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寬帶CDMA技術
[DATE:2007/10/29]

現在人們的通信要求越來越高,而要滿足這些日益增長的要求,只有不斷通過開發和研制新的通信技術,來提高無線通信的能力來實現。寬帶CDMA技術就是在這種要求下應運而生了,為了幫助大家詳細了解寬帶CDMA通信技術,下面詳細說明了這種技術的概念、特點以及實現方案。
  一、什么是寬帶CDMA
  由于現在使用移動終端的用戶數量不斷增長,而現有的GSM通信系統已經很難維持這么多通信用戶的正常工作了,常常表現出語音失真度大、終端通信時容易掉線串線以及無線數據傳輸速度緩慢等故障,為此人們不得不尋求一種更新的通信網絡系統來代替陳舊的通信系統,于是人們就將注意力集中到了正由國際電信聯盟ITU(國際電氣通信協會)制定標準之中的第三代移動通信系統IMT-2000上,這是為提供全球服務操作而設計的第三代移動通信系統,而寬帶CDMA技術正是發展IMT-2000最具潛力的新技術之一。

     而目前的寬帶CDMA是根據美國標準而設計的數字移動通信系統,該通信系統的頻率在900~1800MHz之間,這種技術并不給每一個通話者分配一個確定的頻率,而是讓每一個頻道使用所能提供的全部頻譜。該技術的業務能力和性能大大增加,并支持提供個人移動性的通用個人通信,系統設計全球通用,且兼容現有設備,能提供高清晰話音、高速數據、多媒體、漫游等多項業務,可支持大范圍的可變速率信息傳送,提供更高速的分組數據通信能力。

