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容量和帶寬有什么制約關(guān)系

容量和帶寬有什么制約關(guān)系？

提問者: liu_zichun 提問時(shí)間: 2012-12-20

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問題答案 ( 9 )

信道帶寬
模擬信道：
模擬信道的帶寬 W=f2-f1 其中f1是信道能夠通過的最低頻率，f2是信道能夠通過的最高頻率，兩者都是由信道的物理特性決定的。當(dāng)組成信道的電路制成了，信道的帶寬就決定了。為了是信號(hào)的傳輸?shù)氖д嫘⌒�，信道要有足夠的帶寬�?br> 數(shù)字信道：
數(shù)字信道是一種離散信道，它只能傳送離散值的數(shù)字信號(hào)，信道的帶寬決定了信道中能不失真的傳輸脈序列的最高速率。
在模擬信道，帶寬按照公式W=f2-f1 計(jì)算，例如CATV電纜的帶寬為600HZ或1000HZ；數(shù)字信道的帶寬為信道能夠達(dá)到的最大數(shù)據(jù)速率，例如以太網(wǎng)的帶寬為10MB/S或100MB/S，兩者可通過香農(nóng)定理互相轉(zhuǎn)換。

信道容量
定義：在特定約束下，給定信道從規(guī)定的源發(fā)送消息的能力的度量。通常是在采用適當(dāng)?shù)拇a，且差錯(cuò)率在可接受范圍的條件下，以所能達(dá)到的最大比特率來表示。

回答者： danpinrensheng 回答時(shí)間：2012-12-20 10:01

一、何謂CDMA

CDMA最早的標(biāo)準(zhǔn)是由美國高通公司提出來的,并于1990年7月31號(hào)公布發(fā)表，現(xiàn)在主要應(yīng)用的地區(qū)及國家有韓國、日本、美國等，在我國某些城市開通的小靈通移動(dòng)市話服務(wù)有些也是采用的CDMA制式的，最出名的還有以前我國在全國五個(gè)城市開通的長城移動(dòng)電話網(wǎng)，其就是為CDMA在中國的商業(yè)化推廣進(jìn)行的試點(diǎn)。

所謂CDMA（碼分多址）是一種以擴(kuò)頻通信為基礎(chǔ)的載波調(diào)制和多址連接技術(shù)。我們打個(gè)比方，我們將帶寬想象成一個(gè)大房子。所有的人都將進(jìn)入這個(gè)唯一的大房子，如果他們使用完全不同的語言,他們就可以清楚地聽到同伴的聲音而只受到一些來自別人談話的干擾。在這里,屋里的空氣可以被想象成寬帶的載波,而不同的語言即被當(dāng)作編碼,我們可以不斷地增加用戶直到整個(gè)背景噪音限制住了我們。如果能控制住用戶的信號(hào)強(qiáng)度,在保持高質(zhì)量通話的同時(shí),我們就可以容納更多的用戶，這就是CDMA為什么在多年后又被重新帶上了歷史的舞臺(tái)的重要原因。

與FDMA和TDMA相比，CDMA具有許多獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，其中一部分是擴(kuò)頻通信系統(tǒng)所固有的，另一部分則是由軟切換和功率控制等技術(shù)所帶來的。CDMA移動(dòng)通信網(wǎng)是由擴(kuò)頻、多址接入、蜂窩組網(wǎng)和頻率再用等幾種技術(shù)結(jié)合而成，含有頻域、時(shí)域和碼域三維信號(hào)處理的一種協(xié)作，因此它具有抗干擾性好，抗多徑衰落，保密安全性高，同頻率可在多個(gè)小區(qū)內(nèi)重復(fù)使用，所要求的載干比(C／I)小于l，容量和質(zhì)量之間可做權(quán)衡取舍等屬性。這些屬性使CDMA比其它系統(tǒng)有非常重要的優(yōu)勢。對(duì)運(yùn)營者來說，CDMA系統(tǒng)的大容量、大覆蓋既可以提高頻譜利用率，大大節(jié)約頻率資源，又可以減少基站數(shù)量，降低工程建設(shè)成本，加快工程建設(shè)進(jìn)度；并能以更經(jīng)濟(jì)的方式平滑過渡到第三代移動(dòng)通信，是多快好省地解決本世紀(jì)移動(dòng)通信市場發(fā)展容量需求的有效途徑。

二、CDMA系統(tǒng)的主要特點(diǎn):

CDMA技術(shù)是邁向未來電信網(wǎng)絡(luò)的最佳頻譜路徑，并被ITU確定為第三代通信系統(tǒng)（IMT 2000）的主要技術(shù)。與目前的GSM采用的TDMA技術(shù)相比，CDMA具有許多獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，能更好的適應(yīng)無線通信的新需求。

