CDMA移動通信技術與現代蜂窩移動通信
2019-11-05 02:26:17
供稿：網友
目前的數字移動通信網的主要多址方式是TDMA、TDMA系統(GSM，DAMPS)在頻譜效率上約是模擬系統的3倍，容量有限；在話音質量上13kbit/s編碼也很難達到有線電話水平；TDMA系統的業務綜合能力較高，能進行數據和話音的綜合，但終端接入速率有限(最高9.6kbit/s)；TDMA系統無軟切換功能，因而輕易掉話，影響服務質量；TDMA系統的國際漫游協議還有待進一步的完善和開發。因而 TDMA并不是現代蜂窩移動通信的最佳無線接人，而CDMA多址技術完全適合現代移動通信網所要求的大容量、高質量、綜合業務、軟切換、國際漫游等。
CDMA多址技術的原理是基于擴頻技術，即將需傳送的具有一定信號帶寬信息數據，用一個帶寬遠大于信號帶寬的高速偽隨機碼進行調制，使原數據信號的帶寬被擴展，再經載波調制并發送出去。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據的窄帶信號即解擴，以實現信息通信。
一、CDMA蜂窩移動通信網的特點
與FDMA和TDMA相比，CDMA具有許多獨特的優點，其中一部分是擴頻通信系統所固有的，另一部分則是由軟切換和功率控制等技術所帶來的。CDMA移動通信網是由擴頻、多址接入、蜂窩組網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內重復使用，所要求的載干比(C／I)小于l，容量和質量之間可做權衡取舍等屬性。這些屬性使 CDMA比其它系統有非常重要的優勢。
1．系統容量大 理論上CDMA移動網比模擬網大20倍。
2．系統容量的靈活配置 在CDMA系統中，用戶數的增加相當于背景噪聲的增加，造成話音質量的下降。但對用戶數并無限制，操作者可在容量和話音質量之間折衷考慮。另外，多小區之間可根據話務量和干擾情況自動均衡。
3．系統性能質量更佳 這里指的是CDMA系統具有較高的話音質量，聲碼器可以動態地調整數據傳輸速率，并根據適當的門限值選擇不同的電平級發射。同時門限值根據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。CDMA系統采用軟切換技術，這樣完全克服了硬切換輕易掉話的缺點。
4．頻率規劃簡單 用戶按不同的序列碼區分，所以不相同CDMA載波可在相鄰的小區內使用，網絡規劃靈活，擴展簡單。
5．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。
6．建網成本下降。
二、CDMA移動通信網的要害技術
1．功率控制技術
功率控制技術是CDMA系統的核心技術。CDMA系統是一個自擾系統，所有移動用戶都占用相同帶寬和頻率，互相干擾問題非凡突出。CDMA功率控制的目的就是克服干擾，使系統既能維護高質量通信，又不對其他用戶產生干擾。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功率控制和移動臺、基站同時參與的閉環功率控制。(l)反向開環功率控制。它是移動臺根據在小區中接受功率的變化，調節移動臺發射功率以達到所有移動臺發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范圍，根據IS-95標準，它至少應該達到正負32dB的動態范圍。(2)反向閉環功率控制。閉環功率控制的設計目標是使基站對移動臺的開環功率估計迅速做出糾正，以使移動臺保持最理想的發射功率。(3)前向功率控制。在前向功率控制中，基站根據測量結果調整每個移動臺的發射功率，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系統的容量、抗干擾能力、接入和切換速度等性能。CDMA信道的區分是靠PN碼來進行的，因而要求PN碼自相關性要好，互相關性要弱，實現和編碼方案簡單等。目前的CDMA系統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系統工作在相同的頻率和帶寬上，因而軟切換技術實現起來比TDMA系統要方便輕易得多；
5．話音編碼技術
目前CDMA系統的話音編碼主要有兩種，即碼激勵線性猜測編碼(CELP)8kbit/s和13bit/s。8kbit/s的話音編碼達到GSM系統的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猜測編碼相同的原理，只是將脈沖位置和幅度用一個矢量碼表代替。
三、國外的CDMA技術應用
自1993年TIA批準CDMA為擴頻率數字蜂窩系統標準以來，CDMA技術在國外得到迅速發展，已呈后來居上之勢。在美國10大蜂窩公司中有7家選用CDMA。在亞洲，CDMA技術商業化趨勢更強，1995年，韓國LGIC公司推出世界上首批商用CDMA交換系統。1995年9月，世界上第一個商用 CDMA移動網在香港地區開通，1996年在韓國漢城四周開通世界上最大的商用的CDMA網，新加坡的CDMA個人通信網于1997年開通，這也是亞洲第一個CDMA個人通信網。
四、發展我國的CDMA應用技術
自1987年上海、廣州等地開通模擬蜂窩系統，1994年廣州開通數字蜂窩系統GSM以來，我國的移動通信市場發展很快，據悉CDMA技術已被列入信息產業部重點開發的項目。
