CDMA技术魅力何在 - 技术浅尝 - 黑眼睛郑海威

(这条文章已经被阅读了 65 次) 时间:2001-10-10 12:03:16 来源:黑眼睛郑海威 (黑眼睛) 转载

日前,联通CDMA系统建设第一期工程第一批设备发标工作在北京举行,此举表明联通CDMA网络建设已拉开大幕。联通CDMA设备招标点燃了设备制造商的热情,也引起了社会各界的广泛关注。那么,CDMA技术到底魅力何在?CDMA技术在全球的应用情况如何呢?

CDMA技术的诞生及特点

20世纪80年代末,全球范围从模拟向数字蜂窝技术的突然转变,使欧洲的GSM数字技术受益匪浅,并迅速推广到近100个国家,占据了无可争议的市场领先地位。然而,更具突发性的是CDMA技术在蜂窝移动通信中的应用。CDMA最初应用于军事抗干扰通信,而后由高通公司更新成为商用蜂窝电信技术,但当时业界对CDMA是否适合商用还疑虑重重。随后,经过电信界广泛的研讨、论证,特别是在韩国政府的积极倡导和推动下,CDMA移动通信系统得到了迅猛发展。1995年,第一个CDMA系统商用后,其理论上的诸多技术优势在实践中得到了检验,从而使CDMA技术在国际上得到了推广和应用。在美国和日本,CDMA技术成为其国内的主要移动通信技术。

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比其它系统有更多的优势。

CDMA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至5倍。CDMA系统容量的配置灵活,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,打个比方,我们将带宽想像成一个大房子,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像成宽带的载波,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。CDMA系统通话质量好,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。CDMA频率规划简单,用户按不同的序列码区分,所以不相同的CDMA载波可在相邻的小区内使用,网络规划灵活,扩展简单。由于采用功率控制和可变速率声码器,使CDMA手机电池使用寿命延长。

CDMA标准化及世界应用情况

CDMA技术的标准化经历了几个阶段。IS-95是cdmaOne系列标准中最先发布的标准,真正在全球得到广泛应用的第一个CDMA标准是IS-95A,这一标准支持8K编码话音服务。其后又分别出版了13K话音编码器的TSB74标准,支持1.9GHz的CDMA PCS系统的STD-008标准,其中13K编码话音服务质量已非常接近有线电话的话音质量。随着移动通信对数据业务需求的增长,1998年2月,美国高通公司宣布将IS-95B标准用于CDMA基础平台上。IS-95B可提供CDMA系统性能,并增加用户移动通信设备的数据流量,提供对64kbps数据业务的支持。其后,cdma2000成为窄带CDMA系统向第三代系统过渡的标准。cdma2000在标准研究的前期,提出了1X和3X的发展策略,但随后的研究表明,1X和1X增强型技术代表了未来发展方向。

CDMA技术的标准化,推进了这项技术在世界范围的应用。目前,在美国、韩国、日本等国家,CDMA技术已获得了较大规模的应用。在一些欧洲国家,一些运营商也建起了CDMA网络。据CDG (世界CDMA发展集团)统计,1996年底CDMA用户仅为100万;到1998年3月已迅速增长到1000万;截至1999年9月,用户数量已超过4000万。2000年初全球CDMA移动电话用户的总数已突破5000万,在一年内用户数量增长率达到118%。CDG表示,目前亚洲已经成为CDMA市场增长的主要动力,亚洲地区CDMA用户数量比一年前增长88%,达到2800万。美国地区的增长率更是高达143%,但用户绝对数量要低于亚洲,达到1650万。增长率位于第三的是中美洲和南美洲,CDMA用户数量达到500万。CDG还表示,今后全球CDMA市场中,中国大陆地区的增长潜力最大,估计2003年中国大陆市场的用户数量可以达到4000万。在亚太地区,中国香港、日本、韩国、澳大利亚、泰国、印度、菲律宾、新西兰、孟加拉国等许多国家和地区都已建有CDMA商用网络,用户数量已超过2100万户。但从全球范围来看,由于GSM技术出现得早,因此它占据了市场先机,无论从采用的国家数还是网络规模来看,GSM技术仍占据着全球第二代移动通信系统市场的优势地位。

国内外CDMA运营业的崛起和迅猛发展,促进了制造业的繁荣发展。国外已有10多个CDMA厂商提供CDMA系统网络,40多个厂商提供CDMA系统手机。而中国的科研部门、制造厂商自1995年起就开始启动CDMA系统的研究开发工作,目前中兴通讯、大唐电信、华为、上海贝尔等国内制造商生产的CDMA系统设备正在迅速成熟已具备了装备通信网的能力。(晓 弈)

(人民邮电报)