1、CDMA的頻譜利用率高，容量大

CDMA系統(tǒng)本身所固有的碼分?jǐn)U頻技術(shù)加上先進(jìn)的功率控制、話音激活技術(shù)，所以容量遠(yuǎn)大于GSM系統(tǒng)。依據(jù)IS-95A/B協(xié)議的CDMA One技術(shù)，至少可以提供3倍于GSM網(wǎng)絡(luò)目前所能達(dá)到的容量。實(shí)施cdma2000 1X RTT之后，所能達(dá)到的容量將是GSM的6倍。

頻譜利用率高，容量大的直接好處：一是大大節(jié)省寶貴的頻譜資源，二是滿足城市內(nèi)高話務(wù)密度的需要，減少網(wǎng)絡(luò)擁塞，三是減少基站數(shù)量，使網(wǎng)絡(luò)的擴(kuò)容變得簡單，易實(shí)施。

2、CDMA的覆蓋范圍大

CDMA的無線鏈路預(yù)算比GSM多3~6dB。正常情況下，CDMA的小區(qū)半徑可達(dá)60公里，在采用了特殊技術(shù)手段后，半徑可達(dá)200多公里。目前，澳洲電信的CDMA網(wǎng)絡(luò)中就有一個(gè)覆蓋半徑超過200公里的基站。而GSM系統(tǒng)基站半徑最大不得超過35公里。覆蓋范圍的擴(kuò)大所帶來的直接優(yōu)點(diǎn)是基站數(shù)量減少，基站選址容易。更為重要的是，基站數(shù)量的減少將大大降低網(wǎng)絡(luò)配套電信設(shè)施如機(jī)房、供電、傳輸?shù)鹊耐度�，加快建設(shè)速度。也適用于話務(wù)量較低、要求覆蓋的地域又相當(dāng)廣的邊遠(yuǎn)城鎮(zhèn)和農(nóng)村地區(qū)。

3、CDMA的話音品質(zhì)好，保密性強(qiáng)

由于CDMA采用了偽隨機(jī)序列PN進(jìn)行擴(kuò)頻/解擴(kuò)，在CDMA 8K EVRC話音編碼時(shí)處理增益達(dá)21dB，話音品質(zhì)相當(dāng)好。經(jīng)試驗(yàn)，其話音質(zhì)量不僅明顯優(yōu)于GSM、模擬，可以與固網(wǎng)的話音質(zhì)量相比擬，而且在強(qiáng)背景噪聲環(huán)境下，還優(yōu)于固網(wǎng)電話。在香港Hutchison、日本DDI/IDO的商用網(wǎng)上也證實(shí)了這點(diǎn)。而且CDMA采用的擴(kuò)頻通信技術(shù)使通信具有天然的保密性，其消息在空中信道上被截獲的概率。

4、CDMA的掉話率低

統(tǒng)計(jì)表明，切換失敗是引起掉話的最主要原因。CDMA系統(tǒng)“掉話”的現(xiàn)象明顯減少，CDMA系統(tǒng)采用軟切換技術(shù)，“先連接再斷開”，這樣完全克服了硬切換容易掉話的缺點(diǎn)。CDMA的軟切換技術(shù)使切換的成功率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于模擬等硬切換蜂窩系統(tǒng)。

5、可提供數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)

在數(shù)據(jù)通信方面，CDMA傳送單位比特的成本比GSM低，因此更適合作為無線高速分組數(shù)據(jù)（如144Kbps）業(yè)務(wù)的接入手段，為移動(dòng)/無線與Internet的融合提供了更好的技術(shù)條件。有關(guān)統(tǒng)計(jì)資料顯示，全球移動(dòng)話音業(yè)務(wù)的增長速度趨緩，移動(dòng)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的增勢迅猛，IS-95 CDMA正好迎合了這種發(fā)展趨勢。

6、CDMA手機(jī)符合環(huán)保的要求

CDMA手機(jī)的發(fā)射功率小，低的發(fā)射功率既對(duì)人體的輻射小、有“綠色手機(jī)”的美譽(yù)，還可延長手機(jī)電池的待機(jī)、通話時(shí)間。并且，隨著基站數(shù)量的增多，發(fā)射功率會(huì)越來越小，這方面的優(yōu)勢也就越來越明顯。

7、CDMA網(wǎng)絡(luò)成本低
CDMA系統(tǒng)的大覆蓋、少的基站數(shù)量、大容量、高頻譜利用率、簡單的頻率規(guī)劃等優(yōu)勢，可大大降低系統(tǒng)的建設(shè)成本和運(yùn)營成本。

