CDMA 概述

CDMA 概述


背景提示 : 模拟系统采用FDMA技术（频分多址）， GSM采用的是TDMA技术（时分多址），CDMA
又称为码分多址。最先由美国高通公司开发出来的。CDMA是为现代移动通信网所要求的大容量、
高质量、综合业务、软切换、国际漫游等要求而设计的一种移动通讯技术。

CDMA的原理 ：CDMA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
收端由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。

一、CDMA蜂窝移动通信网的特点

与FDMA和TDMA相比，CDMA具有许多独特的优点，其中一部分是扩频通信系统所固有的，另一
部分则是由软切换和功率控制等技术所带来的。CDMA移动通信网是由扩频、多址接入、蜂窝组网
和频率再用等几种技术结合而成，含有频域、时域和码域三维信号处理的一种协作，因此它具有抗
干扰性好，抗多径衰落，保密安全性高，同频率可在多个小区内重复使用，所要求的载干比
(C／I)小于1，容量和质量之间可做权衡取舍等属性。这些属性使CDMA比其它系统有非常重要的优
势。

系统容量大理论上CDMA移动网比模拟网大20倍。实际要比模拟网大10倍，比GSM要大4-5倍。

系统容量的灵活配置：这与CDMA的机理有关。CDMA是一个自扰系统，所有移动用户都占用相
同带宽和频率，我们打个比方，我们将带宽想象成一个大房子。所有的人将进入唯一的大房子.如
果他们使用完全不同的语言,他们就可以清楚地听到同伴的声音而只受到一些来自别人谈话的干扰.
在这里,屋里的空气可以被想象成宽带的载波,而不同的语言即被当作编码,我们可以不断地增加用
户直到整个背景噪音限制住了我们.如果能控制住用户的信号强度,在保持高质量通话的同时,我们
就可以容纳更多的用户。

通话质量好：CDMA系统话音质量很高，声码器可以动态地调整数据传输速率，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声的改变而变，这样即使在背景噪声较大的
情况下，也可以得到较好的通话质量。另外CDMA系统采用软切换技术，“先连接再断开”，这样
完全克服了硬切换容易掉话的缺点。

频率规划简单用户按不同的序列码区分，所以不相同CDMA载波可在相邻的小区内使用，网络
规划灵活，扩展简单。 延长手机电池寿命采用功率控制和可变速率声码器，手机电池使用寿命延
长。

建网成本下降。

二、CDMA移动通信网的关键技术

1．功率控制技术

功率控制技术是CDMA系统的核心技术。CDMA系统是一个自扰系统，所有移动用户都占用相同
带宽和频率，“远近效用”问题特别突出。CDMA功率控制的目的就是克服“远近效用”，使系统
既能维护高质量通信，又不对其他用户产生干扰。功率控制分为前向功率控制和反向功率控制，反
向功率控制又可分为仅由移动台参与的开环功率控制和移动台、基站同时参与的闭环功率控制。

(l)反向开环功率控制。它是移动台根据在小区中接受功率的变化，调节移动台发射功率以达到所
有移动台发出的信号在基站时都有相同的功率。它主要是为了补偿阴影、拐弯等效应，所以它有一
个很大的动态范围，根据IS—95标准，它至少应该达到正负32dB的动态范围。

(2)反向闭环功率控制。闭环功率控制的设计目标是使基站对移动台的开环功率估计迅速做出纠
正，以使移动台保持最理想的发射功率。

(3)前向功率控制。在前向功率控制中，基站根据测量结果调整每个移动台的发射功率，其目的是
对路径衰落小的移动台分派较小的前向链路功率，而对那些远离基站的和误码率高的移动台分派较
大的前向链路功率。

2．PN码技术

PN码的选择直接影响到CDMA系统的容量、抗干扰能力、接入和切换速度等性能。CDMA信道的
区分是靠PN码来进行的，因而要求PN码自相关性要好，互相关性要弱，实现和编码方案简单等。
目前的CDMA系统就是采用一种基本的PN序列——m序列作为地址码，利用它的不同相位来区分不同
用户。

3．RAKE接收技术

移动通信信道是一种多径衰落信道，RAKE接收技术就是分别接收每一路的信号进行解调，然
后叠加输出达到增强接收效果的目的，这里多径信号不仅不是一个不利因素，而且在CDMA系统变
成一个可供利用的有利因素。

4．软切换技术

先连接，再断开称之为软切换。CDMA系统工作在相同的频率和带宽上，因而软切换技术实现
起来比TDMA系统要方便容易得多；

5．话音编码技术

目前CDMA系统的话音编码主要有两种，即码激励线性预测编码(CELP)8kbit/s和13bit/s。
8kbit/s的话音编码达到GSM系统的13bit/s的话音水平甚至更好。13bit/s的话音编码已达到有线
长途话音水平。CELP采用与脉冲激励线性预测编码相同的原理，只是将脉冲位置和幅度用一个矢
量码表代替。

