碼分多址（無線通信技術）

碼分多址（無線通信技術）

碼分多址 （無線通信技術） 次瀏覽 | 2022.08.10 09:04:56 更新 來源 ：互聯網 精選百科 本文由作者推薦 碼分多址無線通信技術

碼分多址(CDMA)是在數字技術的分支——擴頻通信技術上發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據，用一個帶寬遠大于信號帶寬的高速偽隨機碼進行調制，使原數據信號的帶寬被擴展，再經載波調制并發送出去。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據的窄帶信號即解擴，以實現數據傳輸。

中文名

碼分多址

外文名

Code Division Multiple Access(CDMA)

專業

通信技術

所屬學科

數學

定義

在數字技術的分支擴頻通信技術上的一種成熟的無線通信技術

通信原理

通信系統中，不同用戶傳輸信息所用的信號不是靠頻率不同或時隙不同來區分，而是用各自不同的編碼序列來區分，或者說，靠信號的不同波形來區分。如果從頻域或時域來觀察，多個CDMA信號是互相重疊的。

接收機用相關器可以在多個CDMA信號中選出其中使用預定碼型的信號。其它使用不同碼型的信號因為和接收機本地產生的碼型不同而不能被解調。類似于在信道中引入了噪聲和干擾，通常稱之為多址干擾。

在CDMA蜂窩通信系統中，用戶之間的信息傳輸是由基站進行轉發和控制的。為了實現雙工通信，正向傳輸和反向傳輸各使用一個頻率，即通常所謂的頻分雙工。無論正向傳輸或反向傳輸，除去傳輸業務信息外，還必須傳送相應的控制信息。為了傳送不同的信息，需要設置相應的信道。但是，CDMA通信系統既不分頻道又不分時隙，無論傳送何種信息的信道都靠采用不同的碼型來區分。

信道配置

1.CDMA與蜂窩結構的關系

擴頻CDMA數字蜂窩系統是頻帶資源共享的，在一個CDMA蜂窩系統中各個小區都共享一個頻帶。從頻率重用角度來說，蜂窩區群結構的關系大為減弱了。在CDMA系統中，蜂窩結構（包括扇區結構）的考慮在于頻帶資源共享后的多用戶干擾的影響。

①CDMA蜂窩系統的信號帶寬

窄帶CDMA蜂窩系統頻譜帶寬的確定，是基于如下考慮：頻譜資源的限制；系統容量；多徑分離；擴頻處理增益。

②碼分多址與蜂窩系統的小區和扇區

在擴頻CDMA蜂窩系統之間是采用頻分的，即不同的CDMA蜂窩系統占用不同頻段的1.23MHz帶寬。而在一個擴頻CDMA蜂窩系統之內，則是采用碼分站址的，即對不同的小區和扇區基站分配不同的碼型。

2.IS-95CDMA物理信道與邏輯信道

①物理信道

將BS到MS方向的鏈路稱為前向鏈路，將MS到BS方向的鏈路稱為反向鏈路。前向鏈路和反向鏈路均是由碼分物理信道構成。

②邏輯信道

利用碼分物理信道可以傳送不同功能的信息。依據所傳送的信息功能不同而分類的信道，稱為邏輯信道，

發展方向

CDMA是移動通信技術的發展方向。在2G階段，CDMA增強型IS95A與GSM在技術體制上處于同一代產品，提供大致相同的業務。但CDMA技術有其獨到之處，在通話質量好、掉話少、低輻射、健康環保等方面具有顯著特色。在2.5G階段，CDMA2000 1X RTT 與GPRS在技術上已有明顯不同，在傳輸速率上1X RTT高于GPRS，在新業務承載上1X RTT比GPRS成熟，可提供更多的中高速率的新業務。從2.5G向3G技術體制過渡上，CDMA2000 1.X向CDMA20003.X過渡比GPRS向WCDMA過渡更為平滑。

技術特點

CDMA是擴頻通信的一種，具有擴頻通信的以下特點：

（1）抗干擾能力強。這是擴頻通信的基本特點，是所有通信方式無法比擬的。

（2）寬帶傳輸，抗衰落能力強。

（3）由于采用寬帶傳輸，在信道中傳輸的有用信號的功率比干擾信號的功率低得多，因此信號好像隱蔽在噪聲中；即功率譜密度比較低，有利于信號隱蔽。

（4）利用擴頻碼的相關性來獲取用戶的信息，抗截獲的能力強。

在擴頻CDMA通信系統中，由于采用了新的關鍵技術而具有一些新的特點：

（1）采用了多種分集方式。除了傳統的空間分集外。由于是寬帶傳輸起到了頻率分集的作用，同時在基站和移動臺采用了RAKE接收機技術，相當于時間分集的作用。

（2）采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，采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）采用了移動臺輔助的軟切換。通過CDMA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。處于切換區域的移動臺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，這樣有利于提高反向聯路的容量和復蓋范圍。

