CDMA通信系統

CDMA通信系統採用先進的擴頻技術，實現了碼分多址的套用系統。當前商用CDMA系統空中接口標準為IS-95，提供1.23MHz的無線載頻間隔；為防止干擾，不同的用戶分配不同的無線信道（頻率）或同一信道內的不同碼；相同的無線信道能在相鄰小區或扇面使用；每扇面的話務容量為軟容量，不受頻率或收發信機數量的嚴格限制。CDMA系統中通過在給定時間內傳送不同的碼來區分不同的基站，即基站傳送不同時間偏移的同一偽隨機碼。為了確保時間偏移的正確性，CDMA基站必須對公共時間參考點保持同步。

基本介紹

• 中文名：CDMA通信系統
• 特點：藉助全球定位系統提供精確同步
• 優勢：系統容量大
• 概念：基於碼分技術和多址技術通信系統

系統簡介

CDMA系統藉助全球定位系統（GPS）提供精確同步，在當前的技術手段下，GPS是保證其達到預期頻譜效率的最後的同步手段。

CDMA是一種擴頻技術，它將包含有用信息的信號擴展成較大的寬頻，通過接收端的解調壓縮來獲取極大的信號增益和較高的信噪比。

CDMA系統能夠使移動台同時與兩個或多個基站通信以實現小區間無縫切換，話音信道為先接後斷，大大減少了掉話率。只有Lucent真正做到交換機之間，交換機之內所有基站實現全程軟切換。

CDMA保持設定的話音質量，誤幀率，同時獲得最大頻譜效率手段。設定和控制反向Eb/No以控制誤幀數量；儘量減低手機發射功率（反向）；儘量減低基站發射功率（前向）；提供方法使運營者可以平衡系統容量與話音質量的需要。

CDMA追求更高的頻譜效率和更好的通信質量，是推動一切無線蜂窩技術前進的根本之內在驅動力，從FDMA到TDMA，再到CDMA，直至要實現的第三代系統——寬頻CDMA。

特點

（1）採用了多種分集方式。除了傳統的空間分集外。由於是寬頻傳輸起到了頻率分集的作用，同時在基站和移動台採用了RAKE接收機技術，相當於時間分集的作用。

（2）採用了話音激活技術和扇區化技術。因為CDMA系統的容量直接與所受的干擾有關，採用話音激活和扇區化技術可以減少干擾，可以使整個系統的容量增大。

（3）採用了移動台輔助的軟切換。通過它可以實現無縫切換，保證了通話的連續性，減少了掉話的可能性。處於切換區域的移動台通過分集接收多個基站的信號，可以減低自身的發射功率，從而減少了對周圍基站的干擾，這樣有利於提高反向聯路的容量和覆蓋範圍。

（4）採用了功率控制技術，這樣降低了平準發射功率。

（5）具有軟容量特性。可以在話務量高峰期通過提高誤幀率來增加可以用的信道數。當相鄰小區的負荷一輕一重時，負荷重的小區可以通過減少導頻的發射功率，使本小區的邊緣用戶由於導頻強度的不足而切換到相臨小區，使負擔分擔。

（6）兼容性好。由於CDMA的頻寬很大，功率分布在廣闊的頻譜上，功率話密度低，對窄帶模擬系統的干擾小，因此兩者可以共存。即兼容性好。

（7）CDMA的頻率利用率高，不需頻率規劃，這也是CDMA的特點之一。

（8）CDMA高效率的OCELP話音編碼。話音編碼技術是數字通信中的一個重要課題。OCELP是利用碼錶矢量量化差值的信號，並根據語音激活的程度產生一個輸出速率可變的信號。這種編五馬方式被認為是目前效率最高的編碼技術，在保證有較好話音質量的前提下，大大提高了系統的容量。這種聲碼器具有8kbit/s和13kbit/s兩種速率的序列。8kbit/s序列從1.2kbit/s到9.6kbit/s可變，13kbit/s序列則從1.8kbit/s到14.4kbit/s可變。最近，又有一種8kbit/sEVRC型編碼器問世，也具有8kbit/s聲碼器容量大的特點，話音質量也有了明顯的提高。

優勢

系統容量大

理論上，在使用相同頻率資源的情況下，CDMA移動網比模擬網容量大20倍，實際使用中比模擬網大10倍，比GSM要大4-5倍。

容量配置靈活

在CDMA系統中，用戶數的增加相當於背景噪聲的增加，造成話音質量的下降。但對用戶數並無限制，操作者可在容量和話音質量之間折衷考慮。另外，多小區之間可根據話務量和干擾情況自動均衡。

