細(xì)說CDMA接入網(wǎng)技術(shù)

目前，手機(jī)的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)已經(jīng)逐步由模擬式向數(shù)字式過渡，而數(shù)字式的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)又可以分為兩種類型，一類就是目前最成熟的數(shù)字移動(dòng)通訊標(biāo)準(zhǔn)GSM，該技術(shù)具有模擬移動(dòng)電話系統(tǒng)無可比擬的保密性和抗干擾性，音質(zhì)清晰，通話穩(wěn)定，并具備容量大，頻率資源利用率高，接口開放，功能強(qiáng)大等優(yōu)點(diǎn)；另一類就是最新才發(fā)展起來的通信技術(shù)CDMA，該技術(shù)在GSM的基礎(chǔ)之上又更進(jìn)了一步。對(duì)于GSM相信大家都已經(jīng)非常熟悉了，因此筆者在這里主要針對(duì)CDMA技術(shù)來談?wù)勈謾C(jī)技術(shù)的發(fā)展方向。

1、什么是CDMA

CDMA與GSM一樣，也是屬于移動(dòng)通信系統(tǒng)的一種，它的英文全稱是Code Division Multiple Access，中文含義是碼分多址的意思。它是根據(jù)美國標(biāo)準(zhǔn)（IS-95）而設(shè)計(jì)的頻率在900～1800MHz范圍的數(shù)字移動(dòng)電話系統(tǒng)。這是一種采用Spread－Spectrum 的數(shù)字蜂窩技術(shù)。與使用Time－Division Multiplexing (TDM)的競爭對(duì)手(如GSM)不同， CDMA并不給每一個(gè)通話者分配一個(gè)確定的頻率，而是讓每一個(gè)頻道使用所能提供的全部頻譜。CDMA對(duì)每一組通話用擬隨機(jī)數(shù)字序列進(jìn)行編碼。

CDMA使用的新技術(shù)擁有很大的優(yōu)勢(shì)，它的擴(kuò)展頻譜提供的容量比其他數(shù)字技術(shù)所提供的至少高三倍以上。CDMA的語言編碼器使用最新的數(shù)字語言編碼技術(shù)，保證了在消除背景噪音的同時(shí)提供高質(zhì)量、高清晰度的語言通話服務(wù)。這種語言編碼算法，還提供更高的安全性和保密性。CDMA網(wǎng)絡(luò)使每個(gè)蜂窩覆蓋面積增大，因此與其他的系統(tǒng)相比，CDMA系統(tǒng)需要的蜂窩站點(diǎn)和基站的數(shù)目更少，載波安裝、啟動(dòng)和維護(hù)的費(fèi)用明顯減少，從而使每個(gè)用戶得到更大的利益。CDMA還能使用戶更容易享受各種增值業(yè)務(wù)，如傳真、數(shù)據(jù)、國際互聯(lián)網(wǎng)、先進(jìn)的留言功能、呼叫識(shí)別和呼叫等待等。此外，幾個(gè)CDMA生產(chǎn)廠家聯(lián)合開發(fā)了新一代寬帶CDMA技術(shù)，這將滿足用戶對(duì)多媒體及其他一些先進(jìn)功能的不斷增長的需求。

2、CDMA的特點(diǎn)

1. 聲音質(zhì)量高。CDMA可變速率聲碼器所提供的話音質(zhì)量清晰，背景噪聲小，其品質(zhì)已經(jīng)接近有線電話效果。
2. 通話不易中斷。CDMA系統(tǒng)自動(dòng)跟蹤多徑信號(hào)和軟切換技術(shù)，大大降低切換掉話的可能性，這將非常有利于用戶在移動(dòng)過程中通話和數(shù)據(jù)傳輸。
3. 接通率高。CDMA的擴(kuò)頻技術(shù)和頻率復(fù)用技術(shù)，充分利用信道容量，提高網(wǎng)絡(luò)接通率。
4. 保密性能好。CDMA系統(tǒng)的鑒權(quán)、數(shù)字格式、擴(kuò)頻處理等通話保護(hù)措施，可提供最佳的保密特性，防止通信過程中的盜聽和手機(jī)密碼的盜用。
5. 發(fā)射功耗小。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(shí)僅需０．１毫瓦，即使與一只普通燈泡相比，也僅相當(dāng)于十萬分之一以下，因此移動(dòng)電話功耗小，無線輻射能量低。
6. 支持多項(xiàng)業(yè)務(wù)功能。CDMA采用寬帶技術(shù)，支持呼叫轉(zhuǎn)移、呼叫等待、三方會(huì)談、主叫號(hào)碼顯示、短消息、語音信箱、自動(dòng)漫游、傳真和數(shù)據(jù)通信、多種聲碼器服務(wù)等多項(xiàng)業(yè)務(wù)。

