CDMA 概述

CDMA 概述





背景提示 : 模擬系統(tǒng)采用FDMA技術（頻分多址）， GSM采用的是TDMA技術（時分多址），CDMA
又稱為碼分多址。最先由美國高通公司開發(fā)出來的。CDMA是為現(xiàn)代移動通信網(wǎng)所要求的大容量、
高質量、綜合業(yè)務、軟切換、國際漫游等要求而設計的一種移動通訊技術。



CDMA的原理 ：CDMA是基于擴頻技術，即將需傳送的具有一定信號帶寬信息數(shù)據(jù)，用一個帶寬遠大
于信號帶寬的高速偽隨機碼進行調制，使原數(shù)據(jù)信號的帶寬被擴展，再經(jīng)載波調制并發(fā)送出去。接
收端由使用完全相同的偽隨機碼，與接收的帶寬信號作相關處理，把寬帶信號換成原信息數(shù)據(jù)的窄
帶信號即解擴，以實現(xiàn)信息通信。



一、CDMA蜂窩移動通信網(wǎng)的特點



與FDMA和TDMA相比，CDMA具有許多獨特的優(yōu)點，其中一部分是擴頻通信系統(tǒng)所固有的，另一
部分則是由軟切換和功率控制等技術所帶來的。CDMA移動通信網(wǎng)是由擴頻、多址接入、蜂窩組網(wǎng)
和頻率再用等幾種技術結合而成，含有頻域、時域和碼域三維信號處理的一種協(xié)作，因此它具有抗
干擾性好，抗多徑衰落，保密安全性高，同頻率可在多個小區(qū)內重復使用，所要求的載干比
(C／I)小于1，容量和質量之間可做權衡取舍等屬性。這些屬性使CDMA比其它系統(tǒng)有非常重要的優(yōu)
勢。



系統(tǒng)容量大理論上CDMA移動網(wǎng)比模擬網(wǎng)大20倍。實際要比模擬網(wǎng)大10倍，比GSM要大4-5倍。




系統(tǒng)容量的靈活配置：這與CDMA的機理有關。CDMA是一個自擾系統(tǒng)，所有移動用戶都占用相
同帶寬和頻率，我們打個比方，我們將帶寬想象成一個大房子。所有的人將進入唯一的大房子.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作編碼,我們可以不斷地增加用
戶直到整個背景噪音限制住了我們.如果能控制住用戶的信號強度,在保持高質量通話的同時,我們
就可以容納更多的用戶。



通話質量好：CDMA系統(tǒng)話音質量很高，聲碼器可以動態(tài)地調整數(shù)據(jù)傳輸速率，并根據(jù)適當?shù)?br />門限值選擇不同的電平級發(fā)射。同時門限值根據(jù)背景噪聲的改變而變，這樣即使在背景噪聲較大的
情況下，也可以得到較好的通話質量。另外CDMA系統(tǒng)采用軟切換技術，“先連接再斷開”，這樣
完全克服了硬切換容易掉話的缺點。



頻率規(guī)劃簡單用戶按不同的序列碼區(qū)分，所以不相同CDMA載波可在相鄰的小區(qū)內使用，網(wǎng)絡
規(guī)劃靈活，擴展簡單。 延長手機電池壽命采用功率控制和可變速率聲碼器，手機電池使用壽命延
長。



建網(wǎng)成本下降。



二、CDMA移動通信網(wǎng)的關鍵技術



1．功率控制技術



功率控制技術是CDMA系統(tǒng)的核心技術。CDMA系統(tǒng)是一個自擾系統(tǒng)，所有移動用戶都占用相同
帶寬和頻率，“遠近效用”問題特別突出。CDMA功率控制的目的就是克服“遠近效用”，使系統(tǒng)
既能維護高質量通信，又不對其他用戶產(chǎn)生干擾。功率控制分為前向功率控制和反向功率控制，反
向功率控制又可分為僅由移動臺參與的開環(huán)功率控制和移動臺、基站同時參與的閉環(huán)功率控制。




