1月9日,在线听RF检波器如何简化系统设计,与ADI工程师一起学习吧!→ 报名参会 ←
电子产品世界 » 论坛首页 » 综合技术 » CDMA技术及市场应用介绍

共1条 1/1 1 跳转至

CDMA技术及市场应用介绍

菜鸟
2003-06-24 20:25:00    评分
CDMA是Code Division Multiple Access的英文缩 写,中文翻译为码分多址。CDMA是用于数字蜂窝移动通信的一种先进的无线扩频通 信技术,它能满足近年来运营者对大容量、廉价、高质量的移动通信系统的需求。   CDMA技术作为一种抗干扰的通信手段,很早就在军事通信中得到了应用,但是 将CDMA技术应用于民用的数字蜂窝移动通信系统,还是80年代末才由美国Qua lcomm公司实现的。QCDMA系统中采用了许多先进的技术,保证了系统性能的 优势,其标准称为IS-95系列,其中包含多个标准。多径衰落是移动通信系统需要 克服的主要问题,CDMA系统采用了多种形式的分集,从而很好地解决了这一问题。 CDMA系统采用符号交织、检错和纠错编码等方法实现了时间分集;CDMA系统的 信号带宽是1.25MHz,起到了频率分集的作用;基站使用多付接收天线,基站和 移动台都使用了Rake接收机技术,软切换时,移动台和基站同时联系,从中选取最 好的信号送给交换机,从而起到了空间分集的作用。   CDMA系统的容量主要受限于系统移动台之间的相互干扰,如果每个移动台的信 号在到达基站时都保持所需的最小信噪比,系统容量将达到最大值。CDMA功率控制 的目的就是使每个用户既维持高质量通信又不对占用同一信道的其他用户产生不应有的 干扰。功率控制分为前向功率控制和反向功率控制,而反向功率控制又分为开环和闭环 两部分。反向开环功率控制是在反向闭环功率控制还未形成时,移动台根据接收功率的 变化控制发射功率。CDMA系统的每一个移动台都一直在计算从基站到移动台的路径 衰耗。当移动台接收到从基站来的信号很强时,表明要么离基站很近,要么有一个很好 的传播路径,这时移动台将降低它的发射功率。相反,当移动台接收到的信号很弱时, 它就增加发射功率以抵销损耗。CDMA系统前向、反向信道分别占用不同的频段,间 隔为45MHz,两个频道衰减的相关性较弱。这就需要基站根据目前所需信噪比和实 际接收的信噪比之差随时命令移动台调整发送功率(即闭环调整)。基站所需的信噪比 是根据初始设定的误帧率随时调整的(即外环调整)。前向信道总功率被按一定比例分 配给导频信道、同步信道、寻呼信道以及所有的前向业务信道。因为不同移动台可能处 在不同的距离和不同的环境,基站到每一个移动台的传输损耗都不一样,因此基站必须 控制发送功率,给每个用户的前向业务信道都分配以适当的功率。基站这种视具体情况 而分配给不同业务信道不同功率的方法就是前向功率控制。CDMA系统的功率控制除 了直接提高容量之外,同时也降低了为克服噪声和干扰所需的发射功率,这就意味着C DMA移动台有着更长的工作时间。   目前CDMA系统普遍采用8kbit/s的可变速率声码器,声码器使用的是Q CELP(Qualcomm码激励线性预测)语言编码技术,QCELP算法被认为 是到目前为止效率最高的一种算法,可以保证很高的话音质量。此外,系统还采用了话 音激活技术,在用户不讲话时数据传输速率降低,减轻了对其他用户的干扰,而CDM A的容量直接与总干扰功率相关,这样就可以使系统容量增加一倍左右。   CDMA信号的扰频方式提供了高度的保密性,使这种数字蜂窝系统在防止串话、 盗用等方面具有其他系统不可比拟的优点。CDMA的数字语音信道还可将数据加密标 准或其他标准的加密技术直接引入。   CDMA系统能提供软切换技术。软切换就是当移动台需要跟一个新的基站通信时 ,并不先中断与原基站的联系,移动台在切换过程中与原小区和新小区同时保持通话, 以保持电话的通畅。软切换只能在具有相同频率的CDMA信道间进行。它的优点包括 三方面:1. 无缝切换保持通话的连续性。2. 减小掉话可能性。3. 处于切换区域 的移动台发送功率降低,减少发送功率是通过分集接收来实现的,降低发送功率有利于 增加反向容量。   