三、国内外的CDMA技术应用

尽管GSM取得了巨大的商业成功，但其技术上的局限性使其容量受到了限制，从而使其系统成
本上，在今后和CDMA系统的竞争中必将处于不利地位。应该看到，GSM的成功，很大程度上是由于
当时CDMA产品不成熟，在关键技术（比如远近效应、功率控制等）上存在障碍，加之欧洲在标准
化工作上的成功决策，才使GSM生逢其时，成为９０年代中前期模拟蜂窝电话系统升级的惟一选
择，获得了全球的迅速推广。

但自1993年TIA批准CDMA为扩频率数字蜂窝系统标准以来，CDMA技术在国外得到迅速发展，
已呈后来居上之势。尤其在GSM的大本营欧洲，ETSI（欧洲电信标准委员会）审议G3（第三代移动
通信）标准，无论采用Nokia、Ericsson还是Motorola、Siemens原型，都将采用CDMA作为空中
接口标准，这也进一步确立了CDMA为商业移动通信网的主流方向。

在美国10大蜂窝公司中有7家选用CDMA。在亚洲，CDMA技术商业化趋势更强，1995年，韩国
LGIC公司推出世界上首批商用CDMA交换系统。1995年9月，世界上第一个商用CDMA移动网在香港
地区开通，1996年在韩国汉城附近开通世界上最大的商用的CDMA网，新加坡的CDMA个人通信网于
1997年开通，这也是亚洲第一个CDMA个人通信网。所有这些迹象表明，CDMA正在成为一项全球性
的无线通信技术。

目前的世界移动通讯领域在模拟系统和GSM等数字系统之后，备受人们关注的无疑是CDMA系
统。除了技术本身的优势之外，重要的是ITU（国际电信联盟）组织已将CDMA（宽带）订为未来世
界移动电话的统一标准（IMT-2000标准），以实现一机一号走遍世界个人自由移动通讯的理想。
也就是说，在进入二十一世纪之后，世界各国的网络建设都将遵守“IMT-2000标准”（CDMA），
届时人们手中拿着CDMA手机，走遍世界各国而通讯毫无阻碍。

从我国的情况来看，走过模拟和GSM之后，CDMA已经开始在我国投入使用。1997年成立了以推
动CDMA网络商用为宗旨的电信长城公司，在北京、上海、西安、广州四城市开通使用。

四、CDMA能否成为手机家族黑马

　

CDMA系统采用编码技术，其编码有4.4亿种数字排列，每部手机的编码还随时变化，使盗码只
能成为理论上的可能，一部CDMA手机与其它手机并机的可能性是“二百年一遇”。

CDMA系统的发射功率非常小，最大只有200毫瓦，正常通话时仅需0.1毫瓦，即使与一只普通
灯泡相比，也仅相当于十万分之一以下。在人们风传蜂窝电话电磁波对人体有害的情况下，使用
CDMA手机确是理想的选择，甚而有人称之为“绿色手机”。

CDMA话音更清晰，不掉话。手机用户最关心的是话音质量，CDMA宣称自己是“无线通信，有
线音质”，这是有其“多径接收”的高技术作保障的。“多径接收”就是在手机内设计多个接收
机，同时接收信号，然后将接收到的信号综合叠加，把噪音信号过滤，话音信号自然就突出出来，
当然清晰悦耳。

有了以上卓越的先进功能，那么CDMA会不会很快取代GSM，成为市场上主导性手机呢？应该相
信GSM系统仍会保持相当的活力。首先是网络覆盖的优势，GSM在国际漫游和国内漫游上会有很长
一段时间的明显优势；其次是维护水平的优势，大量有经验的经过系统培训的厂家和现场技术人员
的存在，有效地降低了网络的运营成本和系统风险；第三是品牌优势，GSM已广为人知，所以CDMA
不可能很快取代GSM，此为其一。其二，CDMA目前仅在我国少数几个城市进行试验性商用，而手机
要真正在市场上走俏需要建立庞大的网络，便于实现各地之间的漫游，因此CDMA要想成为手机家
族的一匹“黑马”尚需经历一段较长的时间。当然，CDMA运营商和手机供应商眼光盯住的不是眼
前，而是下个世纪。

目前，市场上销售的机型主要有美国高通、摩托罗拉以及韩国三星等品种，其中由于高通公
司是CDMA的创始者，在技术及质量方面都具有相当的优势。

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