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CDMA技術簡介
2006/9/6 21:01:49    吳東富

CDMA是碼分多址的英文縮寫(Code Division Multiple Access),它是在數(shù)字技術的分支--擴頻通信技術上發(fā)展起來的一種嶄新而成熟的無線通信技術。CDMA技術的原理是基于擴頻技術,即將需傳送的具有一定信號帶寬信息數(shù)據(jù),用一個帶寬遠大于信號帶寬的高速偽隨機碼進行調制,使原數(shù)據(jù)信號的帶寬被擴展,再經(jīng)載波調制并發(fā)送出去。接收端使用完全相同的偽隨機碼,與接收的帶寬信號作相關處理,把寬帶信號換成原信息數(shù)據(jù)的窄帶信號即解擴,以實現(xiàn)信息通信。

移動通信系統(tǒng)有多種分類方法。例如按信號性質分,可分為模擬、數(shù)字;按調制方式分,可分為調頻、調相、調幅;按多址連接方式分,可分為頻分多址(FDMA)、時分多址(TDMA)和碼分多址(CDMA)。目前中國聯(lián)通、中國移動所使用的GSM移動電話網(wǎng)采用的便是FDMA和TDMA兩種方式的結合。GSM比模擬移動電話有很大的優(yōu)勢,但是,在頻譜效率上僅是模擬系統(tǒng)的3倍,容量有限;在話音質量上也很難達到有線電話水平;TDMA終端接入速率最高也只能達到9.6kbit/s;TDMA系統(tǒng)無軟切換功能,因而容易掉話,影響服務質量。因此, TDMA并不是現(xiàn)代蜂窩移動通信的最佳無線接入,而CDMA多址技術完全適合現(xiàn)代移動通信網(wǎng)所要求的大容量、高質量、綜合業(yè)務、軟切換等,正受到越來越多的運營商和用戶的青睞。

CDMA技術的出現(xiàn)源自于人類對更高質量無線通信的需求。第二次世界大戰(zhàn)期間因戰(zhàn)爭的需要而研究開發(fā)出CDMA技術,其思想初衷是防止敵方對己方通訊的干擾,在戰(zhàn)爭期間廣泛應用于軍事抗干擾通信,后來由美國高通公司更新成為商用蜂窩電信技術。1995年,第一個CDMA商用系統(tǒng)運行之后,CDMA技術理論上的諸多優(yōu)勢在實踐中得到了檢驗,從而在北美、南美和亞洲等地得到了迅速推廣和應用。全球許多國家和地區(qū),包括中國香港、韓國、日本、美國都已建有CDMA商用網(wǎng)絡。在美國和日本,CDMA成為國內的主要移動通信技術。在美國,10個移動通信運營公司中有7家選用CDMA。到今年4月,韓國有60%的人口成為CDMA用戶。在澳大利亞主辦的第28屆奧運會中,CDMA技術更是發(fā)揮了重要作用。

據(jù)世界CDMA發(fā)展集團的統(tǒng)計,1996年底CDMA用戶僅為100萬;到1998年3月已迅速增長到1000萬;1999年9月超過4000萬;2000年突破5000萬,伴隨人類步入21世紀,CDMA作為新世紀的移動通信方式將得到全面發(fā)展。CDMA技術優(yōu)勢主要有:

1.話音清晰

CDMA采用了先進的擴頻技術和數(shù)字話音編碼技術,使通話噪音大大降低。其系統(tǒng)的聲碼器可以動態(tài)調整數(shù)據(jù)傳輸速率,并根據(jù)適當?shù)拈T限值選擇不同的電平級發(fā)射。同時門限值根據(jù)背景噪音的改變而變,這樣即使在背景噪音較大的情況下,也可以得到較好的通話質量,打電話時幾乎沒有雜音。特別是在嘈雜的背景中,對方能清晰聽到您的聲音。

2.輻射小

普通的手機(GSM和模擬手機)功率一般能控制在600毫瓦以下,而CDMA手機的問世,給人們帶來了"綠色"手機的曙光,因為與GSM手機相比,CDMA手機的發(fā)射功率尚不足其一個小小的零頭。CDMA系統(tǒng)發(fā)射功率最高只有200毫瓦,普通通話功率可控制在零點幾毫瓦,其輻射作用可以忽略不計,對健康沒有不良影響;竞褪謾C發(fā)射功率的降低,將大大延長手機的通話時間,意味著電池、話機的壽命長了,對環(huán)境起到了保護作用,故稱之為"綠色手機"。

