПСП.

S2*wi=0

При выборе БС, мобильная станция использует несколько групп пилот-сигналов от разных станций.

При анализе сигнала от одной БС должен быть учтен не только сигнал, идущий по прямому пути, но и сигналы, приходящие на станцию в результате многочисленных отражений. Для этого формируют интеграционный показатель суммарного уровня этих сигналов. Для его оценки необходимо учесть разность хода этих сигналов, в зависимости от пути.