CDMA技術(shù)特點與提供的強大功能

2019-11-05 02:27:01

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供稿：網(wǎng)友

　　1　引言
　　CDMA（Code Division Multiple access碼分多址）是近年來被應(yīng)用于商業(yè)的一種數(shù)字接口技術(shù)。他擁有頻率利用率高、手機功耗低等優(yōu)點。CDMA手機是指基于CDMA網(wǎng)絡(luò)的移動通信終端。目前，19家企業(yè)被批準(zhǔn)有資格生產(chǎn)CDMA終端產(chǎn)品。
　　
　　CDMA手機除了能夠提供GSM手機的通話功能和信息服務(wù)外，還具有高速無線數(shù)據(jù)傳輸和多媒體功能。能提供的服務(wù)主要有：
　　
　?。?）基本增值服務(wù)，如呼叫轉(zhuǎn)移、信息提示等。
　　
　?。?）語音郵件服務(wù)，如郵件、傳真、新聞等語音信息。
　　
　?。?）短信息服務(wù)，如天氣、交通、證券、廣告等。
　　
　　（4）無線智能網(wǎng)服務(wù)，如虛擬網(wǎng)絡(luò)、個人號碼識別等。
　　
　?。?）無線互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)，如網(wǎng)絡(luò)瀏覽、電子商務(wù)、電子郵箱、網(wǎng)絡(luò)游戲等。
　　
　　2　CDMA所具有的優(yōu)點
　　與GSM手機相比，CDMA手機具有以下優(yōu)點：
　　
　?。?）CDMA手機發(fā)射功率?。? mw）。
　　
　　（2）CDMA手機采用先進的切換技術(shù)――軟切換技術(shù)（即切換是先接續(xù)好后再中斷），使得CDMA手機的通話可與固定電話媲美，而且不會有GSM手機的掉線現(xiàn)象。
　　
　　（3）使用CDMA網(wǎng)絡(luò)，運營商的投資相對減少，這就為CDMA手機資費的下調(diào)預(yù)留了空間。
　　
　　（4）因采用以拓頻通信為基礎(chǔ)的一種調(diào)制和多址通信方式，其容量比模擬技術(shù)高10倍，超過GSM網(wǎng)絡(luò)約4倍。
　　
　?。?）基于寬帶技術(shù)的CDMA使得移動通信中視頻應(yīng)用成為可能，從而使手機從只能打電話和發(fā)送短信息等狹窄的服務(wù)中走向?qū)拵Ф嗝襟w應(yīng)用。
　　
　　在第三代移動通信的無線接口國際提案中，WCDMA和CDMA2000都是極為重要的技術(shù)。這兩種寬帶CDMA方案，除了碼片速率、同步方式、導(dǎo)頻方式等有所不同外，其他如功率、軟切換等基本技術(shù)并無大的區(qū)別。
　　
　　CDMA One是基于IS-95標(biāo)準(zhǔn)的各種CDMA產(chǎn)品的總稱，即所有基于CDMAOne技術(shù)的產(chǎn)品，其核心技術(shù)均以IS-95作為標(biāo)準(zhǔn)。CDMA2000是美國向ITU提出的第三代移動通信空中接口標(biāo)準(zhǔn)的建議，是IS-95標(biāo)準(zhǔn)向第三代演進的技術(shù)體制方案，這是一種寬帶CDMA技術(shù)。CDMA2000室內(nèi)最高數(shù)據(jù)速率為2 Mb／s以上，步行環(huán)境時為384 kb／s，車載環(huán)境時為144 kb／s以上。
　　
　　CDMA2000-1X原意是指CDMA2000的第一階段（速率高于IS-95,低于2 Mb／s），可支持308 kb／s的數(shù)據(jù)傳輸，網(wǎng)絡(luò)部分引入分組交換，可支持移動IP業(yè)務(wù)。
　　
　　CDMA2000-1X EV是在CDMA2000-1X基礎(chǔ)上進一步提高速率的增強體制，采用高速率數(shù)據(jù)（HDR）技術(shù)，能在1．25 MHz（同CDMA2000-1X帶寬）內(nèi)提供2 M／s以上的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，是CDMA2000-1X的邊緣技術(shù)。3GPP已開始制訂CDMA2000-1X EV的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，其中用高通公司技術(shù)的稱為HDR。
　　