在FDMA和TDMA系统中,一个小区中的信道数是固定的,然而在CDMA系 统中用户数和服务级别之间有着更灵活的关系。例如系统经营者可在话务量高峰期将误 帧率稍微提高,从而增加可用信道数。由于CDMA是一个自干扰系统,当相邻小区负 荷较轻时,本小区所受的干扰相应减少,容量就可适当增加。体现软容量的再一种形式 是小区呼吸功能。所谓小区呼吸功能是指各个小区覆盖大小是动态的。当相邻两小区负 荷一轻一重时,负荷重的小区通过减小导频发射功率,使本小区的边缘用户由于导频强 度不足,切换到相邻小区,使负载分担,即相当于增加了容量。另外,当缺少信道时, 还可以通过降低用户通话质量来保证话路的接通,等目标小区负荷减轻时,再将通话质 量恢复正常。   基于CDMA技术的数字蜂窝移动通信系统的优点很多,最重要的就是系统容量大 。根据理论计算和现场实验表明,CDMA的每小区信道容量是模拟系统10倍左右, 而爱尔兰容量更大。CDMA可变速率声码器8K编码所提供的话音质量与GSM的1 3K编码的话音质量接近,而现在提出的13K编码话音服务已经非常接近有线电话。 CDMA的软切换技术更大大降低了切换掉话的可能性,实现了无缝切换。鉴权、数字 格式、宽带信令和根据受话人制定的通话保护措施,可提供最佳的保密特性,防止手机 密码被盗。CDMA系统的空中接口与模拟系统兼容,使用CDMA双模手机,手机会 自动判别是接入CDMA网还是接入模拟网。   目前,对移动通信系统中提供高速数据业务的需求越来越迫切,所以CDMA系统 IS-95A已经不能满足运营商和用户的需要。1998年2月美国Qualc omm公司宣布支持新的TIA/EIA-95B的标准,即IS-95B标准用于C DMA的基础平台上。IS-95B可以提高CDMA系统的性能,并增加用户移动通 信设备的数据流量,提高系统的接话率,为向第三代发展奠定基础。IS-95B的重 要特征是可以支持CDMA系统的高码率14.4kbit/s,最高达到115kb it/s。此码率是通过将8个业务通道集中的方法得到的,Qualcomm公司的 预计目标是前向业务通道达到28.8kbit/s到57.6kbit/s,反向业 务通道达到14.4kbit/s的码速率。   IS-95B在软切换方面的改进更加提高了CDMA系统容量,特别适合于高密 度环境下的移动通信,在这样的区域内软切换率会更高并保持了IS-95A的语音通 话质量,但所需的用于软切换的业务通道减少了。另一条改革是频带间的硬切换,CD MA系统使用另外的1.25MHz来增加容量,当移动台从一个频带转到另一个频带 时,IS-95B规定CDMA系统能自动进行频带的软切换工作。 Qualcomm 计划将IS-95B产品于1999年初投入基础设施建设中,同时Qualcomm 也致力于将IS-95B的特点包含在用户产品中。 CDMA IS-95向第三代的演进    在向第三代移动通信的标准演进中,W-CDMA和CDMA2000和中国的T D-SCDMA是三个主要标准。WCDMA技术方案充分考虑了与第二代GSM移动 通信系统的互操作性和对GSM核心网络的兼容性,CDMA2000的开发策略则是 对以IS95标准为蓝本的cdmaOne系统的平滑升级;中国提出的TD-SCD MA技术定位INT-2000 CDMAT-DD部分中,为规范第三代无线接口技术 发挥了重要作用.   ITU要求第三代移动通信系统具有反向兼容性。反向兼容性类似于GSM/DC S 1800双频段的概念,即第二、三代系统网络之间,具有通话切换和自动漫游功能 ,通过用户使用双模手机,使得运营商在第二代网络的基础上逐步建设和发展第三代网 络,并且继续使用第二代的网络和投资设备,可以减小和降低运营商在第三代上的投资 风险和技术风险。未来的网络结构和接口的发展趋势是朝着分布式和更加开放的方向发 展。从长远看,预计在未来的第三代设备市场上厂商及业务市场上运营商之间及 业务提供厂商之间的竞争将比目前的第二代更加激烈。目前,第二代的分级式结构适 合于面向话音业务和低速电路交换型数据业务,而未来的平级式结构则适合于包括话音 ,高速数据等业务在内的多媒体业务。 