(l)反向開環(huán)功率控制。它是移動臺根據(jù)在小區(qū)中接受功率的變化，調節(jié)移動臺發(fā)射功率以達到所
有移動臺發(fā)出的信號在基站時都有相同的功率。它主要是為了補償陰影、拐彎等效應，所以它有一
個很大的動態(tài)范圍，根據(jù)IS—95標準，它至少應該達到正負32dB的動態(tài)范圍。



(2)反向閉環(huán)功率控制。閉環(huán)功率控制的設計目標是使基站對移動臺的開環(huán)功率估計迅速做出糾
正，以使移動臺保持最理想的發(fā)射功率。



(3)前向功率控制。在前向功率控制中，基站根據(jù)測量結果調整每個移動臺的發(fā)射功率，其目的是
對路徑衰落小的移動臺分派較小的前向鏈路功率，而對那些遠離基站的和誤碼率高的移動臺分派較
大的前向鏈路功率。



2．PN碼技術



PN碼的選擇直接影響到CDMA系統(tǒng)的容量、抗干擾能力、接入和切換速度等性能。CDMA信道的
區(qū)分是靠PN碼來進行的，因而要求PN碼自相關性要好，互相關性要弱，實現(xiàn)和編碼方案簡單等。
目前的CDMA系統(tǒng)就是采用一種基本的PN序列——m序列作為地址碼，利用它的不同相位來區(qū)分不同
用戶。



3．RAKE接收技術



移動通信信道是一種多徑衰落信道，RAKE接收技術就是分別接收每一路的信號進行解調，然
后疊加輸出達到增強接收效果的目的，這里多徑信號不僅不是一個不利因素，而且在CDMA系統(tǒng)變
成一個可供利用的有利因素。



4．軟切換技術



先連接，再斷開稱之為軟切換。CDMA系統(tǒng)工作在相同的頻率和帶寬上，因而軟切換技術實現(xiàn)
起來比TDMA系統(tǒng)要方便容易得多；



5．話音編碼技術



目前CDMA系統(tǒng)的話音編碼主要有兩種，即碼激勵線性預測編碼(CELP)8kbit/s和13bit/s。
8kbit/s的話音編碼達到GSM系統(tǒng)的13bit/s的話音水平甚至更好。13bit/s的話音編碼已達到有線
長途話音水平。CELP采用與脈沖激勵線性預測編碼相同的原理，只是將脈沖位置和幅度用一個矢
量碼表代替。



三、國內外的CDMA技術應用



盡管GSM取得了巨大的商業(yè)成功，但其技術上的局限性使其容量受到了限制，從而使其系統(tǒng)成
本上，在今后和CDMA系統(tǒng)的競爭中必將處于不利地位。應該看到，GSM的成功，很大程度上是由于
當時CDMA產(chǎn)品不成熟，在關鍵技術（比如遠近效應、功率控制等）上存在障礙，加之歐洲在標準
化工作上的成功決策，才使GSM生逢其時，成為９０年代中前期模擬蜂窩電話系統(tǒng)升級的惟一選
擇，獲得了全球的迅速推廣。



但自1993年TIA批準CDMA為擴頻率數(shù)字蜂窩系統(tǒng)標準以來，CDMA技術在國外得到迅速發(fā)展，
已呈后來居上之勢。尤其在GSM的大本營歐洲，ETSI（歐洲電信標準委員會）審議G3（第三代移動
通信）標準，無論采用Nokia、Ericsson還是Motorola、Siemens原型，都將采用CDMA作為空中
接口標準，這也進一步確立了CDMA為商業(yè)移動通信網(wǎng)的主流方向。



