CDMA技術(shù)的發(fā)展給我們的啟示

信息產(chǎn)業(yè)部廣州通信研究所 許愛裝 湯錦基
　　CDMA移動通信系統(tǒng)的發(fā)展概況

　　世界CDMA移動通信系統(tǒng)的發(fā)展概況



　　碼分多址（CDMA）通信技術(shù)是基于擴(kuò)頻通信。早在40年代擴(kuò)頻通信就應(yīng)用于軍事通信中起到抗干擾的作用，直到70年代末期才建議將擴(kuò)頻通信用于蜂窩移動通信系統(tǒng)中。1989年11月，Qualcomm（高通）公司在美國的現(xiàn)場試驗證明CDMA用于蜂窩移動通信的容量大，并經(jīng)理論推導(dǎo)其為AMPS容量的20倍。這一振奮人心的結(jié)果很快使CDMA成為全球的熱門話題。1993年IS－95CDMA成為TIA（電信工業(yè)委員會）標(biāo)準(zhǔn)。1995年CDMA移動通信系統(tǒng)在香港和美國投入商用。1992年韓國購買了高通的CDMA許可證，1996年韓國用自已的CDMA系統(tǒng)開展大規(guī)模商用，頭12個月發(fā)展了150萬用戶。1999年11月5日，在ITU最終確定的IMT－2000（第三代移動通信系統(tǒng)）所包含的5個無線接口技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)中，有三個采用了CDMA技術(shù)。



　　在2000年6月召開的第五屆世界CDMA大會上，CDG（CDMA發(fā)展集團(tuán)）宣布：目前世界各地已有22個國家建設(shè)了50多個CDMA網(wǎng)絡(luò)，全球CDMA用戶總數(shù)達(dá)6000萬，尤以亞太地區(qū)的CDMA用戶增長幅度最為強(qiáng)勁。



　　目前全球范圍內(nèi)，宣布采用cdma 2000技術(shù)的移動通信運營商在增加。日本KDDI及日本移動通信于去年5月決定采用cdma
2000，韓國的SK Telecom和KT Free Tel也宣布采用cdma 2000。在美國有Sprint PCS、Bell
Atlantic、AirTouch等主要移動通信運營商表示采用cdma 2000。澳大利亞的大型移動通信運營商Telstra也決定采用cdma
2000。目前cdma2000系統(tǒng)空中接口的信令標(biāo)準(zhǔn)已完全確定，北美有關(guān)運營計劃2000年6月開始cdma2000 －1X的現(xiàn)場試驗，預(yù)期2001年下半年提供商用。韓國已在去年10月開通了cdma2000移動通信網(wǎng)絡(luò)。



　　CDMA在我國的發(fā)展概況



　　在我國，1993年國家863計劃把CDMA作為重點課題，組織一批大學(xué)分南北兩組開始重點研究C窩通信系統(tǒng)技術(shù)。1996年，國家863計劃把CDMA作為最大的通信課題起動。1997年，電信長城CDMA商用試驗網(wǎng)在北京、廣州、上海等地建立了4個800MHz
CDMA商用試驗網(wǎng)，同時聯(lián)通也在廣東、天津、上海等地建 CDMA商用試驗網(wǎng)。1998年，我國積極進(jìn)行寬帶CDMA的評估和開發(fā)工作。1999年，聯(lián)通借鑒GSM
SIM卡的成功經(jīng)驗，向CDG（CDMA發(fā)展組織）提出加快實現(xiàn)手機(jī)機(jī)卡分離建議。2000年，中國聯(lián)通與Qualcomm公司簽署框架協(xié)議，有8家國內(nèi)通信企業(yè)分別與高通公司簽署了CDMA知識產(chǎn)權(quán)研發(fā)協(xié)議，電信長城歸并到聯(lián)通。目前全國IS－95
CDMA網(wǎng)用戶數(shù)為50萬，今年聯(lián)通將大規(guī)模發(fā)展CDMA，在全國200個城市，建立1330萬門容量的CDMA網(wǎng)絡(luò)。

　　

　　CDMA標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展

　　目前，國際通用的IS－95 CDMA系列標(biāo)準(zhǔn)主要是由美國國家標(biāo)準(zhǔn)委員會ANSI TIA開發(fā)頒布的，作為美國國家標(biāo)準(zhǔn)制訂單位，負(fù)責(zé)授權(quán)其它美國標(biāo)準(zhǔn)制訂實體，其中包括電信工業(yè)解決方案聯(lián)盟ATIS、電子工業(yè)委員會EIA以及電信工業(yè)委員TIA。