3、  CDMA技術(shù)分析

1. 碼分多址技術(shù)
   CDMA是碼分多址的意思。模擬系統(tǒng)是靠頻率的不同來區(qū)別不同用戶的不同手機(jī)，GSM系統(tǒng)靠的是極其微小的時(shí)差，而CDMA則是靠編碼的不同來區(qū)別不同用戶的不同手機(jī)。CDMA杜絕盜碼,CDMA系統(tǒng)采用編碼技術(shù)，其編碼有４．４億種數(shù)字排列，每部手機(jī)的編碼還隨時(shí)變化，使盜碼只能成為理論上的可能，一部CDMA手機(jī)與其它手機(jī)并機(jī)的可能性是“二百年一遇”。
2. 多徑接收技術(shù)
   在人們風(fēng)傳蜂窩電話電磁波對(duì)人體有害的情況下，使用CDMA手機(jī)確是理想的選擇，甚而有人稱之為“綠色手機(jī)”。CDMA話音更清晰，不掉話。手機(jī)用戶最關(guān)心的是話音質(zhì)量，CDMA宣稱自己是“無線通信，有線音質(zhì)”，這是有其“多徑接收”的高技術(shù)作保障的�！岸鄰浇邮铡本褪窃谑謾C(jī)內(nèi)設(shè)計(jì)多個(gè)接收機(jī)，同時(shí)接收信號(hào)，然后將接收到的信號(hào)綜合疊加，把噪音信號(hào)過濾，話音信號(hào)自然就突出出來，當(dāng)然清晰悅耳。
3. 軟切換技術(shù)
   手機(jī)用戶對(duì)網(wǎng)絡(luò)的最大意見就是經(jīng)常掉話，不僅現(xiàn)在人們?cè)谕ㄔ掃^程中深受其苦，而且有人擔(dān)心將來如果網(wǎng)絡(luò)支持傳真，會(huì)不會(huì)因掉話問題而使無線傳真變成“水中月”。這是因?yàn)槭謾C(jī)越區(qū)切換時(shí)采用的是“硬切換”，在從一個(gè)基站覆蓋區(qū)進(jìn)入另一個(gè)基站覆蓋區(qū)時(shí)先斷掉與原基站的聯(lián)系，然后再尋找新進(jìn)入的覆蓋區(qū)的基站進(jìn)行聯(lián)系，這就是通常所說的“先斷后接”，當(dāng)然這個(gè)斷的時(shí)間差僅幾百毫秒，在正常情況下人們無法感覺到，只是一旦手機(jī)因進(jìn)入屏蔽區(qū)或信道繁忙而無法與新基站聯(lián)系時(shí)，掉話就會(huì)產(chǎn)生；CDMA技術(shù)采用的是“軟切換”，在越區(qū)切換時(shí)，手機(jī)并不斷掉與原基站的聯(lián)系而同時(shí)與新基站聯(lián)系，當(dāng)手機(jī)確認(rèn)已經(jīng)和新基站聯(lián)系后，才將與原基站的聯(lián)系斷掉，也就是“先接后斷”，掉話的可能幾近于無。

4、CDMA的發(fā)展方向

由于CDMA的優(yōu)點(diǎn)很多，例如網(wǎng)絡(luò)建設(shè)投資小、基站覆蓋面積大、容量大、節(jié)約頻率資源等，因此CDMA的發(fā)展前景還是比較光明的。目前北京市場(chǎng)上銷售的機(jī)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(shù)及質(zhì)量方面都具有相當(dāng)?shù)膬?yōu)勢(shì)。

