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CDMA技术简介
2006/9/6 21:01:49    吴东富

CDMA是码分多址的英文缩写(Code Division Multiple Access),它是在数字技术的分支--扩频通信技术上发展起来的一种崭新而成熟的无线通信技术。CDMA技术的原理是基于扩频技术,即将需传送的具有一定信号带宽信息数据,用一个带宽远大于信号带宽的高速伪随机码进行调制,使原数据信号的带宽被扩展,再经载波调制并发送出去。接收端使用完全相同的伪随机码,与接收的带宽信号作相关处理,把宽带信号换成原信息数据的窄带信号即解扩,以实现信息通信。

移动通信系统有多种分类方法。例如按信号性质分,可分为模拟、数字;按调制方式分,可分为调频、调相、调幅;按多址连接方式分,可分为频分多址(FDMA)、时分多址(TDMA)和码分多址(CDMA)。目前中国联通、中国移动所使用的GSM移动电话网采用的便是FDMA和TDMA两种方式的结合。GSM比模拟移动电话有很大的优势,但是,在频谱效率上仅是模拟系统的3倍,容量有限;在话音质量上也很难达到有线电话水平;TDMA终端接入速率最高也只能达到9.6kbit/s;TDMA系统无软切换功能,因而容易掉话,影响服务质量。因此, TDMA并不是现代蜂窝移动通信的最佳无线接入,而CDMA多址技术完全适合现代移动通信网所要求的大容量、高质量、综合业务、软切换等,正受到越来越多的运营商和用户的青睐。

CDMA技术的出现源自于人类对更高质量无线通信的需求。第二次世界大战期间因战争的需要而研究开发出CDMA技术,其思想初衷是防止敌方对己方通讯的干扰,在战争期间广泛应用于军事抗干扰通信,后来由美国高通公司更新成为商用蜂窝电信技术。1995年,第一个CDMA商用系统运行之后,CDMA技术理论上的诸多优势在实践中得到了检验,从而在北美、南美和亚洲等地得到了迅速推广和应用。全球许多国家和地区,包括中国香港、韩国、日本、美国都已建有CDMA商用网络。在美国和日本,CDMA成为国内的主要移动通信技术。在美国,10个移动通信运营公司中有7家选用CDMA。到今年4月,韩国有60%的人口成为CDMA用户。在澳大利亚主办的第28届奥运会中,CDMA技术更是发挥了重要作用。

据世界CDMA发展集团的统计,1996年底CDMA用户仅为100万;到1998年3月已迅速增长到1000万;1999年9月超过4000万;2000年突破5000万,伴随人类步入21世纪,CDMA作为新世纪的移动通信方式将得到全面发展。CDMA技术优势主要有:

1.话音清晰

CDMA采用了先进的扩频技术和数字话音编码技术,使通话噪音大大降低。其系统的声码器可以动态调整数据传输速率,并根据适当的门限值选择不同的电平级发射。同时门限值根据背景噪音的改变而变,这样即使在背景噪音较大的情况下,也可以得到较好的通话质量,打电话时几乎没有杂音。特别是在嘈杂的背景中,对方能清晰听到您的声音。

2.辐射小

普通的手机(GSM和模拟手机)功率一般能控制在600毫瓦以下,而CDMA手机的问世,给人们带来了"绿色"手机的曙光,因为与GSM手机相比,CDMA手机的发射功率尚不足其一个小小的零头。CDMA系统发射功率最高只有200毫瓦,普通通话功率可控制在零点几毫瓦,其辐射作用可以忽略不计,对健康没有不良影响。基站和手机发射功率的降低,将大大延长手机的通话时间,意味着电池、话机的寿命长了,对环境起到了保护作用,故称之为"绿色手机"。

3.掉线率低

基站是手机通话的保障,当用户移动到基站覆盖范围的边缘时,基站就应该自动"切换"来保障你,否则就会掉话。CDMA系统切换时的基站覆盖是"单独覆盖-双覆盖-单独覆盖",而且是自动切换到相邻较为空闲的基站上,也就是说,在确认手机已移动到另一基站单独覆盖地区时,才与原先的基站断开,这样就保障了手机不会掉话。

4.时钟准确

由于CDMA采用全球同步技术,通过接收全球定位信息,即可确保系统正常工作。此外,CDMA还可为用户自动提供准确的时钟,勿需用户自行调整,当地准确的时间信息一目了然,为频繁进行跨时区差旅的商务人士提供了方便。

其时钟准确的原理是因为CDMA选用了精确的全球卫星定位系统(GPS),目前,全球卫星定位系统(GPS)是这种时钟参考的最佳选择。GPS是一个由24颗绕地球运转的卫星组成的天线导航系统,它的优势在于全球覆盖,系统时钟精度高,不易受电磁暴、低频干扰源的影响。作为备份,远距离导航(LORAN-C)系统也是一个很好的选择,该系统采用地波传播技术,同样具有时钟精确、不受电离层变化影响、衰减小、相位及幅度稳定等特点 ,从而保证了时钟准确的可能性。

5.保密性好

客户在使用移动电话时,往往担心自己的移动电话被别人监听或盗打,但是要窃听通话,必须要找到码址。CDMA手机的用户每次通话时,系统都将在2的42次方个码中随机分配任意一个码给该手机用户,共有4.4万亿种可能的排列,要想破解密码或窃听简直不可想象。而且CDMA采用的扩频通信技术使通信具有天然的保密性,其消息在空中信道上被截获的概率几乎为零。

另外,CDMA系统的鉴权、数字格式、扩频处理等通话保护措施,可提供最佳的保密特性,防止通信过程中的盗听和手机密码的盗用。

6.其他优势

接通率高——上网的人都有经验,找人少的时候上网,这样网塞少,就容易接通。打手机也是同样道理。CDMA源于军用抗干扰系统,其中"处理增益"的参数远远高于其他系统;再加上CDMA的信号占用整个频段,几乎是普通窄带调制效率的7倍,因此综合来看,对于相同的带宽,CDMA系统是GSM系统容量的4~5倍,网塞大大下降,接通率自然就高了。

覆盖广——联通CDMA网络的一期工程开通后,总容量将达到1515多万门。网络将覆盖全国31个省(市)、自治区的300多个地市。另外,中国联通目前是世界上少数同时运营CDMA和GSM两大制式网络的公司之一,可以提供GSM网络无法实现漫游的韩国、日本、墨西哥等采用CDMA制式的国家和地区的国际漫游服务。GSM/CDMA双模手机将会很快推出,届时,同时拥有两个网络的中国联通,将会更加显示出可以全球漫游的特色和优势。

未来多媒体技术——CDMA2000 1X与同属于2.5代的GPRS相比,在新业务承载方面更为先进成熟。基于这一技术的移动多媒体通信功能,使用户可以随时随地、自由自在地接收发送包括语音、数据及动态图象在内的丰富多彩的多媒体信息。

因为,未来CDMA技术在宽广的无线频谱上支持多路同步通话或数据传输。对每路话音、传真、数据或视像传输都分配一个网络的发送端和接收端都能识别一特定代码,以便传输的信息可在接收端重新组合。其宽广频谱使它对于市区环境中干扰和多径传播环境具有更高的抗干扰能力,使之成为多址接入系统的理想选择。

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