　　除了ANSI TIA之外，其它一些標(biāo)準(zhǔn)化組織和生產(chǎn)廠商對CDMA標(biāo)準(zhǔn)的制訂也起到積極作用，如CDG和3GPP2（負(fù)責(zé)第三代CDMA移動通信標(biāo)準(zhǔn)的制定，先后推出了有關(guān)A接口的IOS系列標(biāo)準(zhǔn)，涉及內(nèi)容包括從窄帶的CDMA到第三代移動通信系統(tǒng)——寬帶CDMA。一批知名的通信公司如Qualcomm、Lucent、MOTOROLA、NORTEL等首先提出了有關(guān)CDMA標(biāo)準(zhǔn)的方案和建議，經(jīng)多方協(xié)商討論，最終修改成為目前被普遍接受的通用標(biāo)準(zhǔn)。



　　CDMA標(biāo)準(zhǔn)包括空中接口（移動臺與基站之間的接口）標(biāo)準(zhǔn)、A接口（基站子系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)之間的接口）標(biāo)準(zhǔn)、網(wǎng)絡(luò)接口（網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)各功能實體之間及其它通信網(wǎng)絡(luò)之間的接口）標(biāo)準(zhǔn)。



　　從表1可看出，經(jīng)過多年的開發(fā)修訂，以IS（暫定標(biāo)準(zhǔn)）95為代表的窄帶CDMA系統(tǒng)系列標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)日趨完善。IS95系列標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展先后經(jīng)歷了IS95、IS95A、TSB（電信系統(tǒng)公告）74、IS95B、IS2000、IS2000A等多種標(biāo)準(zhǔn)，需要補(bǔ)充說明的是TSB74是與IS95A有關(guān)的ATSB文件，是在IS95A的基礎(chǔ)上增加了14.4kb/s速率組、指配或切換到PCS頻段、MIN/IMSI共存等內(nèi)容。IS771是無線智能網(wǎng)的第一階段業(yè)務(wù)，與IS41標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)合開發(fā)，IS99目前已經(jīng)并入IS707。



　　下面對ITU1999年11月最終通過的IMT－2000無線接口技術(shù)規(guī)范采用的三個CDMA技術(shù)做簡要說明：

　　1． IMT－2000CDMA DS（IMT－DS）：

　　IMT－2000CDMA DS，是3GPP的WCDMA技術(shù)與3GPP2的cdma2000技術(shù)的直接擴(kuò)頻部分（DS）融合后的技術(shù)，仍稱為WCDMA。此標(biāo)準(zhǔn)將同時支持GSM
MAP和ANSI－41兩個核心網(wǎng)絡(luò)。



　　2． IMT－2000 CDMA MC（IMT－MC）：

　　IMT－2000 CDMA MC，即cdma2000。在融合后，只含載波方式。即1X、3X、6X、9X等。此標(biāo)準(zhǔn)也將同時支持ANSI－41和GSM
MAP兩大核心網(wǎng)。



　　3． IMT－2000CDMA TDD（IMT－TD）：

　　IMT－2000CDMA TDD目前實際上包括了低碼片速率TD－SCDMA和高碼片速率UTRA TDD（TD－CDMA）兩個技術(shù)。目前兩個技術(shù)的物理層完全分開，分別采用我國CWTS和3GPP的兩套技術(shù)規(guī)范。鏈路層和網(wǎng)絡(luò)層基本相同。目前這兩個技術(shù)已經(jīng)進(jìn)行了部分關(guān)鍵內(nèi)容的融合。應(yīng)該說，目前的兩個CDMA
TDD技術(shù)既沒有融合為一個標(biāo)準(zhǔn)，也不是完全不同的標(biāo)準(zhǔn)。

　　

　　CDMA技術(shù)的發(fā)展

　　CDMA技術(shù)從IS－95A、B、HDR向第三代cdma2000的方向發(fā)展，其發(fā)展歷程如下：



　　1.IS－95A：1995年制定的標(biāo)準(zhǔn)，疊加（Overlay）在AMPS上，話音質(zhì)量和容量得到提高，頻譜得到有效利用，它的數(shù)據(jù)傳輸能力一般為14.4kbit/s。目前全球的CDMA網(wǎng)絡(luò)是以IS95A為主，聯(lián)通今年建設(shè)的CDMA網(wǎng)絡(luò)也將選用IS95A增強(qiáng)型標(biāo)準(zhǔn)。