　　與CDMAOne相比，CDMA2000有下列技術(shù)特點：多種信道帶寬，前向鏈路上支持多載波和直擴兩種方式；反向鏈路僅支持直擴方式；可以更加有效地使用無線資源；可實現(xiàn)系統(tǒng)平滑過渡；核心網(wǎng)協(xié)議可使用IS-41,GSM-MAP以及IP骨干網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)；前向發(fā)送分集；快速前向功率控制；使用Turbo碼；輔助導(dǎo)頻信道；靈活幀長；反向鏈路相干解調(diào)；可選擇較長的交織器。CDMA2000－1X采用擴頻速率為SR1，即指前向信道和反向信道均用碼片速率1．228 8 Mb／s的單載波直接序列擴頻方式。因此他可以方便地與IS-95(A/B)后向兼容，實現(xiàn)平滑過渡。運營商可在某些需求高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)而導(dǎo)致容量不夠的蜂窩上，用相同載波部署CDMA2000-1X系統(tǒng)，從而減少了用戶和運營商的投資。由于CDMA2000-1X采用了反向相干解調(diào)、快速前向功控、發(fā)送分集、Turbo編碼等新技術(shù)，其容量比IS-95大為提高。在相同條件下，對普通話音業(yè)務(wù)而言，容量大致為IS-95系統(tǒng)的兩倍。
　　
　　3　CDMA要害技術(shù)所在
　　CDMA2000-1X要害技術(shù)包括以下幾個方面。
　　
　　（1）前向快速功率控制技術(shù)　CDMA2000采用快速功率控制方法。即移動臺測量收到業(yè)務(wù)信道的Eb／Nt，并與門限值比較，根據(jù)比較結(jié)果，向基站發(fā)出調(diào)整基站發(fā)射功率的指令，功率控制速率可以達到800 b／s。由于使用快速功率控制，可以達到減少基站發(fā)射功率、減少總干擾電平，從而降低移動臺信噪比要求，最終可以增大系統(tǒng)容量。
　　
　　（2）前向快速尋呼信道技術(shù)　此技術(shù)有2個用途。一是尋呼或睡眠狀態(tài)的選擇。因基站使用快速尋呼信道向移動臺發(fā)出指令，決定移動臺是處于監(jiān)聽尋呼信道還是處于低功耗的睡眠狀態(tài)，這樣移動臺便不必長時間連續(xù)監(jiān)聽前向?qū)ず粜诺?，可減少移動臺激活時間和節(jié)省移動臺功耗。二是配置改變。通過前向快速尋呼信道，基地臺向移動臺發(fā)出最近幾分鐘內(nèi)的系統(tǒng)參數(shù)消息，使移動臺根據(jù)此新消息作相應(yīng)設(shè)置處理。
　　
　?。?）前向鏈路發(fā)射分集技術(shù)CDMA2000-1X采用直接擴頻發(fā)射分集技術(shù)，有2種方式：一種是正交發(fā)射分集方式，方法是先分離數(shù)據(jù)流再用不同的正交Walsh碼對2個數(shù)據(jù)流進行擴頻，并通過2個發(fā)射天線發(fā)射。另一種是空時擴展分集方式，使用空間兩根分離天線發(fā)射已交織的數(shù)據(jù)，使用相同原始Walsh碼信道。使用前向鏈路發(fā)射分集技術(shù)可以減少發(fā)射功率，抗瑞利衰落，增大系統(tǒng)容量。
　　
　　（4）反向相干解調(diào)　基站利用反向?qū)ьl信道發(fā)出擴頻信號捕捉移動臺的發(fā)射信號，再用梳狀（Rake）接收機實現(xiàn)相干解調(diào)，與IS-95采用非相干解調(diào)相比，提高了反向鏈路性能，降低了移動臺發(fā)射功率，提高了系統(tǒng)容量。
　　
　　（5）連續(xù)的反向空中接口波形　在反向鏈路中，數(shù)據(jù)采用連續(xù)導(dǎo)頻，使信道上數(shù)據(jù)波形連續(xù)，此措施可減少外界電磁干擾，改善搜索性能，支持前向功率快速控制以及反向功率控制連續(xù)監(jiān)控。
　　
　?。?）Turbo碼使用　Turbo碼具有優(yōu)異的糾錯性能，適于高速率對譯碼時延要求不高的數(shù)據(jù)傳輸業(yè)務(wù)，并可降低對發(fā)射功率的要求、增加系統(tǒng)容量，在CDMA2000-1X中Turbo碼僅用于前向補充信道和反向補充信道。Turbo編碼器由2個RSC編碼器（卷積碼的一種）、交織器和刪除器組成。每個RSC編碼器有兩路校驗位輸出，2個輸出經(jīng)刪除復(fù)用后形成Turbo碼。Turbo譯碼器由2個軟輸入、軟輸出的譯碼器、交織器、去交織器構(gòu)成，經(jīng)對輸入信號交替譯碼、軟輸出多輪譯碼、過零判決后得到譯碼輸出。
　　
　　（7）靈活的幀長　與IS-95不同，CDMA2000-1X支持5 ms，10 ms，20 ms，40 ms，80 ms和160 ms多種幀長，不同類型信道分別支持不同幀長。前向基本信道、前向?qū)Ｓ每刂菩诺?、反向基本信道、反向?qū)Ｓ每刂菩诺啦捎? ms或20 ms幀，前向補充信道、反向補充信道采用20 ms，40 ms或80 ms幀，話音信道采用20 ms幀。較短幀可以減少時延，但解調(diào)性能較低；較長幀可降低對發(fā)射功率的要求。
　　