     寬帶CDMA進一步拓展了標準的CDMA概念,進一步減少多徑衰減,在多蜂窩環境下提供更大的容量和更高的話音質量。更寬的帶寬還使諸如ISDN和按需提供帶寬等業務得以實現,寬帶CDMA是唯一有潛力提供具有有線線路功能的"透明"本地環路無線技術。寬帶CDMA技術對每一組通話采用隨機數字序列進行編碼。是在一個比其它蜂窩技術相對更寬的頻帶上擴展信號的,從而減少由多徑和衰減帶來的傳播問題。
  由于寬帶CDMA系統比傳統通信系統能提供容量更大的帶寬,因此用戶使用該通信網絡系統可以擺脫傳統通信帶寬有限的束縛,來實現其他各種增值服務,例如通過移動終端舉行視訊會議,接收電子郵件,進行網上購物、游戲、與公司局域網連接并查詢相關信息等;而收費機制將以傳輸的數據量為基礎,不再以接入的時間計費,從而能夠有效促進移動通信業務的蓬勃發展,并且與互聯網服務商、IT軟硬件制造商以及其它傳統行業形成良好的互動。
  二、寬帶CDMA有什么技術優勢
  寬帶CDMA技術可以說是移動通信領域的后起之秀,它使用的是頻分編碼技術,與基于時分復用機制的GSM相比具有明顯的優勢:
  1、向下保持平滑兼容。為了保證運營商的投資,為未來通信運營提供良好的技術基礎,寬帶CDMA能夠實現從現存的通信系統到下一代移動通信系統的平滑過渡。支持現存的覆蓋結構,信令協議可以后向兼容,網絡不再需要引入新的呼叫模式。這種分層和模塊化的結構也可以容易地綜合TIA或ITU定義的新功能。
  2、可伸縮性強。寬帶CDMA技術在其他方面也表現了較強的功能伸縮性,它可以支持先進的天線技術;它可以通過增加小區的覆蓋范圍從而減少了基站數目;它的所有帶寬的信道都能支持高速數據業務;它還可以經濟地在各種環境里使用,如:室外大小區(半徑大于35km),室外宏小區(半徑在1-35km),室內/室外微小區(最大1km半徑),室內/室外微微蜂窩(半徑小于50m)。它可以支持各種模式下的工作,如WLL,車載,辦公室環境,符合不同的移動要求。
3、操作更加便利。寬帶CDMA系統支持連續導頻技術,也能夠支持高速移動終端;同時支持非平衡頻帶下采用時分雙工的模式,采用單信元頻率復用;支持自適應天線陣技術與多用戶檢測的技術;還支持基站間的異步操作以及支持智能網等,這些功能的應用將會使通信操作變得更加簡便。
  4、支持與傳統系統間的切換功能。寬帶CDMA技術支持多載波直接擴頻系統,可以再利用現有的框架設備,小區規劃,操作系統,帳單系統等。在所有環境下支持對稱或不對稱的數據速率。
  5、信號抗衰落能力強。寬帶CDMA具有更大的抗衰落能力,這就意味著在相同的輸出功率下能提供范圍更廣泛的性能,或者在同樣的覆蓋范圍下可降低功率要求。另外,附加的帶寬意味著有更大的能力支持更高帶寬業務和提供更靈活的多種混合業務。
  6、工作頻段將大大拓寬。目前,無線通信技術的主要工作頻段就是在CDMA IS-95版本下的800MHz頻段,新的寬帶CDMA將對該頻段進行了大幅度的提升,寬帶版本將適用于下列三個頻段:
  DCS 1800(1.71~1.785GHz及1.805~1.880GHz)、US-PCS(1.85~1.9GHz及1.93~1.99GHz)以及 CEPT(2.0~2.7GHz)。
  7、抗外界干擾能力強。寬帶CDMA技術在寬廣的無線頻譜上支持多路同步通話或數據傳輸。對每路話音、傳真、數據或視像傳輸都分配一個網絡的發送端和接收端都能識別一特定代碼,以便傳輸的信息可在接收端重新組合。寬帶CDMA的寬廣頻譜使它對于市區環境中干擾和多徑傳播環境具有更高的抗干擾能力。寬帶CDMA對干擾的抵抗力使之成為多址接入系統的理想選擇。
  8、通信性能大幅提升。根據GSM通信系統存在的容量不足、語音失真度大、易掉線串線等缺點,寬帶CDMA引用了許多技術來解決和克服了這些缺點;目前寬帶CDMA不僅可以實現模擬網和GSM網均不能做到的提供圖像、視頻和多媒體業務,還能提供通用個人通信,提供高清晰話音、高速數據、多媒體、漫游等多項業務,可甚至寬帶CDMA的數字控制信道還能支持諸如衛星通信、多方通話、語音信箱等功能。
  9、擴展性靈活。傳統的窄帶CDMA技術使得通信系統中的每個通信點,在各個通信方向上的帶寬進行了限定,只能在固定的1.25MHz帶寬范圍內進行有效通信,這樣在很大程度上就制約了CDMA的進一步擴展和發展。而現在的寬帶CDMA根據這樣的缺陷,進行全面的設計,現在的寬帶CDMA技術對每個通信點的帶寬進行了特殊定制,它運行通信終端根據使用要求,來選擇不同的帶寬,可以選擇的帶寬為7MHz、10MHz、10.5MHz、14MHz及15MHz。
  10、具有成本低形成的價格優勢。由于頻率利用率高,且網絡設計施工和擴容較為簡便,意味著運營商可以大大降低網絡建設與運營成本,從而帶來更具吸引力的價格優勢。
  三、寬帶CDMA有哪些標準
  寬帶CDMA技術是未來通信的發展方向和潮流,為了迎合這種通信潮流,各大電信公司紛紛向國際通信聯盟提交了各種各樣的實施方案,在這些方案中尤以歐洲的W-CDMA標準、北美的cdma2000標準、以及中國的TD-CDMA標準影響最大。
  1、W-CDMA
  該標準的全稱為Wideband CDMA,也叫CDMADirectSpread,它所代表的的含義為寬頻分碼多重存取,這種標準是按照國際電氣通信協會制定的IMT-2000規格之一“IMT-DS”開發出來的新技術。W-CDMA標準的最初提出者是歐洲電信聯盟協會,它是基于現有GSM網絡發展得來的,它與日本提出的寬帶CDMA技術基本相同,目前正在進一步融合,其支持者主要是以GSM系統為主的歐洲廠商,日本公司也或多或少參與其中,包括歐美的愛立信、阿爾卡特、諾基亞、朗訊、北電,以及日本的NTT、富士通、夏普等廠商。這套系統能夠架設在現有的GSM網絡上,對于系統提供商而言可以較輕易地過渡,而GSM系統相當普及的亞洲對這套新技術的接受度預料會相當高。因此W-CDMA具有先天的市場優勢。W-CDMA系統的空中連接采用5MHz、10MHz或20MHz的無線信道,盡管一些運營商將在只有5MHz的較窄的頻譜寬度上提供3G業務,大多數的運營商將分配更寬的頻譜:10、15、20MHz。W-CDMA與cdma2000這兩類寬帶CDMA技術都屬于FDD(頻分數字雙工)制式,大多數關鍵技術非常接近,性能上也基本沒有太大差別。   