這一特點與CDMA的機理有關。CDMA是一個自擾系統，所有移動用戶都占用相同頻寬和頻率，打個比方，將頻寬想像成一個大房子，所有的人將進入惟一的大房子。如果他們使用完全不同的語言，他們就可以清楚地聽到同伴的聲音而只受到一些來自別人談話的干擾。在這裡，屋裡的空氣可以被想像成寬頻的載波，而不同的語言即被當作編碼，我們可以不斷地增加用戶直到整個背景噪音限制住了我們。如果能控制住用戶的信號強度，在保持高質量通話的同時，我們就可以容納更多的用戶。

通話質量更佳

TDMA的信道結構最多只能支持4Kb的語音編碼器，它不能支持8Kb以上的語音編碼器。而CDMA的結構可以支持13kb的語音編碼器。因此可以提供更好的通話質量。CDMA系統的聲碼器可以動態地調整數據傳輸速率，並根據適當的門限值選擇不同的電平級發射。同時門限值根據背景噪聲的改變而變，這樣即使在背景噪聲較大的情況下，也可以得到較好的通話質量。另外，TDMA採用一種硬移交的方式，用戶可以明顯地感覺到通話的間斷，在用戶密集、基站密集的城市中，這種間斷就尤為明顯，因為在這樣的地區每分鐘會發生2至4次移交的情形。而CDMA系統“掉話”的現象明顯減少，CDMA系統採用軟切換技術，“先連線再斷開”，這樣完全克服了硬切換容易掉話的缺點。

頻率規劃簡單

用戶按不同的序列碼區分，所以，相同CDMA載波可在相鄰的小區內使用，網路規劃靈活，擴展簡單。

雖然CDMA系統頻率規劃簡單，但CDMA系統存在著PN短碼的規劃，並且PN短碼的規劃相較頻率規劃並不一定更簡單。

總體來說CDMA的規劃並不簡單。相反，較之GSM系統要更為複雜。

建網成本低

CDMA系統有著容量大、工作頻點較GSM低，因此，在CDMA規劃中，CDMA的站間距一般較GSM稀疏。因此可以更好的節約建網成本。

網路綠色環保

技術體制 平均發射功率 最大發射功率

GSM 125毫瓦 2瓦

CDMA 2毫瓦 200毫瓦

從以上數據可以看到CDMA手機是GSM手機平均發射功率的2/125

CDMA手機更加綠色環保。

低功率譜密度

由於CDMA的關鍵技術為擴頻技術，所以它的功率譜被擴展的很寬，從而功率很低，好處有二：

1防止其它信道的干擾；

2防止干擾其它信道。

系統知識

CDMA系統概念

CDMA系統是基於碼分技術（擴頻技術）和多址技術的通信系統，系統為每個用戶分配各自特定地址碼。地址碼之間具有相互準正交性，從而在時間、空間和頻率上都可以重疊；將需傳送的具有一定信號頻寬的信息數據，用一個頻寬遠大於信號頻寬的偽隨機碼進行調製，使原有的數據信號的頻寬被擴展，接收端進行向反的過程，進行解擴，增強了抗干擾的能力。

CDMA系統屬於自干擾系統。

CDMA系統時間

系統零時：定義1980年6月1日12:00:00時整為系統起始時間。偏置為零的長碼和短碼此時同時處於初始狀態

所有基站將在GPS時間的每個偶秒起始時刻（或在此之後80ms整數倍處）作為0偏置PN碼（周期為80/3 ms）的初態，即在此之前恰好輸出了1個“1”和連續15個“0”這樣的PN碼片

所有基站需將1980年1月6日零時（GPS起始時間）作為m序列長碼的初態（在此之前恰好輸出了一個“1”碼片和41個連續的“0”碼片）

使用GPS定時的好處：切換快，同步簡單.

CDMA系統缺點

來自非同步CDMA網中不同的用戶的擴頻序列不完全正交，從而引起多址干擾；

由於使用相同的載頻，許多用戶共用一個信道，強信號對弱信號有著明顯的抑制作用，從而產生“遠－－近”效應，影響用戶通話。

CDMA系統中採用功率控制技術解決“遠---近”效應