CDMA移動通訊網的關鍵技術

2023-01-18 23:24:03 字數 3433 閱讀 5514

1.功率控制技術

功率控制技術是cdma系統的核心技術。cdma系統是乙個自擾系統,所有移動使用者都占用相同頻寬和頻率,「遠近效用」問題特別突出。cdma功率控制的目的就是克服「遠近效用」,使系統既能維護高質量通訊,又不對其他使用者產生干擾。

功率控制分為前向功率控制和反向功率控制,反向功率控制又可分為僅由移動臺參與的開環功率控制和移動臺、基站同時參與的閉環功率控制。

(l)反向開環功率控制。它是移動臺根據在小區中接受功率的變化,調節移動臺發射功率以達到所有移動臺發出的訊號在基站時都有相同的功率。它主要是為了補償陰影、拐彎等效應,所以它有乙個很大的動態範圍,根據is—95標準,它至少應該達到正負32db的動態範圍。

(2)反向閉環功率控制。閉環功率控制的設計目標是使基站對移動臺的開環功率估計迅速做出糾正,以使移動臺保持最理想的發射功率。(3)前向功率控制。

在前向功率控制中,基站根據測量結果調整每個移動臺的發射功率,其目的是對路徑衰落小的移動臺分派較小的前向鏈路功率,而對那些遠離基站的和誤位元速率高的移動臺分派較大的前向鏈路功率。

2.pn碼技術

pn碼的選擇直接影響到cdma系統的容量、抗干擾能力、接入和切換速度等效能。cdma通道的區分是靠pn碼來進行的,因而要求pn碼自相關性要好,互相關性要弱,實現和編碼方案簡單等。目前的cdma系統就是採用一種基本的pn序列——m序列作為位址碼,利用它的不同相位來區分不同使用者。

3.rake接收技術

移動通訊通道是一種多徑衰落通道,rake接收技術就是分別接收每一路的訊號進行解調,然後疊加輸出達到增強接收效果的目的,這裡多徑訊號不僅不是乙個不利因素,而且在cdma系統變成乙個可供利用的有利因素。

4.軟切換技術

先連線,再斷開稱之為軟切換。cdma系統工作在相同的頻率和頻寬上,因而軟切換技術實現起來比tdma系統要方便容易得多;

5.話音編碼技術

目前cdma系統的話音編碼主要有兩種,即碼激勵線性**編碼(celp)8kbit/s和13bit/s。8kbit/s的話音編碼達到gsm系統的13bit/s的話音水平甚至更好。13bit/s的話音編碼已達到有線長途話音水平。

celp採用與脈衝激勵線性**編碼相同的原理,只是將脈衝位置和幅度用乙個向量碼表代替。

fdma、tdma、cdma三者的區別:

分頻多重進接(fdma)是採用調頻的多址技術。業務通道在不同的頻段分配給不同的使用者。如:tacs系統、amps系統等。

分時多重進接(tdma)是採用時分的多址技術。業務通道在不同的時間分配給不同的使用者。如:gsm、damps等。

cdma(分碼多重進接)是採用擴頻的分碼多重進接技術。所有使用者在同一時間、同一頻段上,根據不同的編碼獲得業務通道。

目前的數字移動通訊網的主要多址方式是tdma、tdma系統(gsm,damps)。在頻譜效率上約是模擬系統的3倍,容量有限;在話音質量上13kbit/s編碼也很難達到有線**水平;tdma系統的業務綜合能力較高,能進行資料和話音的綜合,但終端接入速率有限(最高9.6kbit/s);tdma系統無軟切換功能,因而容易掉話,影響服務質量;tdma系統的國際漫遊協議還有待進一步的完善和開發。

