原标题：CDMA原理

CDMA（Code Division Multiple Access，码分多址）是一种用于移动通信系统的多址接入技术，它通过独特的编码方式让多个用户可以在同一频段同时通信，以下是其原理的详细介绍：

扩频通信基础

• 原理：CDMA基于扩频通信技术，将需要传输的窄带信号通过一个高速率的伪随机码（PN码）进行调制，把信号的频谱扩展到很宽的频带上。在接收端，使用相同的伪随机码对接收到的宽频带信号进行解扩，恢复出原始的窄带信号。

• 类比：可以把扩频通信想象成在一个嘈杂的大房间里说话。原始的窄带信号就像是一个人轻声说话，声音很容易被周围的噪音淹没。而扩频通信就像是这个人用一种特殊的、快速变化的语言（伪随机码）来说话，虽然声音还是那个声音，但因为语言的变化很快，听起来就像是一串杂乱无章的声音，不容易被其他人听懂。在接收端，只有知道这种特殊语言的人（使用相同的伪随机码）才能把杂乱的声音还原成原来的内容。

• 优势：扩频通信具有抗干扰能力强、保密性好、多址能力强等优点。由于信号被扩展到很宽的频带上，单位频带内的功率降低，使得信号难以被检测和干扰；同时，伪随机码的使用也增加了信号的保密性。

编码与多址接入

• 伪随机码分配：在CDMA系统中，每个用户被分配一个唯一的伪随机码。这些伪随机码具有良好的自相关性和互相关性，即一个伪随机码与自身的延迟版本相关性很强，而与其他伪随机码的相关性很弱。

• 信号编码与传输：当用户发送信号时，首先将原始的数字信号与分配给自己的伪随机码进行模2加运算（相当于异或运算），得到扩频后的信号，然后通过天线发射出去。由于不同用户使用不同的伪随机码，即使他们在同一频段同时发送信号，这些信号在频谱上也是相互重叠的。

• 多址接入实现：在接收端，基站使用与每个用户对应的伪随机码对接收到的信号进行解扩。由于伪随机码的相关性特性，只有与发送信号使用的伪随机码相匹配的解扩操作才能恢复出原始的信号，而其他用户的信号则被当作噪声滤除。这样，多个用户就可以在同一频段同时进行通信，实现了多址接入。

• 举例：假设在一个CDMA通信系统中，有三个用户A、B、C，他们分别被分配了伪随机码CA、CB、CC。当用户A发送信号SA时，将SA与CA进行模2加运算得到扩频信号SA−exp，然后发射出去。用户B和C也按照同样的方式发送自己的信号。在基站接收端，当要接收用户A的信号时，使用CA对接收到的信号进行解扩，就可以恢复出SA，而用户B和C的信号则不会对用户A的信号产生干扰。

功率控制

• 原理：在CDMA系统中，由于所有用户在同一频段同时通信，如果某个用户的发射功率过大，就会对其他用户产生干扰，导致系统容量下降和通信质量变差。因此，需要进行功率控制，使每个用户的发射功率保持在合适的水平。

• 功率控制方式

• 开环功率控制：移动台根据接收到的基站信号强度来估计路径损耗，并相应地调整自己的发射功率。例如，如果移动台接收到的基站信号强度较弱，说明路径损耗较大，移动台就会增加自己的发射功率；反之，如果接收到的信号强度较强，移动台就会降低发射功率。

• 闭环功率控制：基站通过测量接收到的移动台信号强度，向移动台发送功率调整指令，要求移动台调整发射功率。闭环功率控制可以更精确地控制移动台的发射功率，以适应信道的变化。

• 重要性：功率控制是CDMA系统中的关键技术之一，它可以有效地减少用户之间的干扰，提高系统容量和通信质量。

软切换

• 原理：在移动通信中，当移动台从一个小区移动到另一个小区时，需要进行切换操作，以保证通信的连续性。在CDMA系统中，采用的是软切换技术。软切换是指移动台在与原基站保持通信的同时，与新基站建立连接，当移动台与新基站的连接质量达到一定要求后，才断开与原基站的连接。

• 切换过程：移动台会不断测量周围基站的信号强度，并将测量结果报告给基站控制器。基站控制器根据移动台的报告，决定是否启动软切换。当需要软切换时，基站控制器会指示移动台与新基站建立连接，同时保持与原基站的连接。在切换过程中，两个基站同时为移动台提供服务，信号通过分集合并的方式进行处理，提高了通信的可靠性。

• 优势：软切换可以减少切换过程中的掉话率，提高通信质量，特别是在小区边缘等信号较弱的区域，效果更加明显。