　　2.IS－95B：1999年制定的標(biāo)準(zhǔn)，它可提供64kbit/s速率的數(shù)據(jù)傳輸能力。允許8個業(yè)務(wù)信道組合在一起，其數(shù)傳速率將取決于使用的信道數(shù)。它支持高級的數(shù)據(jù)接入?yún)f(xié)議，如TCP和ADSL等，為Internet的接入提供高速、靈活、方便的服務(wù)。IS－95B的硬件網(wǎng)絡(luò)將是全透明的。日本的運營商已建立IS－95B商用網(wǎng)。



　　3.IS－95C：IS－95C完全兼容IS－95A、B。IS－95C主要改進(jìn)聲碼器、扇區(qū)設(shè)計、尋呼信道和省電時隙，以便進(jìn)一步提高容量、增加正向傳輸速率和降低反向信道的EMI，使傳輸速率達(dá)到＋64kbps。在IS－95C的基礎(chǔ)上還發(fā)展了IS－95HDR（High
Data Rate）高速數(shù)據(jù)速率系統(tǒng)。HDR技術(shù)將可提供2456kbps以上的數(shù)據(jù)傳輸速率。但目前全球仍無IS95C的CDMA商業(yè)網(wǎng)絡(luò)。



　　4�眂dma2000：CDMAOne系統(tǒng)向cdma 2000系統(tǒng)的演進(jìn)分為空中接口的演進(jìn)、網(wǎng)絡(luò)接口的演進(jìn)以及核心網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)幾方面。



　　cdma 2000 1X系統(tǒng)是cdma 2000的第一階段，cdma 2000－1X容量達(dá)到原有IS－95CDMA的兩倍，可支持308kbit/s的數(shù)據(jù)傳輸。網(wǎng)絡(luò)部分將引入分組交換方式，以支持移動IP業(yè)務(wù)。為了在cdma
2000－1X基礎(chǔ)上進(jìn)一步增強(qiáng)能力，以便與WCDMA競爭，3GPP2已制定支持速率高于2Mbit/s的cdma 2000－1X增強(qiáng)標(biāo)準(zhǔn)EV，EV包含DO（1X
HDR）和DV，還有中國的LAS－CDMA都作為候選技術(shù)在探討中，這類技術(shù)目前可以說是cdma 2000－1X的邊緣技術(shù)。其中1X
HDR技術(shù)上已成熟，最大下行鏈路傳輸速率達(dá)2.4Mbit/s，平均吞吐量：600kbit/s(下行鏈路)，220kbit/s(上行鏈路)。日本IDO公司將與日立合作在今年7月開始HDR商業(yè)試運行。



　　CDMA技術(shù)發(fā)展給我們的啟示

　　

　　從我國移動通信發(fā)展歷程看，第一代、第二代的運營市場一片繁榮，而制造業(yè)卻令人堪憂。移動通信設(shè)備絕大部分依靠進(jìn)口，以致每年有數(shù)千億資金流失國外。因而在發(fā)展第三代移動通信系統(tǒng)上，如何通過蓬勃發(fā)展的移動通信市場的牽引，建立真正具有自主產(chǎn)權(quán)的移動通信產(chǎn)業(yè)是當(dāng)前我國通信領(lǐng)域關(guān)注的焦點。下面探討CDMA技術(shù)成功的經(jīng)驗給我們發(fā)展第三代移動通信系統(tǒng)的啟示。