因而tdma並不是現代蜂窩移動通訊的最佳無線接入,而cdma分碼多重進接技術完全適合現代移動通訊網所要求的大容量、高質量、綜合業務、軟切換、國際漫遊等。

cdma分碼多重進接技術的原理是基於擴頻技術,即將需傳送的具有一定訊號頻寬資訊資料,用乙個頻寬遠大於訊號頻寬的高速偽隨機碼進行調製,使原資料訊號的頻寬被擴充套件,再經載波調製並傳送出去。接收端由使用完全相同的偽隨機碼,與接收的頻寬訊號作相關處理,把寬頻訊號換成原資訊資料的窄帶訊號即解擴,以實現資訊通訊。

cdma蜂窩移動通訊網的特點

與fdma和tdma相比,cdma具有許多獨特的優點,其中一部分是擴頻通訊系統所固有的,另一部分則是由軟切換和功率控制等技術所帶來的。cdma移動通訊網是由擴頻、多址接入、蜂窩組網和頻率再用等幾種技術結合而成,含有頻域、時域和碼域三維訊號處理的一種協作,因此它具有抗干擾性好,抗多徑衰落,保密安全性高,同頻率可在多個小區內重複使用,所要求的載幹比(c/i)小於l,容量和質量之間可做權衡取捨等屬性。這些屬性使cdma比其它系統有非常重要的優勢。

對運營者來說,cdma系統的大容量、大覆蓋既可以提高頻譜利用率,大大節約頻率資源,又可以減少基站數量,降低工程建設成本,加快工程建設進度;並能以更經濟的方式平滑過渡到第三代移動通訊,是多快好省地解決本世紀移動通訊市場發展容量需求的有效途徑。

1、cdma的頻譜利用率高,容量大

cdma系統本身所固有的碼分擴頻技術加上先進的功率控制、話音啟用技術,所以容量遠大於gsm系統。依據is-95a/b協議的cdmaone技術,至少可以提供3倍於gsm網路目前所能達到的容量。實施cdma20001xrtt之後,所能達到的容量將是gsm的6倍。

頻譜利用率高,容量大的直接好處一是大大節省寶貴的頻譜資源,二是滿足城市內高話務密度的需要,減少網路擁塞,三是減少基站數量,使網路的擴容變得簡單,易實施。

2、cdma的覆蓋範圍大

cdma的無線鏈路預算比gsm多3~6db。正常情況下,cdma的小區半徑可達60公里,在採用了特殊技術手段後,半徑可達200多公里。目前,澳洲電信的cdma網路中就有乙個覆蓋半徑超過200公里的基站。

而gsm系統基站半徑最大不得超過35公里。

覆蓋範圍的擴大所帶來的直接優點是基站數量減少,基站選址容易。更為重要的是,基站數量的減少將大大降低網路配套電信設施如機房、供電、傳輸等的投入,加快建設速度。也適用於話務量較低、要求覆蓋的地域又相當廣的邊遠城鎮和農村地區。

3、cdma的話音品質好,保密性強

由於cdma採用了偽隨機序列pn進行擴頻/解擴,在cdma8kevrc話音編碼時處理增益達21db,話音品質相當好。經澳洲電信試驗,其話音質量不僅明顯優於gsm、模擬,可以與固網的話音質量相比擬,而且在強背景雜訊環境下,還優於固網**。在香港hutchison、日本ddi/ido的商用網上也證實了這點。

而且cdma採用的擴頻通訊技術使通訊具有天然的保密性,其訊息在空中通道上被截獲的概率幾乎為零。

4、cdma的掉話率低

統計表明,切換失敗是引起掉話的最主要原因。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。cdma的軟切換技術使切換的成功率遠遠高於模擬等硬切換蜂窩系統。

5、可提供資料業務

在資料通訊方面,cdma傳送單位位元的成本比gsm低,因此更適合作為無線高速分組資料(如144kbps)業務的接入手段,為移動/無線與internet的融合提供了更好的技術條件。有關統計資料顯示,全球移動話音業務的增長速度趨緩,移動資料業務的增勢迅猛,is-95cdma正好迎合了這種發展趨勢。

6、cdma手機符合環保的要求

cdma手機的發射功率小,對部分醫療裝置影響小。在澳洲,約40萬人的助聽器使用者已成為cdma的潛在使用者。同時,低的發射功率既對人體的輻射小、有「綠色手機」的美譽,還可延長手機電池的待機、通話時間。

並且,隨著基站數量的增多,發射功率會越來越小,這方面的優勢也就越來越明顯。

7、cdma網路成本低

cdma系統的大覆蓋、少的基站數量、大容量、高頻譜利用率、簡單的頻率規劃等優勢,可大大降低系統的建設成本和運營成本。

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