码分多址(CDMA)通信技术

发布时间：2012-05-12 13:09:51 来源：文档文库

小中大

字号：

手机查看

码分多址(CDMA)通信技术介绍

******

摘要：CDMA蜂窝通信系统问世以来，一方面收到许多人的支持和赞扬，另一方面也受到许多人的怀疑与非难。目前，CDMA蜂窝通信系统的发展非常迅速，已成功地应用于第二代和第三代移动通信系统中，其优势已成为人们的共识。

1993年7月美国Qualcomm公司开发的CDMA蜂窝体制被采纳为北美数字蜂窝标准，定名为IS—95。IS—95的载波频带宽度为1.25MHz，信道承载能力有限，仅能支持声码器语音和话带内的数据传输，被人们成为窄带码分多址（N—CDMA）蜂窝通信系统。

与此同进，受第三代移动通信发展的驱动，世界上许多国家纷纷提出许多CDMA通信系统的方案与建议。如cdma2000、WCDMA、TD—SCDMA等，其中，cdma2000是IS—95的发展[1]。

关键字：CDMA；码分多址；通信系统；

引言

CDMA (Code Division Multiple Access) 又称码分多址，是在无线通讯上使用的技术，CDMA允许所有使用者同时使用全部频带(1.2288Mhz)，且把其他使用者发出讯号视为杂讯，完全不必考虑到讯号碰撞 (collision) 问题。CDMA中所提供语音编码技术，通话品质比目前GSM好，且可把用户对话时周围环境噪音降低，使通话更清晰。就安全性能而言，CDMA不但有良好的认证体制，更因其传输特性，用码来区分用户，防止被人盗听的能力大大增强。 Wideband CDMA(WCDMA)宽带码分多址传输技术，为IMT-2000的重要基础技术，将是第三代数字无线通信系统标准之一[2]。

1 CDMA的概念

CDMA系统是基于码分技术（扩频技术）和多址技术的通信系统，系统为每个用户分配各自特定地址码。地址码之间具有相互准正交性，从而在时间、空间和频率上都可以重叠；将需传送的具有一定信号带宽的信息数据，用一个带宽远大于信号带宽的伪随机码进行调制，使原有的数据信号的带宽被扩展，接收端进行相反的过程，进行解扩，增强了抗干扰的能力[3]。

　　CDMA系统属于自干扰系统。

　　CDMA系统只接收地址码一样的部分，其他部分变成噪音

2 CDMA技术的产生

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（被称为IS-95A）被美国高通（Qualcomm）公司运行之后，CDMA技术理论上的诸多优势在实践中得到了检验。

3 CDMA技术的发展历史

CDMAONE是基于IS-95标准的各种CDMA制造厂家的产品和不同运营商的网络构成的一个家族概念，也是国际CDMA发展组织的一个品牌名称。

近年来，蜂窝移动通信系统的发展经历了一个从模拟网到数字网，从频分多址（FDMA）到时分多址（TDMA）和码分多址（CDMA）的过程模拟移动通信技术发展较早，已是比较成熟的技术。1983年推出的美国的AMPS系统，1985年推出的英国的TACS系统，都是FDMA（频分多址）模拟系统，两者大体类似，只是前者为800MHz系统，频道间隔为30kHz，控制信号传输速率为10kb/s；后者为900MHz，频道间隔为25kHz，控制信号传输速率为8kb/s；但是随着移动通信技术的日益发展和用户对通信服务要求的日益增高，模拟移动通信的弊端也日渐突出，诸如体制混杂，不能国际漫游，不能提供ISDN业务，频率利用率低，用户容量有限，设备成本高，手机体积大等。随后发展起来的泛欧GSM、DECT，加拿大的CT3系统均为TDMA数字网，其中GSM系统解决了模拟系统中存在的一些根本性技术缺陷，在网络性能和容量上较模拟网有了很大的改善，因此备受推崇。然而，从1992年开始，在美国又出现了一种全新的数字蜂窝移动通信系统——CDMA系统，该系统采用码分多址直接序列扩频（DS/SS CDMA）技术，比较而言该系统有两大突出优点：一是系统抗干扰能力强；二是系统容量增大。上述这些特点使得CDMA蜂窝移动通信系统将在个人通信中发挥巨大的作用。并且，CDMA技术以其独有的特点和优势已被确认中，最有代表性的是GSM系统和窄带CDMA系统。这两大系统在目前世界数字移动通信市场拥有主要份额。GSM系统的空中接口采用的是时分多址（TDMA）的接入方式，而窄带CDMA采用的是码分多址接入方式，从当前人们对无线接入方式的认识角度来讲，码分多址接入技术有其独特的优越性。N-CDMA最先是由美国的高通公司提出的，并于1980年11月在美国的圣地亚哥利用两个小区基站和一个移动台，对N-CDMA进行了首次现场试验。1990年9月高通发布了CDMA公共空中接口规范的第一个版本。1992年1月6日，TIA开始准备CDMA的标准化。1995年正式的N-CDMA标准出台了，即IS-95A。

为了适应更高比特速率业务的要求，1996年开始对IS-95A进行了进一步的发展，于1998年又制定了IS-95B的标准。IS-95A标准在一个业务信道上只能使用一个扩频码，而IS-95B为了获得更高的比特速率可以连续使用8个码字，这样可提供的最大比特速率为115.2kb/s。

为了促进CDMA技术的发展，1994年成立了CDMA发展组织（CDG：CDMADevelopment Group）。1998年IS-95在美国、香港、新加坡、韩国投入商用，其中韩国成为了最大的市场。

从概念上讲，CDMAONE是指基于IS-95标准和产品的总称，包括：蜂窝系统、PCS和WLL（无形本地环路）等。基于IS-95的标准包括：IS-99、IS-657、IS-95B、IS-95C和IS-95HDR等，CDMAONE可以提供无线数据业务，可直接接入Internet标准协议，支持所有的TCP/IP/PPP协议。IS-95C支持的数据速率可达64kb/s。IS-95HDR可在一个15~95的RF信道上传输1.25Mb/s的数据。并提出了完全满足第三代移动通信系统IMT-2000要求的CDMA2000标准，并兼容原有IS-95系统；总之，CDMAONE无线系统向CDMA2000标准的演进，CDMA开发小组为实现若干基本系统功能而工作。这些技术要求包括：

支持直接扩展和多载波前向链路；

物理层支持1×,3×和3×N的所有数据速率；

支持1.25，5，10，…，5×NMHz等信道宽度；

根据ITU IMT-2000目标，MAC，RLP和分组数据定义高达2Mb/s。

其他技术要求还包括TIA/EIA95B与语音业务、声码器、信令结构的后向兼容性，以及TIA/EIA-95B的私密性、鉴别和加密功能等。

4 CDMA技术发展趋势

伴随着国内运营商的重组，CDMA技术重新受到国内业界的关注。目前，总的来看CDMA技术的演进主要包括以下3个方向。
首先，考虑到cdma20001x网络自身演进的要求，业界制定了cdma20001x后续标准。
同时，为了满足系统在现有频段上扩展无线宽带数据能力以及在无线数据系统上承载各类应用服务(如VoIP/PSVT等)的需要，业界制定了cdma20001xEV-DO Rev. 0/A/B标准。
此外，为了进一步满足在不同频段/带宽上无线宽带能力的要求和系统演进的需要，业界基于OFDMA技术制定了UMB(UltraMobileBroadband)标准[4]。