三、FDMA、TDMA、CDMA三者的區(qū)別：

頻分多址（FDMA）是采用調(diào)頻的多址技術(shù)。業(yè)務(wù)信道在不同的頻段分配給不同的用戶。如：TACS系統(tǒng)、AMPS系統(tǒng)等。

時(shí)分多址（TDMA）是采用時(shí)分的多址技術(shù)。業(yè)務(wù)信道在不同的時(shí)間分配給不同的用戶。如：GSM、 DAMPS等。

CDMA（碼分多址）是采用擴(kuò)頻的碼分多址技術(shù)。所有用戶在同一時(shí)間、同一頻段上，根據(jù)不同的編碼獲得業(yè)務(wù)信道。

目前的數(shù)字移動(dòng)通信網(wǎng)的主要多址方式是FDMA、TDMA系統(tǒng)(GSM，DAMPS)。在頻譜效率上約是模擬系統(tǒng)的3倍，容量有限；在話音質(zhì)量上13kbit/s編碼也很難達(dá)到有線電話水平；TDMA系統(tǒng)的業(yè)務(wù)綜合能力較高，能進(jìn)行數(shù)據(jù)和話音的綜合，但終端接入速率有限(最高9.6kbit/s)；TDMA系統(tǒng)無軟切換功能，因而容易掉話，影響服務(wù)質(zhì)量；TDMA系統(tǒng)的國際漫游協(xié)議還有待進(jìn)一步的完善和開發(fā)。因而TDMA并不是現(xiàn)代蜂窩移動(dòng)通信的最佳無線接入，而CDMA碼分多址技術(shù)完全適合現(xiàn)代移動(dòng)通信網(wǎng)所要求的大容量、高質(zhì)量、綜合業(yè)務(wù)、軟切換、國際漫游等。

四、CDMA的主要技術(shù)

下面我們簡單介紹CDMA應(yīng)用在第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)中的基本技術(shù)，即RAKE接收機(jī)、功率控制、軟切換。

★ RAKE接收機(jī)
發(fā)射機(jī)發(fā)出的擴(kuò)頻信號(hào)，在傳輸過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)的延遲超過一定的時(shí)延，則在接收端可將不同的波束區(qū)別開來。將這些不同波束分別經(jīng)過不同的延遲線，對(duì)齊以及合并在一起，則可達(dá)到變害為利，把原來是干擾的信號(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CDMA系統(tǒng)中，不同用戶發(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)象稱為遠(yuǎn)近效應(yīng)。CDMA系統(tǒng)要求所有用戶到達(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題。它調(diào)整各個(gè)用戶發(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型：開環(huán)控制與閉環(huán)控制。

★ 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)行的切換稱為軟切換，在軟切換中，當(dāng)移動(dòng)臺(tái)與一個(gè)新的基站聯(lián)系時(shí)，并不立即中斷與原基站的聯(lián)系。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。軟切換是CDMA蜂窩系統(tǒng)中所獨(dú)有的切換功能，可有效的提高切換的可靠性，保證了通信質(zhì)量。

★ 話音編碼技術(shù)
目前CDMA系統(tǒng)的話音編碼主要有兩種，即碼激勵(lì)線性預(yù)測編碼(CELP)8kbit/s和13kbit/s。8kbit/s的話音編碼達(dá)到GSM系統(tǒng)的13kbit/s的話音水平甚至更好。13kbit/s的話音編碼已達(dá)到有線長途話音水平。

五、CDMA常用術(shù)語

■ Code Division Multiple Access (CDMA) 碼分多址
一種擴(kuò)頻多址數(shù)字式通信技術(shù)，通過獨(dú)特的代碼序列建立信道。

■ Access Channel 選址信道
用戶站用來與基站通信的反向碼分多址信道。選址信道用于呼出、尋呼應(yīng)答和登記等簡短信號(hào)消息交換。

■ CDMA Channel 碼分多址信道
基站和用戶站在指定的碼分多址頻率分配范圍內(nèi)進(jìn)行傳輸?shù)念l道。

■ Code Channel 代碼信道
前向碼分多址信道的分信道。前向碼分多址信道包括64條代碼信道。0號(hào)代碼信道被指定為導(dǎo)頻信道。1至7號(hào)代碼信道可被指定為尋呼信道或業(yè)務(wù)信道。32號(hào)代碼信道可被指定為同步信道或業(yè)務(wù)信道。其余的代碼信道則可被指定為業(yè)務(wù)信道。

■ Forward CDMA Channel 前向碼分多址信道
從基站到用戶站的碼分多址信道。前向碼分多址信道包含在指定的碼分多址頻率上利用特定導(dǎo)頻時(shí)間偏移發(fā)射的一條或多條代碼信道。這些代碼信道是導(dǎo)頻信道、同步信道、尋呼信道和業(yè)務(wù)信道。