如果從技術(shù)上看，市場(chǎng)上首先出現(xiàn)的數(shù)字網(wǎng)是GSM、其次是DCS，其實(shí)它也是GSM網(wǎng)的一種，只不過原先的GSM網(wǎng)用的是900兆頻段，DCS網(wǎng)用的是1800兆頻段，因而我們也把DCS叫做GSM1800網(wǎng)；第三代才是當(dāng)前的熱點(diǎn)CDMA網(wǎng)。模擬網(wǎng)和GSM網(wǎng)的發(fā)展情況相當(dāng)好。目前北京地區(qū)這幾個(gè)網(wǎng)上的手機(jī)用戶總數(shù)已經(jīng)超過80萬。GSM網(wǎng)還在不斷優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)和進(jìn)行擴(kuò)容。為什么有了數(shù)字GSM網(wǎng)，還要花大力氣、投入巨資發(fā)展CDMA？如果我們把GSM手機(jī)比作聲像世界中的VCD，那么CDMA就是DVD。DVD代表了聲像的未來潮流，事實(shí)上，CDMA同樣代表了移動(dòng)電話的未來潮流。

CDMA技術(shù)最先運(yùn)用于美國軍事部門，以后逐漸推廣商用，并被美洲、亞洲地區(qū)的電信公司廣泛采用。目前亞洲的日本、韓國基本上是CDMA的天下。而我國目前也在大力推廣CDMA技術(shù)作為新一代移動(dòng)電話系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)。由于CDMA最先運(yùn)用于軍事領(lǐng)域，因而它的通話保密程度相當(dāng)好，不易被竊聽。

CDMA的系統(tǒng)容量特別大，同樣的頻率資源，CDMA網(wǎng)的系統(tǒng)容量可以是模擬網(wǎng)的8-10倍、GSM網(wǎng)的3-4倍。GSM網(wǎng)要覆蓋北京全市，大約需要建立300個(gè)以上的基站，而CDMA只需建80個(gè)左右的基站即可達(dá)到這一目的，節(jié)約了有限的頻率資源。CDMA特有的寬帶傳輸手段，具有極強(qiáng)的抗干擾能力，并適用于在手機(jī)上開出高速數(shù)據(jù)傳輸業(yè)務(wù)等。

從用戶角度來說，CDMA手機(jī)的另一大優(yōu)點(diǎn)即是它的話音音質(zhì)特別好，打手機(jī)時(shí)基本沒有背景噪音，通話時(shí)音質(zhì)如同打有線電話，因而被譽(yù)為“高保真”手機(jī)，并被稱作“無線通信，有線效果”。

有了以上卓越的先進(jìn)功能，那么CDMA會(huì)不會(huì)很快取代GSM，成為市場(chǎng)上主導(dǎo)性手機(jī)呢？我國人口眾多，手機(jī)市場(chǎng)需求量很大，頻率資源又相當(dāng)有限，所以不會(huì)發(fā)生一種制式的移動(dòng)電話網(wǎng)可以“統(tǒng)吃”市場(chǎng)的情況，正如當(dāng)前如火如荼的GSM網(wǎng)沒有完全取代模擬網(wǎng)一樣，也不可能以CDMA去取代GSM，此為其一。其二，CDMA目前僅在我國少數(shù)幾個(gè)城市進(jìn)行試驗(yàn)性商用，而手機(jī)要真正在市場(chǎng)上走俏需要建立龐大的網(wǎng)絡(luò)，便于實(shí)現(xiàn)各地之間的漫游，因此CDMA要想成為手機(jī)家族的一匹“黑馬”尚需經(jīng)歷一段較長的時(shí)間。當(dāng)然，CDMA運(yùn)營商和手機(jī)供應(yīng)商眼光盯住的不是眼前，而是下個(gè)世紀(jì)。