2、cdma2000
  cdma2000作為寬帶CDMA的一個重要實施標準,是IS-95體制移動通信系統的發展,其第一階段cdma2000 1X在技術上已經成熟,可同時提供話音和分組數據業務,物理層最大速率可達307.2kbps。cdma2000 1X目前已經在韓國開始商用,這為IS-95體制的第二代通信系統向第三代通信系統的過渡跨出了穩健的一步,而cdma2000的理想發展模式為從最初的窄帶CDMA技術向cdma20001X技術發展,然后向cdma20003X(3G)方向過渡。cdma2000技術提供了多種帶寬范圍的選擇來支持從與TIA/ EIA-95-B兼容的9.6Kbps到大于2Mbps的數據業務(包括電路和分組數據業務),允許運營商在很多方面實現最大的靈活性。cdma2000的信令既支持TIA/EIA-95-B的信令和呼叫模式,也支持擴展的cdma2000上層結構支持的寬范圍的先進業務。該系統可以提供綜合的業務,并伴有一套完善的多業務同時操作的模式。新一代cdma2000技術提供了業內最高水平的無線頻譜利用率,可以在現有CDMA數字無線網絡上有效地翻番語音容量,并為用戶提供高速‘永不斷線’的互聯網連接。
  3、TD-SCDMA
  該標準是中國電信技術研究院所提出的,作為具有中國獨立知識產權的新技術,將成為在中國地區和WCDMA同時采用的3G標準。該方案的主要技術集中在大唐公司手中,它的設計參照了TDD(時分雙工)在不成對的頻帶上的時域模式。TD―SCDMA的無線傳輸方案靈活地綜合了FDMA,TDMA和CDMA等基本傳輸方法。通過與聯合檢測相結合,它在傳輸容量方面表現非凡。通過引進智能天線,容量還可以進一步提高。智能天線憑借其定向性降低了小區間頻率復用所產生的干擾,并通過更高的頻率復用率來提供更高的話務量;诟叨鹊臉I務靈活性,TD―SCDMA無線網絡可以通過無線網絡控制器(RNC)連接到交換網絡,如同三代移動通信中對電路和包交換業務所定義的那樣。在最終的版本里,計劃讓TD―SCDMA無線網絡與INTERNET直接相連。TD-SCDMA所呈現的先進的移動無線系統是針對所有無線環境下對稱和非對稱的3G業務所設計的,它運行在不成對的射頻頻譜上。TD-SCDMA傳輸方向的時域自適應資源分配可取得獨立于對稱業務負載關系的頻譜分配的最佳利用率。因此,TD-SCDMA通過最佳自適應資源的分配和最佳頻譜效率,可支持速率從8kbps到2Mbps的語音、互聯網等所有的3G業務。
  相比WCDMA和cdma2000來說,TD-SCDMA的進展還稍顯緩慢,無論是在系統容量、系統覆蓋、資源分配、功率控制、數據傳輸等方面,都無法和WCDMA和cdma2000這兩種標準相比。從技術的風險性角度來看,W-CDMA和cdma2000的基本技術沿用了傳統的窄帶CDMA技術,而窄帶CDMA技術的實用性早已被世界所廣泛接受,也經受了實踐的檢驗,因此從某種意義上來說WCOMA和cdma2000目前仍是3G標準的主流,TD-CDMA標準比較適合運用于目前在GSM上已有較大投入的國家來發展第三代移動通信系統。
  四、寬帶CDMA的發展前途怎樣
  伴隨著移動通信技術的日新月異,第二代通信的產業化和標準化工作已經完成了很久,其最初的目的也只是為了提高語音通信的能力。然而在人們對通信能力要求不斷提高的同時,寬帶CDMA的發展就被提到議事日程上來了。寬帶CDMA憑借其靈活強大的功能現已經成為目前通信最重要的技術之一了。通過寬帶CDMA通信系統,運營商們可以對網絡進行升級,滿足市場需求。無論某個市場需要第三代功能,還是僅僅需要擴容、延長通話時間,寬帶CDMA可以提供相應的解決方案。在市中心人口密集的地帶,用戶需要先進的語音和數據功能,這些用戶樂于接受高速無線互聯網接入服務。寬帶CDMA為上述地區的運營商提供解決方案,可以最低成本完成系統升級。寬帶CDMA也可在人口密集的市區提供經濟高效的市場解決方案,目前市場對于帶寬要求不高,但在不遠的將來會需要先進的數據服務以及更大的語音容量。在最近10年間,寬帶CDMA通信技術的身影將隨處可見,它將主要在城市無線本地環路系統中、農村無線本地環路系統中、全球衛星移動個人通信系統中以及個人通信系統中,寬帶CDMA在這些系統中主要解決用戶本地化無線話音和數據業務的需求;此外,在提供數據業務方面(特別是各種因特網接入服務),寬帶CDMA將是一種更經濟靈活的方式。因此,在全球一體化的進程迫切需要下,寬帶CDMA有望實現一個全球統一的移動通信系統。

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