码分多址(CDMA)移动通信

码分多址（CDMA）移动通信

由于第三代移动通信的空中接口的标准大多是基于cdma技术的，本文详细的介绍了一下CDMA技术的发展历程，它的主要特点以及当前占主流地位的两种宽带cdma技术的主要异同。以及WCDMA与第二代技术相比所具有的优点。

一、CDMA技术的发展历程

CDMA即码分多址，起源于扩频技术。由于扩频技术具有抗干扰能力强、保密性能好的特点，80年代就在军事通信领域获得了广泛的应用。为了提高频率利用率，在扩频的基础上，人们又提出了码分多址的概念，即在同一频带内，利用不同的地址码来区分无线信道。尽管人们已经看到这种技术的诸多优越性，但实现起来的难度较大。1990年。美国的Qualcomm公司在曼哈顿区进行了小型实验，虽然只有三个基站和两个原始的移动台，但已证明许多性能都是成功的，1990年7月将“CDMA数字空中接口标准窝双模式移动台一基站兼容标准”第一草案提交给有关的厂家。1993年，美国通信工业协会（TIA）正式通过CDMA的空中接口标准--TA IS－95，Qualcomm公司已经设计开发了用于CDMA系统的超大规模集成电路芯片作为系统用户设备和基站的元件，并于1995年生产出CDMA的基础设备和配套设备。目前，CDMA作为新兴的蜂窝移动通信技术，已被众多的通信设备制造商和移动通信运营商看好。可提供CDMA设备的厂商已有MOTOROLA LUCENT NORTFIQUALCOMM、三星电子等四十多家。同时，CDMA也在世界各地加快了商用化的进程。例如，在香港世界上第一个CDMA商用网已于1995年9月向公众提供服务。其后，韩国、美国、俄罗斯、巴西等国家也相继开通了CDMA商用网。在中国也利用800MHZ 频段，组建了 CDMA移动通信网--一中国电信长城网"，在北京、广州、上海、西安等地开通。1998年 3月，中国联通公司的第一个CDMA试验网在天津首次开通，在上海和广州的试验网也正在建设之中。这一阶段的技术基本是基于IS－95的 CDMA的技术。

目前，扩频CDMA的研究进入了一个新的阶段。Is－95建议的CDMA技术的扩频码的速率为1.2288MChiP／S扩频带宽约为1.25MHZ，信息数据速率最高为 13kb/s；它属于窄带CDMA范畴。窄带CDMA的缺点是传输能力有限，不能提供多媒体业务，扩频增益不高，不能充分的利用扩频通信的优点。为此，ITU制定了第三代移动通信的标准，统称为IMT－2000（开始的名称是FPLMTS，欧洲叫UMTS）IMT－2000空中接口的设计目标是：在覆盖区域内，移动台高速运动时。用户的最高速率要达到144KbPS，更高可达到384KbPS，在有限的覆盖区域内，移动台以一定的速率运动时，用户的速率最高可达到2Mbps。从UMTS的总体结构来看，它具有更高的频谱利用率。可在任何地方以任何方式为任何人提供通用个人通信服务，包括提供Internet接入、电视会议和其他宽带业务。作为一个新的无线宽带系统将采用通用传输机制，提供实时（如话音）、非实时（如E －MAIL）两种业务连接，为用户提供话音、数据、图形、多媒体和基于视频的信息。

许多地区性标准化组织根据IMT－2000的要求制定了自己的标准，其中，日本的无线电标准组织（ARIB）于1998年6月向ITU提交了类似欧洲的WCDMA的标准。1995年3月，美国电信工业协会（TIA）负责制定Is－95标准的TR45.5委员会推出了与Is－95兼容的cdma2000方案。韩国也提出了两种宽带CDMA技术，一种类似与WCDMA，另一种类似与cdma2000。

二、CDMA的技术持点

1．CDMA是扩频通信的一种，他具有扩频通信的以下特点：

（1）抗干扰能力强。这是扩频通信的基本特点，是所有通信方式无法比拟的。

（2）宽带传输，抗衰落能力强。

（3）由于采用宽带传输，在信道中传输的有用信号的功率比干扰信号的功率低得多，因此信号好象隐蔽在噪声中；即功率话密度比较低，有利于信号隐蔽。

（4）利用扩频码的相关性来获取用户的信息，抗截获的能力强。

2．在扩频CDMA通信系统中，由于采用了新的关键技术而具有一些新的特点：

（1）采用了多种分集方式。除了传统的空间分集外。由于是宽带传输起到了频率分集的作用，同时在基站和移动台采用了RAKE接收机技术，相当于时间分集的作用。

（2）采用了话音激活技术和扇区化技术。因为CDMA系统的容量直接与所受的干扰有关，采用话音激活和扇区化技术可以减少干扰，可以使整个系统的容量增大。

（3）采用了移动台辅助的软切换。通过它可以实现无缝切换，保证了通话的连续性，减少了掉话的可能性。处于切换区域的移动台通过分集接收多个基站的信号，可以减低自身的发射功率，从而减少了对周围基站的干扰，这样有利于提高反向联路的容量和覆盖范围。

（4）采用了功率控制技术，这样降低了平准发射功率。

（5）具有软容量特性。可以在话务量高峰期通过提高误帧率来增加可以用的信道数。当相邻小区的负荷一轻一重时，负荷重的小区可以通过减少导频的发射功率，使本小区的边缘用户由于导频强度的不足而切换到相临小区，使负担分担。

（6）兼容性好。由于CDMA的带宽很大，功率分布在广阔的频谱上，功率话密度低，对窄带模拟系统的干扰小，因此两者可以共存。即兼容性好。

（7）COMA的频率利用率高，不需频率规划，这也是CDMA的特点之一。

（8）CDMA高效率的OCELP话音编码。话音编码技术是数字通信中的一个重要课题。OCELP是利用码表矢量量化差值的信号，并根据语音激活的程度产生一个输出速率可变的信号。这种编五马方式被认为是目前效率最高的编码技术，在保证有较好话音质量的前提下，大大提高了系统的容量。这种声码器具有8kbit／S和13kbit／S两种速率的序列。8kbit／S序列从1.2kbit／s到9.6kbit／s可变，13kbit／S序列则从1.8kbt ／s到14.4kbt／S可变。最近，又有一种8kbit／sEVRC型编码器问世，也具有8kbit ／s声码器容量大的特点，话音质量也有了明显的提高。

三、WCDMA与cdma2000的主要分歧与共同点

1．WCDMA与cdma2000的主要分歧点是：

（1）扩频码片速率与射频信道结构：W－CDMA根据ITU关于5MHZ信道基本带宽的划分规则，将基本码片速率定为4.096Mchip／S，在一个完整的信道内，使用直接扩频调制；Cdma2000为了兼容Cdmaone，以原CdmaOne的基本码片速率的三倍，即3.6864Mchip