■ Forward Traffic Channel 前向業(yè)務(wù)信道
從基站到用戶站傳輸用戶業(yè)務(wù)和信令信號(hào)的代碼信道。

■ Handoff 切換
從一個(gè)基站向另一個(gè)基站轉(zhuǎn)移用戶站通信之動(dòng)作。硬切換的特點(diǎn)是，通信信道短暫中斷。軟切換的特點(diǎn)是，一個(gè)以上的基站同時(shí)與同一個(gè)用戶站保持通信。

■ Paging Channel 尋呼信道
前向碼分多址信道中的一種代碼信道，用于從基站向用戶站傳輸控制信息和尋呼信息。

■ Paging 尋呼
有人向用戶站呼叫時(shí)，尋找該用戶站之動(dòng)作。

■ Pilot Channel 導(dǎo)頻信道
每個(gè)碼分多址基站連續(xù)發(fā)射的未調(diào)制直接序列擴(kuò)頻信號(hào)。導(dǎo)頻信道使得用戶站能夠獲得前向碼分多址信道時(shí)限，提供相干解調(diào)相位參考，并且為各基站提供信號(hào)強(qiáng)度比較手段籍以確定何時(shí)進(jìn)行切換。

■ Reverse CDMA Channel 反向碼分多址信道
從用戶站到基站的碼分多址信道。從基站的角度來看，反向碼分多址信道是某個(gè)碼分多址分配頻率上所有用戶站的發(fā)射信道之和。

■ Reverse Link Power Control 反向鏈路功率控制
一種程序，可確保所有的用戶信號(hào)皆按其設(shè)定功率到達(dá)基站。

■ Reverse Traffic Channel 反向業(yè)務(wù)信道
從一個(gè)用戶站向一個(gè)或幾個(gè)基站傳輸用戶業(yè)務(wù)和信令信號(hào)的反向碼分多址信道。

■ Sync Channel 同步信道
前向碼分多址信道中的32號(hào)代碼信道，向用戶傳輸同步信息。

■ Traffic Channel 業(yè)務(wù)信道
用戶站和基站之間的通信通路，用于用戶業(yè)務(wù)和信令信號(hào)傳輸。業(yè)務(wù)信道實(shí)際上包括成對(duì)的前向業(yè)務(wù)信道和反向業(yè)務(wù)信道
另外,站長團(tuán)上有產(chǎn)品團(tuán)購,便宜有保證

回答者： andyyang 回答時(shí)間：2012-12-20 13:01

信號(hào)帶寬是信號(hào)頻譜的寬度。信道帶寬則限定了允許通過該信道的信號(hào)下限頻率和上限頻率，也就是限定了一個(gè)通頻帶。信道容量表示一個(gè)信道的最大數(shù)據(jù)傳輸速率。信道容量與數(shù)據(jù)傳輸速率的區(qū)別是，前者表示信道的最大數(shù)據(jù)傳輸速率，是信道傳輸數(shù)據(jù)能力的極限，而后者是實(shí)際的數(shù)據(jù)傳輸速率。它們的關(guān)系可以比喻為高速公路上的最大限速與汽車實(shí)際速度的關(guān)系。

回答者： zhangshiqin 回答時(shí)間：2012-12-20 14:13

很好，學(xué)習(xí)了~！@~！@~

回答者：通信蔡蔡鳥回答時(shí)間：2012-12-21 11:56

學(xué)習(xí)學(xué)習(xí)

回答者：遠(yuǎn)行的風(fēng)箏回答時(shí)間：2012-12-21 14:25

擴(kuò)頻通信的理論基礎(chǔ)是香農(nóng)（Shannon）公式;
香農(nóng)公式: C=W*Log2（1+S/N）
C：信道容量，單位bit/s
W：信號(hào)頻帶寬度，單位Hz
S：信號(hào)平均功率，單位W
N：噪聲平均功率，單位W

回答者： zxh7364336 回答時(shí)間：2012-12-22 09:56

香農(nóng)公式:C=W*Log2(1+S/N);
信道容量與數(shù)據(jù)傳輸速率的區(qū)別是，前者表示信道的最大數(shù)據(jù)傳輸速率，是信道傳輸數(shù)據(jù)能力的極限，而后者是實(shí)際的數(shù)據(jù)傳輸速率。

回答者： dr520 回答時(shí)間：2012-12-23 13:41

香農(nóng)公式:在信道容量C = Bw×log2（1+S/N）= 1.44Bw×S/N

回答者： pchhbx 回答時(shí)間：2012-12-24 08:57

樓上都對(duì)，香農(nóng)公式就是最好的解釋

回答者：旋光回答時(shí)間：2012-12-24 09:37

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