在美國10大蜂窩公司中有7家選用CDMA。在亞洲，CDMA技術商業(yè)化趨勢更強，1995年，韓國
LGIC公司推出世界上首批商用CDMA交換系統(tǒng)。1995年9月，世界上第一個商用CDMA移動網(wǎng)在香港
地區(qū)開通，1996年在韓國漢城附近開通世界上最大的商用的CDMA網(wǎng)，新加坡的CDMA個人通信網(wǎng)于
1997年開通，這也是亞洲第一個CDMA個人通信網(wǎng)。所有這些跡象表明，CDMA正在成為一項全球性
的無線通信技術。

　　

目前的世界移動通訊領域在模擬系統(tǒng)和GSM等數(shù)字系統(tǒng)之后，備受人們關注的無疑是CDMA系
統(tǒng)。除了技術本身的優(yōu)勢之外，重要的是ITU（國際電信聯(lián)盟）組織已將CDMA（寬帶）訂為未來世
界移動電話的統(tǒng)一標準（IMT-2000標準），以實現(xiàn)一機一號走遍世界個人自由移動通訊的理想。
也就是說，在進入二十一世紀之后，世界各國的網(wǎng)絡建設都將遵守“IMT-2000標準”（CDMA），
屆時人們手中拿著CDMA手機，走遍世界各國而通訊毫無阻礙。

　　

從我國的情況來看，走過模擬和GSM之后，CDMA已經(jīng)開始在我國投入使用。1997年成立了以推
動CDMA網(wǎng)絡商用為宗旨的電信長城公司，在北京、上海、西安、廣州四城市開通使用。



四、CDMA能否成為手機家族黑馬

　

CDMA系統(tǒng)采用編碼技術，其編碼有4.4億種數(shù)字排列，每部手機的編碼還隨時變化，使盜碼只
能成為理論上的可能，一部CDMA手機與其它手機并機的可能性是“二百年一遇”。

　　

CDMA系統(tǒng)的發(fā)射功率非常小，最大只有200毫瓦，正常通話時僅需0.1毫瓦，即使與一只普通
燈泡相比，也僅相當于十萬分之一以下。在人們風傳蜂窩電話電磁波對人體有害的情況下，使用
CDMA手機確是理想的選擇，甚而有人稱之為“綠色手機”。

　　

CDMA話音更清晰，不掉話。手機用戶最關心的是話音質量，CDMA宣稱自己是“無線通信，有
線音質”，這是有其“多徑接收”的高技術作保障的。“多徑接收”就是在手機內設計多個接收
機，同時接收信號，然后將接收到的信號綜合疊加，把噪音信號過濾，話音信號自然就突出出來，
當然清晰悅耳。

　　

有了以上卓越的先進功能，那么CDMA會不會很快取代GSM，成為市場上主導性手機呢？應該相
信GSM系統(tǒng)仍會保持相當?shù)幕盍�。首先是網(wǎng)絡覆蓋的優(yōu)勢，GSM在國際漫游和國內漫游上會有很長
一段時間的明顯優(yōu)勢；其次是維護水平的優(yōu)勢，大量有經(jīng)驗的經(jīng)過系統(tǒng)培訓的廠家和現(xiàn)場技術人員
的存在，有效地降低了網(wǎng)絡的運營成本和系統(tǒng)風險；第三是品牌優(yōu)勢，GSM已廣為人知，所以CDMA
不可能很快取代GSM，此為其一。其二，CDMA目前僅在我國少數(shù)幾個城市進行試驗性商用，而手機
要真正在市場上走俏需要建立龐大的網(wǎng)絡，便于實現(xiàn)各地之間的漫游，因此CDMA要想成為手機家
族的一匹“黑馬”尚需經(jīng)歷一段較長的時間。當然，CDMA運營商和手機供應商眼光盯住的不是眼
前，而是下個世紀。



目前，市場上銷售的機型主要有美國高通、摩托羅拉以及韓國三星等品種，其中由于高通公
司是CDMA的創(chuàng)始者，在技術及質量方面都具有相當?shù)膬?yōu)勢。



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