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1 3G中的CDMA技術(shù)
3G的三大技術(shù)體系標準分別是UMTS的WCDMA、IMT2000的CDMA2000和我國擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的TD-SCDMA。WCDMA又稱為寬帶CDMA(帶寬為5MHz或更高)，CDNA2000是在IS95(帶寬為1．23MHz的2G CDMA)基礎(chǔ)上直接演進而來，TD—SCDMA又稱為時分同步CDMA，這里的同步指的是所有終端用戶上行鏈路的信號在到達基站接收端的解調(diào)器時完全同步。總之，3G的三大標準均以CDMA為基礎(chǔ)技術(shù)。
CDMA技術(shù)是1949年由Claude Shannon首先提出來的。CDMA碼分多址技術(shù)實質(zhì)上是基于擴頻通信的技術(shù)，其擴頻通信原理可用傳輸速率、帶寬和信噪比之間關(guān)系的數(shù)學(xué)公式：Csh=Brf*LOG2(1+Eb/Io)來表示。CDMA提出后一直只應(yīng)用在軍事領(lǐng)域中的抗干擾通信。
1978年Cooper等人提出了在蜂窩移動通信中使用CDMA擴頻技術(shù)的設(shè)想，但并未引起業(yè)界的重視，只有美國Qullcomm(高通)公司投入了一定力量進行商用化研究，并于1989年成功地進行了第一次商用化測試。兩年之后，高通公司全面掌握了CDMA系統(tǒng)商用化的核心技術(shù)，從而使CDMA蜂窩移動電話商用系統(tǒng)于1996年1月在世界上首次成功推出。鑒于CDMA技術(shù)有光明的發(fā)展前景，因此，3G技術(shù)體系紛紛采用了以CDMA技術(shù)為基礎(chǔ)的技術(shù)體系標準。
與FDMA和TDMA相比，CDMA具有許多獨特的優(yōu)點，歸納起來，CDMA應(yīng)用于數(shù)字移動通信的優(yōu)點有：
·系統(tǒng)容量大。在CDMA系統(tǒng)中所有用戶共用一個無線信道，當用戶不講話時，該信道內(nèi)的所有其他用戶會由于干擾減小而得益。因此利用人類話音特點的CDMA系統(tǒng)可大幅降低相互干擾，增大其實際容量近3倍。CDMA數(shù)字移動通信網(wǎng)的系統(tǒng)容量理論上比模擬網(wǎng)大20倍，實際上比模擬網(wǎng)大10倍，比GSM大4-5倍。
·系統(tǒng)通信質(zhì)量更佳。軟切換技術(shù)(先連接再斷開)可克服硬切換容易掉話的缺點，CDMA系統(tǒng)工作在相同的頻率和帶寬上，比TDMA系統(tǒng)更容易實現(xiàn)軟切換技術(shù)，從而提高通信質(zhì)量，CDMA系統(tǒng)采用確定聲碼器速率的自適應(yīng)閾值技術(shù)，強有力的誤碼糾錯，軟切換技術(shù)和分離分多徑分集接收機，可提供TDMA系統(tǒng)不能比擬的，極高的數(shù)據(jù)質(zhì)量。頻率規(guī)劃靈活，用戶按不同的序列碼區(qū)分，不同CDMA載波可在相鄰的小區(qū)內(nèi)使用，因此CDMA網(wǎng)絡(luò)的頻率規(guī)劃靈活，擴展簡單。CDMA網(wǎng)絡(luò)同時還具有建造運行費用低，基站設(shè)備費用低的特點，因而用戶費用也較低。
·頻帶利用率高。CDMA是一種擴頻通信技術(shù)，盡管擴頻通信系統(tǒng)抗干擾性能的提高是以占用頻帶帶寬為代價的，但CDMA允許單一頻率在整個系統(tǒng)區(qū)域內(nèi)重復(fù)使用(即復(fù)用系數(shù)為1)，即多用戶共用這一頻帶同時通話，大大提高了頻帶利用率。這種擴頻CDMA方式，雖要占用較寬的頻帶，但按每個用戶占用的平均頻帶來計算，其頻帶利用率是很高的。CDMA系統(tǒng)還可以根據(jù)不同信號速率的情況，提供不同的信道頻帶動態(tài)利用，使給定頻帶得到更有效的利用。
·適用于多媒體通信系統(tǒng)。CDMA系統(tǒng)能方便地使用多CDMA信道方式和多CDMA幀方式，傳送不同速率要求的多媒體業(yè)務(wù)信息，處理方式和合成方式都比TDMA方式和FDMA方式靈活、簡便、有利于多媒體通信系統(tǒng)的應(yīng)用，比如可以在提供話音服務(wù)的同時提供數(shù)據(jù)服務(wù)，使得用戶在通話時也可以接收尋呼信息。
·CDMA手機的備用時間更長。低平均功率、高效的超大規(guī)模集成電路設(shè)計和先進的鋰電池的結(jié)合顯示了CDMA在便攜式電話應(yīng)用中的突破。用戶可長時間地使用手機接收電話，也可在不掛機情況下接收短消息。然而，寬帶CDMA系統(tǒng)的應(yīng)用也還面臨著一些技術(shù)困難，多址干擾的降低和抵消是CDMA的基本課題，也是提高寬帶CDMA系統(tǒng)容量，發(fā)揮其系統(tǒng)特長的重要課題。其中最重要的問題之一就是功率控制問題。
2 功率控制問題的由來
CDMA技術(shù)構(gòu)建的蜂窩移動通信系統(tǒng)，終端用戶都采用相同的頻譜進行上下行鏈路的數(shù)據(jù)傳輸，每一個頻譜信道都不是完全正交而是近似正交的，因而用戶與用戶之間存在干擾。每一個用戶都是本小區(qū)內(nèi)及相鄰小區(qū)內(nèi)同時進行通信的用戶的干擾源。以寬帶CDMA即WCDMA技術(shù)標準為例，基站覆蓋的小區(qū)存在“遠近效應(yīng)”，這與通信用戶進行通信時的信道功率有關(guān)。”遠近效應(yīng)”的具體描述是離基站遠的用戶到達基站的信號較弱，離基站近的用戶到達基站的信號強，假定終端用戶以相同的上行功率進行通信，則由于信號在信道中傳輸距離的遠近差異，基站處收到的信號強度的差別可以達到30-70db，信號弱的用戶的信號完全有可能被信號強的用戶信號淹沒，從而造成較遠距離的用戶完不成通信過程，嚴重時有可造成整個系統(tǒng)的崩潰。因此，有必要采取措施對用戶終端的信號功率進行控制。另外，為了使基站發(fā)射的功率在到達每個用戶終端時有個合理的值，也有必要優(yōu)化基站的發(fā)射功率，換言之，基站也要加入到功率控制的框架中來。