重視建立和保護(hù)自主的知識產(chǎn)權(quán)。



　　目前3G的競爭已不單純是技術(shù)的競爭，而是各國經(jīng)濟(jì)利益和知識產(chǎn)權(quán)的競爭。從CDMA國際標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展歷程可以看出，美國非常重視建立和保護(hù)自主的知識產(chǎn)權(quán)。IS－95
CDMA標(biāo)準(zhǔn)的研究，花了十年左右的時間，目前仍在隨著市場和技術(shù)的發(fā)展，不斷地完備，而絕大多數(shù)知識產(chǎn)權(quán)就是在標(biāo)準(zhǔn)化研究過程中形成的�？梢哉fIS－95
CDMA標(biāo)準(zhǔn)的建立，為CDMA技術(shù)的商用化和成為3G的主流技術(shù)奠定了堅實的基礎(chǔ)，同時保證美國企業(yè)在競爭中獲得最大利益。主要原因是CDMA技術(shù)的發(fā)展歷程順應(yīng)當(dāng)今移動通信發(fā)展的游戲規(guī)則。從根本上說，我國移動通信落后于國外的原因是不重視前期的標(biāo)準(zhǔn)化基礎(chǔ)研究，不重視民族知識產(chǎn)權(quán)的積累，不重視原始性創(chuàng)新。很多研究沒有系列化、系統(tǒng)化，難于形成知識產(chǎn)權(quán)，從而浪費了很多研究資源。這是導(dǎo)致我國移動通信市場越繁榮，國有資金流失越嚴(yán)重的主要原因。在3G的發(fā)展上，我們應(yīng)重視移動通信原創(chuàng)性的開發(fā)，實實在在地積累民族知識產(chǎn)權(quán)，提升我國移動通信企業(yè)的競爭力。

　　

　　集中各方力量 加強(qiáng)合作



　　美國高通公司在開發(fā)CDMA系統(tǒng)上一直走在世界的最前面的另一主要原因是，它調(diào)動美國和世界上實力最強(qiáng)的多家移動通信開發(fā)生產(chǎn)公司的力量，將這些公司的優(yōu)勢資源整合到CDMA技術(shù)的發(fā)展上。




　　在IS－95 CDMA標(biāo)準(zhǔn)的建立上，除了美國國家標(biāo)準(zhǔn)委員會ANSI TIA參予外，CDG（CDMA發(fā)展小組）和3GPP2（負(fù)責(zé)第三代CDMA移動通信標(biāo)準(zhǔn)的制訂）等組織及一批知名的通信公司也參予其中，CDMA標(biāo)準(zhǔn)是經(jīng)過多方多次協(xié)商討論，最終修改成為目前普遍接受的通用標(biāo)準(zhǔn)。



　　在研發(fā)方面，美國高通公司也與愛立信、京瓷等公司進(jìn)行深層次的合作。目前在推進(jìn)CDMA技術(shù)向3G演進(jìn)中，高通公司的合作伙伴有韓國三星、美國Sprint
PCS公司、朗訊、日本DDI等公司。通過在韓國的運營成功，也促使CDMA技術(shù)不斷走向成熟，積累了很多技術(shù)和管理經(jīng)驗，為目前CDMA技術(shù)得到全世界的認(rèn)可，確立其為3G國際標(biāo)準(zhǔn)的主流技術(shù)打下堅實的基礎(chǔ)。



　　在當(dāng)今全球經(jīng)濟(jì)一體化的大環(huán)境下，單槍匹馬是沒有競爭能力的，只有集中各方力量，加強(qiáng)聯(lián)盟合作才具備競爭優(yōu)勢。因此在3G的發(fā)展上，我們應(yīng)重視將國外多年3G研發(fā)所積累的技術(shù)和管理經(jīng)驗的優(yōu)勢資源與我國蓬勃發(fā)展的移動通信運營市場及物美價廉的人才的優(yōu)勢資源整合起來，集中力量，加快發(fā)展我國的3G系統(tǒng)，這樣可使我們少走彎路。國家也應(yīng)制定政策鼓勵電信運營商和民族設(shè)備商進(jìn)行戰(zhàn)略合作，結(jié)成聯(lián)盟，從長遠(yuǎn)看，這有利于這兩個行業(yè)與國外巨頭的競爭。

　　

