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CDMA在卫星移动通信中的应用

摘要：该文分析了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

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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。

(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

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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。

(6)CDMA以扩频技术为基础,因此它具有扩频通信所固有的优点：

①抗干扰能力强。CDMA采用宽带传输,将有用信号和干扰信号频谱

能量都加以扩散,在接收端利用PN序列的相关特性进行相关处理,对有

用信号频谱能量压缩集中,干扰和噪声因与PN序列不匹配而被抑制,因

此大大提高了信噪比,具有很强的抗干扰能力。