　?。?）增強的媒體接入控制功能　媒體接入控制子層控制多種業(yè)務(wù)接入物理層，保證多媒體業(yè)務(wù)的實現(xiàn)。他實現(xiàn)話音、分組數(shù)據(jù)和電路數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)同時處理，提供發(fā)送、復(fù)用和Qos控制，提供接入程序。與IS-95相比，他可以滿足更高寬帶和更多業(yè)務(wù)的要求。CDMA1X網(wǎng)絡(luò)的要害設(shè)備，分組數(shù)據(jù)服務(wù)節(jié)點（PDSN）、鑒權(quán)、授權(quán)、計費服務(wù)器（AAA）、本地代理（HA）是CDMA1X系統(tǒng)支持分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的要害設(shè)備，為此對他們進行專門的介紹。PDSN是連接無線網(wǎng)絡(luò)和分組數(shù)據(jù)網(wǎng)的接入網(wǎng)關(guān)，為移動Internet／Intranet用戶提供分組數(shù)據(jù)接入服務(wù)。除了使點到點協(xié)議（PPP）封裝的IP包能在無線網(wǎng)絡(luò)和IP網(wǎng)絡(luò)間正確傳輸外，PDSN還與其他各種接入服務(wù)商的IP分組網(wǎng)絡(luò)連接，從而為終端用戶提供諸如互聯(lián)網(wǎng)接入、電子商務(wù)、WAP應(yīng)用等多種業(yè)務(wù)。PDSN同時還完成AAA服務(wù)器所需的合并的分組會話計費數(shù)據(jù)和無線會話計費數(shù)據(jù)搜集功能，并且支持移動IP的外部代理（FA）和用戶設(shè)備的85認(rèn)證功能，同時還能提供代理移動IP業(yè)務(wù)，滿足終端用戶豐富多彩的移動互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)需求。
　　
　　AAA服務(wù)器完成的功能有：用戶注冊信息的認(rèn)證，即通過驗證一些預(yù)先登記的信息來提供用戶身份認(rèn)證；數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的授權(quán)，即決定是否授權(quán)移動用戶訪問特定的網(wǎng)絡(luò)資源；計費信息的處理，即搜集資源使用信息，用于進行計費、審計、成本分配或趨勢分析等。此外，他還須實現(xiàn)與PDSN，HA及其他AAA服務(wù)器的交互功能，向移動用戶提供分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。AAA服務(wù)器具有下列特征：使用RADIUS協(xié)議，支持大規(guī)模的外部和漫游業(yè)務(wù)，代理RADIUS能向外部的RADIUS服務(wù)器提供可靠的代理AAA功能；通過目錄支持功能和程序化的配置接口，完成配置、計費和其他業(yè)務(wù)治理部件的集成，從而降低運營成本和加快業(yè)務(wù)推出速度；通過支持集中化的IP地址分配和對跨多地理區(qū)域接入設(shè)備會話的限制，高效使用治理資源。
　　
　　只有使用“移動IP”時才需要HA。作為一個獨立的網(wǎng)絡(luò)單元，HA用來完成對移動IP和代理移動IP用戶的移動性治理功能。HA通過移動終端登記來定位移動用戶，同時把分組數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)到用戶當(dāng)前所登記的FA（位于PDSN內(nèi)）。HA同時支持動態(tài)的IP地址分配和反向隧道。HA具有冗余備份功能，可由一個HA替代另一個HA。這樣，新的HA可以用原有IP地址和轉(zhuǎn)換地址維護關(guān)聯(lián)表，保證移動關(guān)聯(lián)表處于同步狀態(tài)。此外，這種方式還能保證解決方案的可用性和可擴展性。
　　
　　近一段時間以來，聯(lián)通開始大舉推廣CDMA1X網(wǎng)絡(luò)，并明確宣稱將把重心放在無線互聯(lián)的移動數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)上。而目前，無線局域網(wǎng)成熟的標(biāo)準(zhǔn)可達到11 Mb／s的速率，新的標(biāo)準(zhǔn)最高達54 Mb／s的速率，這對移動用戶具有非常大的吸引力。
　　
　　早在2003年4月的博鰲亞洲論壇首屆年會上，海南聯(lián)通在當(dāng)?shù)亟?個CDMA1X的基站，并向前來采訪年會的記者分發(fā)了近300張的無線上網(wǎng)卡，CDMA 1X＋WLAN方案的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)更是引起了廣泛關(guān)注。按照設(shè)想，海南聯(lián)通甚至要為沿海漁民以及鉆井平臺上的工作人員提供包括天氣預(yù)告等在內(nèi)的移動數(shù)據(jù)服務(wù)。
　　
　　WLAN這種早已被電信網(wǎng)通普遍采納的無線接入技術(shù)，一經(jīng)與CDMA1X融合，就顯示出其獨特的魅力。一般說來，雖然WLAN可以提供高速的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，但WLAN卻缺少對用戶進行鑒權(quán)與計費的成熟機制，而且無線局域網(wǎng)的

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