　　制定正確的戰(zhàn)略方針



　　美國高通公司在IS－95CDMA的開發(fā)上，從一開始就制定了成為國際標(biāo)準(zhǔn)的戰(zhàn)略，不但聯(lián)合美國國內(nèi)的主要制造商，還聯(lián)合歐洲、日本的主要制造商共同開發(fā)和推進(jìn)CDMA技術(shù)。1992年，在技術(shù)并不成熟時，美國的運營商就說服韓國購買高通公司的CDMA許可證，促使韓國僅允許運營CDMA系統(tǒng)，在此其間，攻克了許多CDMA技術(shù)的難題，使CDMA技術(shù)不斷走向完善。為了與3G國際標(biāo)準(zhǔn)接軌，高通公司又在短時間內(nèi)推出了能與IS－95
CDMA系統(tǒng)后向兼容的3G標(biāo)準(zhǔn)cdma2000，并開發(fā)出cdma 2000芯片。在3G標(biāo)準(zhǔn)W－CDMA與cdma 2000兩派爭得難解難分時，美國前總統(tǒng)克林頓從國家利益出發(fā)，公開表示支持cdma2000系統(tǒng)，從而使cdma
2000成為3G國際標(biāo)準(zhǔn)的主流之一。從目前的局面看，美國CDMA的戰(zhàn)略是成功的，IS－95 CDMA標(biāo)準(zhǔn)和cdma 2000標(biāo)準(zhǔn)已為全球大多數(shù)國家認(rèn)可，成為未來國際標(biāo)準(zhǔn)的主流，其業(yè)務(wù)種類適應(yīng)目前國際移動通信市場的需求，同時其核心技術(shù)主要掌握在美國的產(chǎn)業(yè)部門的手里。



　　反觀我國，在3G的競爭中，我們的技術(shù)和資金不占優(yōu)勢，就更需要講究競爭的藝術(shù)，更要首先制定正確的戰(zhàn)略方針，把有限的物力、人力、財力集中起來，朝正確的方向發(fā)展我國的3G產(chǎn)業(yè)，保證我國的3G技術(shù)跟上我國電信市場發(fā)展的步伐，保證我國在3G市場競爭中贏得最大利益。

　　

　　移動通信技術(shù)的發(fā)展動力來源于市場驅(qū)動力



　　CDMA技術(shù)的發(fā)展順應(yīng)目前全球漫游、擴(kuò)大容量、高速數(shù)據(jù)、多媒體的移動通信市場需求，并通過市場驅(qū)動力的推動，不斷地改進(jìn)產(chǎn)品的性能。從最近幾年中國聯(lián)通在是否上CDMA系統(tǒng)的問題上左右美國高通公司的股票的起伏上，深刻地反映移動通信市場的牽引作用。近幾年通信界好多個案例可以說明脫離市場的技術(shù)研究，不管技術(shù)多先進(jìn)，最后都以失敗告終，如銥星的隕落、OSI（開放系統(tǒng)互聯(lián)）的失敗。而技術(shù)上有缺陷，只要市場切入點好，也能獨領(lǐng)風(fēng)騷，因特網(wǎng)的巨大成功可以充分證明這一點。



　　在發(fā)展我國的3G產(chǎn)業(yè)上，我們必須高度重視市場的牽引作用，搞清3G最主要的業(yè)務(wù)特征是什么，最具吸引力的應(yīng)用是什么，最有潛力的應(yīng)用是什么，最先開展的應(yīng)用又是什么。依靠運營業(yè)帶動制造業(yè)，從市場和技術(shù)兩個方面來研究我們的對策，通過運營業(yè)對3G系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)建設(shè)與市場開拓，促進(jìn)我國3G系統(tǒng)的開發(fā)生產(chǎn)。

　　結(jié)束語

　　

　　移動通信的目標(biāo)是任何人在任何地點、任何時間可與任何對象（人或計算機(jī)）互通任何信息（語言、圖像、文字和數(shù)據(jù))，即5W通信。第三代移動通信系統(tǒng)的出現(xiàn)將使人類的通信方式出現(xiàn)革命性的改變，從而將使二十一世紀(jì)人類的生活發(fā)生深刻的變革。而CDMA技術(shù)是實現(xiàn)第三代移動通信系統(tǒng)的主要手段，相信在蓬勃發(fā)展的移動通信市場的牽引下，它將不斷地推動人類逐步實現(xiàn)5W通信。



　　我國在第二代移動通信的發(fā)展上，已在移動通信的市場運營和開拓上取得可喜的成績，但未能帶動移動通信制造業(yè)的繁榮。在第三代移動通信的發(fā)展上，我們應(yīng)吸取第二代成功和失敗的經(jīng)驗，吸取國外先進(jìn)的技術(shù)和管理經(jīng)驗，建立我國自已的移動通信產(chǎn)業(yè)，提升我國企業(yè)的競爭力，使我國移動通信的發(fā)展真正步入良性循環(huán)。
摘自（21世紀(jì)中國通信網(wǎng)）