CDMA产品市场状况   1. 窄带CDMA市场现状   CDMA大约于3年多以前开始进入市场,问世仅仅3年的时间,全球用户在19 98年底已达2300万,3个月之后CDMA用户又激增了30%(700万用户 )到1999年3月,全球CDMA总用户已接近3000万,成为世界上发展最快 和最具生命力的移动通信系统。   CDMA用户遍及世界各大洲,但主要用户在亚洲和北美洲(目前全球用户分布为 亚洲64%,北美洲30%,拉丁美洲和世界其它地区为6%)。根据CDG(全球C DMA协会)的统计,自1997年9月到1999年3月的18个月的时间内,北美 CDMA用户增长了9.8倍,亚洲用户增长了5.4倍,拉丁美洲和其它地区起步较 晚,但是自1998年3月到1999年3 月的12个月内,拉美用户增长了12.4 倍,欧州、中东和非洲增长330倍。1997年9月到1999年3月的18个月内 ,全球CDMA用户的总增长为6.7倍。根据这一迅猛的发展趋势,国际上的专家们 按较保守的预测,估计到2000年底,CDMA的全球用户将达到6000万,到2 002年底,总用户将增至1.06亿,独立咨询公司(DATACOMM RESEA RCH)历时3年的市场调查预测到2003年 CDMA用户将增长到1.65亿( 参见1998年的CDMA SPECTRUM)。   目前世界上有100多家运营公司在覆盖各大洲的38个国家运营窄带CDMA系 统,韩国全国统一使用CDMA作为唯一的移动通信系统,在美国和加拿大,CDMA 网络已遍布几乎所有的城市,通信公司的GSM开发项目纷纷关闭下马。模拟系统(A MPS)的生产处于收尾阶段,CDMA将主导北美移动通信市场已是不争的事实。   从目前用户调查结果看,CDMA系统口碑非常好,主要满意的方面是优越的语音 质量,高可靠性(不掉线),隐私保密性强,安全无害(手机功率极小,对身体无害) 以及电池持续时间长等。日本一家独立调查公司对1400名用户的调查表明,80% 以上的用户认为CDMA的语音质量优于或等同于有线电话的音质。  2. 2.5代 和3代CDMA的国际市场情况   第三代(宽带,5兆带宽)CDMA系统是目前各大公司正在竞相开发的热门技术 ,而窄带(1.25兆)CDMA则是较成熟的技术,窄带CDMA是开发宽带CDM A的基础,两者可以并存于运营公司管理的同一频段之中。目前北美各大公司开发的2 .5代和3代CDMA均兼容IS-95。   目前,2.5代CDMA在北美市场已有50亿美元的商业定单,产品将于200 0年和2001投入市场。3代CDMA预计在2001到2002年左右投放市场。 作为过渡,目前研制的2.5代和3代CDMA都兼容IS-95,但是IS-95将 在3年左右的时间内被淘汰,原因是2.5代和3代在性能、功能以及价格方面都远远 优于IS-95,尤其值得注意的是IS-95系统不具有数据传输功能,在数据通信 高速增长的拉动下,CDMA将很快向2.5代与第三代转化。在日本,仅仅简化了的 3代CDMA(只有话音功能〕目前就已经有了110~160亿美元的商业定单。总 之,目前世界上几乎所有的通信大公司都在开发2.5代和3代的CDMA基站系统或 手机,他们必将有力地推动CDMA的市场。欧洲运营商已经决定采用欧洲制的CDM A系统,北美、日本、韩国目前的商业定单几乎全部为CDMA。CDMA作为世界新 一代通信系统的主导地位看来已经确立。速率。 ----《通信世界》 -- ┏━┳━┳━┳━┳━┳━┳━┳━┳━┳━┳━┳━┓ ┃诗┃比┃历┃史┃真┃实┃而┃美┃高┃于┃现┃实┃ ┗━┻━┻━┻━┻━┻━┻━┻━┻━┻━┻━┻━┛ ※ 来源:·哈工大紫丁香 bbs.hit.edu.cn· [align=right][color=#000066][此贴子已经被作者于2003-6-24 12:29:30编辑过][/color][/align]



关键词: 技术     市场     应用     介绍     移动     通信系统     系统     基站    

共1条 1/1 1 跳转至

回复

匿名不能发帖!请先 [ 登陆 注册 ]