cdma技術(shù)與現(xiàn)代蜂窩移動通信

1、cdma技術(shù)與現(xiàn)代蜂窩移動通信目前的數(shù)字移動通信網(wǎng)的主要多址方式是tdma、tdma系統(tǒng)(gsm, damps)在頻譜 效率上約是模擬系統(tǒng)的3倍，容量有限；在話音質(zhì)量上13kbit/s編碼也很難達(dá)到有線電話水 平；tdma系統(tǒng)的業(yè)務(wù)綜合能力較高，能進(jìn)行數(shù)據(jù)和話音的綜合，但終端接入速率有限(最 高9.6kbit/s)； tdma系統(tǒng)無軟切換功能，因而容易掉話，影響服務(wù)質(zhì)量；tdma系統(tǒng)的國 際漫游協(xié)議還有待進(jìn)一步的完善和開發(fā)。因而tdma并不是現(xiàn)代蜂窩移動通信的最佳無線 接人，而cdma多址技術(shù)完全適合現(xiàn)代移動通信網(wǎng)所要求的大容量、高質(zhì)量、綜合業(yè)務(wù)、 軟切換、國際漫游等。cdma多址技術(shù)的原理是

2、基于擴(kuò)頻技術(shù)，即將需傳送的具冇一定信號帶寬信息數(shù)據(jù)， 用一個帯寬遠(yuǎn)大于信號帶寬的高速偽隨機(jī)碼進(jìn)行調(diào)制，使原數(shù)據(jù)信號的帶寬被擴(kuò)展，再經(jīng)載 波調(diào)制并發(fā)送出去。接收端由使川完全相同的偽隨機(jī)碼，與接收的帶寬信號作相關(guān)處理，把 寬帶信號換成原信息數(shù)據(jù)的窄帶信號即解擴(kuò)，以實(shí)現(xiàn)信息通信。一、cdma蜂窩移動通信網(wǎng)的特點(diǎn)與fdma和tdma相比，cdma具有許多獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，其中一部分是擴(kuò)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(shù)所帶來的。cdma移動通信網(wǎng)是由擴(kuò) 頻、多址接入、蜂窩纟fl網(wǎng)和頻率再用等幾種技術(shù)結(jié)合而成，含有頻域、時域和碼域三維信號 處理的一種協(xié)作，因此它具冇抗干擾性好，抗多徑衰

3、落，保密安全性高，同頻率可在多個小 區(qū)內(nèi)重復(fù)使用，所要求的載干比(c/i)小于1,容量和質(zhì)屋z間可做權(quán)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。1. 系統(tǒng)容量人 理論上cdma移動網(wǎng)比模擬網(wǎng)人2()倍。2. 系統(tǒng)容屋的靈活配置在cdma系統(tǒng)中，用戶數(shù)的增加相當(dāng)丁背景噪聲的增加，造成話 咅質(zhì)量的下降。但對用戶數(shù)并無限制，操作者口j在容量和話音質(zhì)量z間折衷考慮。另外，多 小區(qū)之間可根據(jù)話務(wù)量和干擾情況自動均衡。3. 系統(tǒng)性能質(zhì)量更佳這里指的是cdma系統(tǒng)具冇較高的話音質(zhì)量，聲碼器可以動態(tài)地調(diào) 整數(shù)據(jù)傳輸速率，并根據(jù)適當(dāng)?shù)拈T限值選擇不同的電平級發(fā)射。同吋門限值根據(jù)背景噪聲的 改變

4、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(zhì)量。cdma系統(tǒng) 采用軟切換技術(shù)，這樣完全克服了硬切換容易掉話的缺點(diǎn)。4. 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(nèi)使 用，網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃靈活，擴(kuò)展簡單。5. 延長手機(jī)電池壽命采用功率控制和可變速率聲碼器，手機(jī)電池使用壽命延長。6. 建網(wǎng)成木下降。二、cdma移動通倍網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)1. 功率控制技術(shù)功率控制技術(shù)是cdma系統(tǒng)的核心技術(shù)。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，互相干擾問題特別突出。cdma功率控制的h的就是克服干擾， 使系統(tǒng)既能維護(hù)高質(zhì)量通信，又不對其他用戶產(chǎn)生干擾。功

5、率控制分為前向功率控制和反向 功率控制，反向功率控制乂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。（1）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(diào)節(jié)移 動臺發(fā)射功率以達(dá)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(bǔ)償陰 影、拐彎等效應(yīng)，所以它有一個很人的動態(tài)范圍，根據(jù)is-95標(biāo)準(zhǔn)，它至少應(yīng)該達(dá)到正負(fù)32db 的動態(tài)范i節(jié)i。（2）反向閉環(huán)功率控制。閉環(huán)功率控制的設(shè)計(jì)目標(biāo)是使基站對移動臺的開環(huán)功 率佔(zhàn)計(jì)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(jié)果調(diào)整每個移動臺的發(fā)射功率，其f1

6、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(yuǎn)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(shù)pn碼的選擇直接影響到cdma系統(tǒng)的容量、抗t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(jìn)行的，因而要求pn碼自相關(guān)性要好，互相關(guān)性要弱，實(shí) 現(xiàn)和編碼方案簡單等。目前的cdma系統(tǒng)就是采用一種基木的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(shù)移動通信信道是一種多徑衰落信道，rake接收技術(shù)就是分別接收每一路的信號進(jìn)行解 調(diào)，然后疊加輸出達(dá)到增強(qiáng)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

7、系統(tǒng)變成一個可供利用的有利因素。4. 軟切換技術(shù)先連接，再斷開稱z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(shù)實(shí)現(xiàn)起來比tdma系統(tǒng)要方便容易得多；5. 話音編碼技術(shù)冃前cdma系統(tǒng)的話音編碼主要冇兩種，即碼激勵線性預(yù)測編碼（celp）8kbit/s和 13bit/so 8kbit/s的話音編碼達(dá)到gsm系統(tǒng)的13bit/s的話音水平英至更好。13bit/s的話音編 碼已達(dá)到有線長途話音水平。celp采用與脈沖激勵線性預(yù)測編碼相同的原理，只是將脈沖 位置利幅度用一個矢量碼表代替。三、國外的cdma技術(shù)應(yīng)用自1993年tia批準(zhǔn)cdma為擴(kuò)頻率數(shù)字蜂窩系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)以來，cdma技術(shù)在國外得到 迅速發(fā)展，已呈后來居上之勢。在美國10大蜂窩公司屮有7家選川cdmac在亞洲，cdma 技術(shù)商業(yè)化趨勢更強(qiáng)，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，壯界上第一個商用cdma移動網(wǎng)在香港地區(qū)開通，1996年亦韓國漢城附近開通壯 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