盡管GSM取得了巨大的商業(yè)成功，但其技術(shù)上的局限性使其容量受到了限制，從而使系統(tǒng)成本上溢，在今后和CDMA系統(tǒng)的競爭中必將處于不利地位。應(yīng)該看到，GSM的成功，很大程度上是由于當(dāng)時(shí)CDMA產(chǎn)品不成熟，在關(guān)鍵技術(shù)（比如遠(yuǎn)近效應(yīng)、功率控制等）上存在障礙，加之歐洲在標(biāo)準(zhǔn)化工作上的成功決策，才使GSM生逢其時(shí)，成為９０年代中前期模擬蜂窩電話系統(tǒng)升級(jí)的惟一選擇，獲得了全球的迅速推廣。但在CDMA系統(tǒng)完善之后，GSM的容量優(yōu)勢(shì)蕩然無存，相對(duì)于模擬系統(tǒng)的成本優(yōu)勢(shì)也被CDMA系統(tǒng)所取代。這一點(diǎn)，從北美ＰＣＳ頻譜拍賣中CDMA系統(tǒng)大獲全勝的事實(shí)就不難得到確認(rèn)。同時(shí)，CDMA商業(yè)網(wǎng)絡(luò)的其他優(yōu)勢(shì)也日趨明顯。香港、韓國的ＰＣＳ業(yè)務(wù)均采用了CDMA系統(tǒng)，運(yùn)營狀況良好。即使在GSM的大本營歐洲，CDMA也顯得咄咄逼人。今年元月，ＥＴＳＩ（歐洲電信標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)）審議Ｇ３（第三代移動(dòng)通信）標(biāo)準(zhǔn)，無論采用ＮｏｋｉａＥｒｉｃｓｓｏｎ還是ＭｏｔｏｒｏｌａＳｉｅｍｅｎｓ原型，都將采用CDMA作為空中接口標(biāo)準(zhǔn)，這也進(jìn)一步確立了CDMA為商業(yè)移動(dòng)通信網(wǎng)的主流方向。

5、結(jié)束語

雖然未來的競爭會(huì)更趨激烈，但我們應(yīng)該相信GSM系統(tǒng)仍會(huì)保持相當(dāng)?shù)幕盍�。首先是網(wǎng)絡(luò)覆蓋的優(yōu)勢(shì)，GSM在國際漫游和國內(nèi)漫游上會(huì)有很長一段時(shí)間的明顯優(yōu)勢(shì)；其次是維護(hù)水平的優(yōu)勢(shì)，大量有經(jīng)驗(yàn)的經(jīng)過系統(tǒng)培訓(xùn)的廠家和現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)人員的存在，有效地降低了網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)營成本和系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)；第三是品牌優(yōu)勢(shì)，GSM已廣為人知，但普通用戶并不了解CDMA的優(yōu)勢(shì)，這會(huì)使CDMA網(wǎng)絡(luò)在初期的廣告成本上升，營銷難度加大。而且GSM的技術(shù)仍有很大的改進(jìn)余地，比如用ＥＦＲ（增強(qiáng)的全速率話音編碼）代替ＦＲ（全速率話音編碼）以改善語音質(zhì)量，盡快使數(shù)據(jù)傳真等業(yè)務(wù)投入應(yīng)用，應(yīng)該說，GSM的吸引力還是很大的。同時(shí)，我們應(yīng)關(guān)注下一代移動(dòng)通信標(biāo)準(zhǔn)的動(dòng)向，為自己在新頻段和新系統(tǒng)的使用上早做準(zhǔn)備。目前，DCS１８００系統(tǒng)的頻段已經(jīng)獲準(zhǔn)使用，這就使未來十年內(nèi)GSM系統(tǒng)有了更大的市場(chǎng)空間，同時(shí)，系統(tǒng)成本也會(huì)更加合理。當(dāng)然，對(duì)于高頻段（１．９ＧＨｚ以上）的動(dòng)向也應(yīng)密切關(guān)注，力爭在ＰＣＳ市場(chǎng)上掌握主動(dòng)。因?yàn)榇髣?shì)所趨，將來CDMA必將成為主流系統(tǒng)，這只是個(gè)時(shí)間早晚的問題，而且現(xiàn)在通信系統(tǒng)換代的速度已經(jīng)大大加快。