3.掉線率低

基站是手機通話的保障,當用戶移動到基站覆蓋范圍的邊緣時,基站就應該自動"切換"來保障你,否則就會掉話。CDMA系統(tǒng)切換時的基站覆蓋是"單獨覆蓋-雙覆蓋-單獨覆蓋",而且是自動切換到相鄰較為空閑的基站上,也就是說,在確認手機已移動到另一基站單獨覆蓋地區(qū)時,才與原先的基站斷開,這樣就保障了手機不會掉話。

4.時鐘準確

由于CDMA采用全球同步技術,通過接收全球定位信息,即可確保系統(tǒng)正常工作。此外,CDMA還可為用戶自動提供準確的時鐘,勿需用戶自行調整,當?shù)販蚀_的時間信息一目了然,為頻繁進行跨時區(qū)差旅的商務人士提供了方便。

其時鐘準確的原理是因為CDMA選用了精確的全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)(GPS),目前,全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)(GPS)是這種時鐘參考的最佳選擇。GPS是一個由24顆繞地球運轉的衛(wèi)星組成的天線導航系統(tǒng),它的優(yōu)勢在于全球覆蓋,系統(tǒng)時鐘精度高,不易受電磁暴、低頻干擾源的影響。作為備份,遠距離導航(LORAN-C)系統(tǒng)也是一個很好的選擇,該系統(tǒng)采用地波傳播技術,同樣具有時鐘精確、不受電離層變化影響、衰減小、相位及幅度穩(wěn)定等特點 ,從而保證了時鐘準確的可能性。

5.保密性好

客戶在使用移動電話時,往往擔心自己的移動電話被別人監(jiān)聽或盜打,但是要竊聽通話,必須要找到碼址。CDMA手機的用戶每次通話時,系統(tǒng)都將在2的42次方個碼中隨機分配任意一個碼給該手機用戶,共有4.4萬億種可能的排列,要想破解密碼或竊聽簡直不可想象。而且CDMA采用的擴頻通信技術使通信具有天然的保密性,其消息在空中信道上被截獲的概率幾乎為零。

另外,CDMA系統(tǒng)的鑒權、數(shù)字格式、擴頻處理等通話保護措施,可提供最佳的保密特性,防止通信過程中的盜聽和手機密碼的盜用。

6.其他優(yōu)勢

接通率高——上網(wǎng)的人都有經(jīng)驗,找人少的時候上網(wǎng),這樣網(wǎng)塞少,就容易接通。打手機也是同樣道理。CDMA源于軍用抗干擾系統(tǒng),其中"處理增益"的參數(shù)遠遠高于其他系統(tǒng);再加上CDMA的信號占用整個頻段,幾乎是普通窄帶調制效率的7倍,因此綜合來看,對于相同的帶寬,CDMA系統(tǒng)是GSM系統(tǒng)容量的4~5倍,網(wǎng)塞大大下降,接通率自然就高了。

覆蓋廣——聯(lián)通CDMA網(wǎng)絡的一期工程開通后,總容量將達到1515多萬門。網(wǎng)絡將覆蓋全國31個省(市)、自治區(qū)的300多個地市。另外,中國聯(lián)通目前是世界上少數(shù)同時運營CDMA和GSM兩大制式網(wǎng)絡的公司之一,可以提供GSM網(wǎng)絡無法實現(xiàn)漫游的韓國、日本、墨西哥等采用CDMA制式的國家和地區(qū)的國際漫游服務。GSM/CDMA雙模手機將會很快推出,屆時,同時擁有兩個網(wǎng)絡的中國聯(lián)通,將會更加顯示出可以全球漫游的特色和優(yōu)勢。

未來多媒體技術——CDMA2000 1X與同屬于2.5代的GPRS相比,在新業(yè)務承載方面更為先進成熟;谶@一技術的移動多媒體通信功能,使用戶可以隨時隨地、自由自在地接收發(fā)送包括語音、數(shù)據(jù)及動態(tài)圖象在內的豐富多彩的多媒體信息。

因為,未來CDMA技術在寬廣的無線頻譜上支持多路同步通話或數(shù)據(jù)傳輸。對每路話音、傳真、數(shù)據(jù)或視像傳輸都分配一個網(wǎng)絡的發(fā)送端和接收端都能識別一特定代碼,以便傳輸?shù)男畔⒖稍诮邮斩酥匦陆M合。其寬廣頻譜使它對于市區(qū)環(huán)境中干擾和多徑傳播環(huán)境具有更高的抗干擾能力,使之成為多址接入系統(tǒng)的理想選擇。

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