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码分多址(CDMA)数字蜂窝移动通信系统

浏览:5275  来源:通信人在线  日期:2018-06-15

一、概述

1CDMA技术的由来

介绍CDMA数字蜂窝移动通信系统,必须要首先了解CDMA技术。码分多址(CDMACode Division Multiple Access)技术是由美国高通公司(Qualcomm)研制与发明的。高通公司当初是由几个年轻人于19857月成立的,致力于无线通信技术的研发,它们在1989年就推出了CDMA技术,与刚刚被美国电信工业协会(TIA)认可的一项名为时分多址(TDMATime Division Multiple Access)的技术,仅差三个月的时间。从此,在数字无线通信领域呈现了TDMACDMA二雄争霸的时代,尤其是在数字蜂窝移动通信(2G)起步时代。

2CDMA技术简介

CDMA技术一种扩频多址数字式通信技术,通过独特的代码序列建立信道。在CDMA通信系统中,不同用户传输信息所用的信号不是靠频率不同或时隙不同来区分,而是用各自不同的编码序列来区分,或者说,靠信号的不同波形来区分。如果从频域或时域来观察,多个CDMA信号是互相重叠的。接收机用相关器可以在多个CDMA信号中选出其中使用预定码型的信号。其它使用不同码型的信号因为和接收机本地产生的码型不同而不能被解调。它们的存在类似于在信道中引入了噪声和干扰,通常称之为多址干扰。

CDMA技术是一种建立在扩展频谱技术基础上的多址技术。它的每一个接入地址具有惟一的一个高速率的扩谱码(PN序列)。被传送的窄带信息序列通过扩谱调制(与高速序列相乘),变成为低谱密度的宽带信号;接收端,对宽带信号进行解扩,还原成原始数字信号。当然,这是一种理想情况。在衰落信道中,接收到的所需信号包含有延迟分量,即会产生相移。但是,只要本地扩谱码(PN序列)具有良好的相关特性,接收信号与扩谱码相乘,基本不会降低带宽,系统可在多径干扰时,获得同样的处理增益。直序扩频(DS)系统是通过使用智能天线、RAKE接收等技术达到目的的。

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3CDMA数字蜂窝移动通信系统的标准化

在高通公司推出CDMA技术后,由美国TIA认可,后CDMA技术也由TIA对其标准化,由此而推动了CDMA技术的产业化,特别是在数字蜂窝移动通信的应用。CDMA数字蜂窝移动通信系统的标准,首先是美国TIA1995年制定的IS-95标准,也叫TIA-EIA-95IS-95标准是窄带CDMA数字蜂窝系统,IS-95标准分为IS-95A标准和IS-95B标准两个系列。在IS-95标准的基础上,TIA又推出了IS-2000的第三代移动通信标准。我们使用的第二代移动通信CDMA系统是依据IS-95标准的。IS-95标准是是窄带CDMA数字蜂窝系统一系列标准的总称。

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二、CDMA数字蜂窝移动通信系统的结构

1、网络参考模型

依据我国通信行业标准YD/T 1031-1999800MHZ CDMA数字蜂窝移动通信网 移动应用部分技术要求》,基于IS-95标准的CDMA数字蜂窝移动通信网络参考模型如下图2-1所示。整个系统主要由移动台(MS)、基站子系统(BSS)和网络子系统(NSS)三大部分组成。

2-1CDMA数字蜂窝移动通信系统的参考模型

移动台(MS)为手机或车载台。基站子系统(BSS)包括基站控制器(BSC)及其受控的一个/多个基站收发信机(BTS)。网络子系统(NSS)包括:MSCVLRHLRACEIROMCMC等,这些实体的作用被列在下表2-1中。

2-1CDMA网络子系统中各实体的作用

2、网络的接口

CDMA数字蜂窝移动通信网络定义了许多接口,包括CDMA数字蜂窝移动通信系统内各实体之间的,也包括实体与其他网络间的,其接口的定义与名称详见下图2-2中。

2-2CDMA数字蜂窝移动通信网络定义的接口

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CDMA数字蜂窝移动通信系统的业务与功能

1、系统支持的业务

YD/T 1048-2000800MHz CDMA数字蜂窝移动通信网 设备总技术规范:交换子系统部分》中,给出了CDMA数字蜂窝移动通信网络的交换子系统所支持的业务。分为用户终端业务、承载业务和补充业务三大类,其各类的详细业务具体详见下表3-1

3-1CDMA数字蜂窝移动通信网络交换子系统所支持的业务

2、系统具备的功能

YD/T 1048-2000中给出了,CDMA数字蜂窝移动通信网络的交换子系统中各网元实体如MSCHLRVLRAC等各自应具备的功能。

欲详细了解YD/T 1048中交换子系统所具备的功能要求的请进入

YD/T 1029-1999800MHz CDMA数字蜂窝移动通信系统 设备总技术规范:基站部分》中,给出了CDMA数字蜂窝移动通信网络的基站子系统所具有的17项功能,起功能名称详见下表3-2

3-2CDMA数字蜂窝移动通信网络基站子系统所具有的功能名称

欲详细了解YD/T 1029中基站子系统所具备的功能要求的请进入

CDMA数字蜂窝移动通信系统的技术特征

CDMA数字蜂窝移动通信系统与TDMA数字蜂窝移动通信系统在系统结构、所提供的业务、小区覆盖等方面基本是类似的,最大的不同是在无线部分,涉及到的MSBTS设备和空中接口等技术内容,关键是空中接口技术。

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1CDMA移动通信系统的技术优势

CDMA移动通信网是由扩频、多址接入、蜂窝组网和频率复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,容量和质量之间可做权衡取舍等属性。这些属性使CDMATDMA等系统有很大的优势。主要表现在:系统容量大、系统容量配置灵活、通话质量更佳、频率规划简单和建网成本相对较低等,具体分析汇总在下表4-1中。

4-1CDMA移动通信系统的技术优势

2CDMA移动通信系统的技术特点

系统采用同一时间同一频段上根据不同的扩频码进行区分移动用户,因此称为码分多址系统。系统使用的扩频码有M序列码(分长码和短码)和Walsh函数码,码片速率为1.2288Mchip/s。信道分为物理信道和逻辑信道。系统工作在800MHz频段。我国通信行业标准YD/T 1030-1999800MHz CDMA数字蜂窝移动通信网 接口技术要求:空中接口》对CDMA移动通信的空中接口做出详细的技术要求。

欲详细了解YD/T 1030关于CDMA移动通信网络Um接口技术要求的请进入

五、我国CDMA数字蜂窝移动通信系统的标准

我国通信行业标准依据美国TIAIS-95标准,在2000年前后完成制定了CDMA移动通信网络的一系列标准(800MHz),为当时我国CDMA移动通信网络的建设及运营给予了技术支撑。然而,在2011年复审后有许多标准被宣布废止了,这是因为,CDMA数字蜂窝移动通信技术施行的是平滑升级体制,由早期的800 MHz CDMAD800 MHz CDMAD 1X,再到800MHz/2GHz CDMA2000等。因此新的标准应在CDMA2000的相应标准(800MHz/2GHz)之中,请使用中注意。其实,800MHz CDMA的标准被替代,并不一定该标准所定义的技术被作废。

欲详细了解我国CDMA移动通信系统通信行业标准索引的请进入800MHz的标准800MHz/2GHz的标准

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