（4）采用了功率控制技術，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于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。由于CDMA的帶寬很大，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是利用碼表矢量量化差值的信號，并根據語音激活的程度產生一個輸出速率可變的信號。這種編碼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1.8kbt/s到14.4kbt/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。

技術標準

CDMA技術的標準化經歷了幾個階段。IS-95是cdmaONE系列標準中最先發布的標準，真正在全球得到廣泛應用的第一個CDMA標準是IS-95A，這一標準支持8K編碼話音服務。其后又分別出版了13K話音編碼器的TSB74標準，支持1.9GHz的CDMA PCS系統的STD-008標準，其中13K編碼話音服務質量已非常接近有線電話的話音質量。

隨著移動通信對數據業務需求的增長，1998年2月，美國高通公司宣布將IS-95B標準用于CDMA基礎平臺上。IS-95B可提供CDMA系統性能，并增加用戶移動通信設備的數據流量，提供對64kbps數據業務的支持。其后，cdma2000成為窄帶CDMA系統向第三代系統過渡的標準。cdma2000在標準研究的前期，提出了1X和3X的發展策略，但隨后的研究表明，1X和1X增強型技術代表了未來發展方向。

CDMA技術的標準化，推進了這項技術在世界范圍的應用。目前，在美國、韓國、日本等國家，CDMA技術已獲得了較大規模的應用。在一些歐洲國家，一些運營商也建起了CDMA網絡。據CDG（世界CDMA發展集團）統計，1996年底CDMA用戶僅為100萬；到1998年3月已迅速增長到1000萬；截至1999年9月，用戶數量已超過4000萬。2000年初全球CDMA移動電話用戶的總數已突破5000萬，在一年內用戶數量增長率達到118%。

發展階段

CDMA技術的出現源自于人類對更高質量無線通信的需求。第二次世界大戰期間因戰爭的需要而研究開發出CDMA技術，其思想初衷是防止敵方對己方通訊的干擾，在戰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商用系統運行之后，CDMA技術理論上的諸多優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。

在美國，10個移動通信運營公司中有7家選用CDMA。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技術更是發揮了重要作用。CDMA技術的標準化經歷了幾個階段。IS-95是cdmaONE系列標準中最先發布的標準，真正在全球得到廣泛應用的第一個CDMA標準是IS-95A，這一標準支持8K編碼話音服務。其后又分別出版了13K話音編碼器的TSB74標準，支持1.9GHz的CDMA PCS系統的STD-008標準，其中13K編碼話音服務質量已非常接近有線電話的話音質量。

隨著移動通信對數據業務需求的增長，1998年2月，美國高通公司宣布將IS-95B標準用于CDMA基礎平臺上。IS-95B可提供CDMA系統性能，并增加用戶移動通信設備的數據流量，提供對64kbps數據業務的支持。其后，cdma2000成為窄帶CDMA系統向第三代系統過渡的標準。cdma2000在標準研究的前期，提出了1X和3X的發展策略，但隨后的研究表明，1X和1X增強型技術代表了未來發展方向。

CDMA技術的標準化，推進了這項技術在世界范圍的應用。在美國、韓國、日本等國家，CDMA技術已獲得了較大規模的應用。在一些歐洲國家，一些運營商也建起了CDMA網絡。據CDG（世界CDMA發展集團）統計，1996年底CDMA用戶僅為100萬；到1998年3月已迅速增長到1000萬；截至1999年9月，用戶數量已超過4000萬。2000年初全球CDMA移動電話用戶的總數已突破5000萬，在一年內用戶數量增長率達到118%。CDG表示，亞洲已經成為CDMA市場增長的主要動力，亞洲地區CDMA用戶數量比一年前增長88%，達到2800萬。

系統知識

1.CDMA系統概念

CDMA系統是基于碼分技術（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。

CDMA系統屬于子干擾系統。

2.CDMA系統時間

系統零時：定義1980年1月6日0時整為系統起始時間。偏置為零的長碼和短碼此時同時處于初始狀態。

所有基站將在GPS時間的每個偶秒起始時刻（或在此之后80ms整數倍處）作為0偏置PN碼（周期為80/3ms）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。

3.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。

由于使用相同的載頻，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系統中采用功率控制技術解決“遠——進”效應。

4.中國CDMA系統頻率使用規劃

聯通新時空CDMA占用的載頻上行（825MHz-835MHz）下行（870MHz-880MHz）。

2008年6月3日中國聯通與中國電信就c網出售達成框架協議，雙方將共同保障用戶的服務和權益不受影響。

2008年國慶節后，cdma將成為中國電信大家庭中一員，在移動通信領域與聯通和移動兩家運營商并駕齊驅。

中國聯通的CDMA網絡業務與技術從2008年10月1日起正式轉交給中國電信。

參考資料