CDMA2000在我國的技術(shù)發(fā)展及研究

【摘要】CDMA2000是目前移動(dòng)通信通信里面的一種寬帶的CDMA技術(shù)。近年來，CDMA2000的研發(fā)技術(shù)可以說是各標(biāo)準(zhǔn)中發(fā)展最為迅速的，市面上的3G手機(jī)層出不窮。本文介紹了CDMA2000技術(shù)特點(diǎn)，分析了CDMA無線關(guān)鍵技術(shù)以及CDMA 1XEV-DO技術(shù)，最后論述了cdma2000在我國的發(fā)展歷程和趨勢。

【關(guān)鍵詞】CDMA2000；移動(dòng)通信；發(fā)展

【中圖分類號】TN929.5 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A 【文章編號】1672-5158（2012）09-0053-01

CDMA2000是目前移動(dòng)通信通信里面的一種寬帶的CDMA技術(shù)，它是在窄帶CDMA（CDMA IS95）技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，還有另一種稱呼為CDMA Multi-Carrier。作為第三代移動(dòng)通信的三種制式（CDMA2000，TD-SCDMA，WCDMA）之一，它最早是由美國的高通北美公司提出來的，并由3GPP2制定的一種無線接口的移動(dòng)通信技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范。CDMA2000系統(tǒng)是窄頻CDMA One數(shù)字標(biāo)準(zhǔn)的一種演進(jìn)，我們可以從原來的CDMA One結(jié)構(gòu)不需要花費(fèi)大量的成本和精力就可直接升級到3G，因此相對其他技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)其整體建設(shè)成本不是特別高。近年來，CDMA2000的研發(fā)技術(shù)可以說是各標(biāo)準(zhǔn)中發(fā)展最為迅速的，市面上的3G智能手機(jī)層出不窮。

一、CDMA2000技術(shù)的特點(diǎn)

眾所周知，CDMA2000是一種數(shù)字蜂窩移動(dòng)通信技術(shù)，當(dāng)前商用CDMA系統(tǒng)空中接口標(biāo)準(zhǔn)為1xRTT提供1.23MHz的載頻帶寬，多個(gè)用戶可同時(shí)占用1.23 MHz無線載頻，并且不同用戶分配不同偽隨機(jī)碼來相互區(qū)分信道。每扇區(qū)的話務(wù)容量為軟容量，頻率復(fù)用系數(shù)為1（考慮到自干擾，實(shí)際值約0.7，和基站類型、密度，所需Eb/No以及話音激活系數(shù)等有關(guān)）。在CDMA2000中采用了多種形式的分集技術(shù)，這些包括了時(shí)間分集技術(shù)（卷積、交織）、頻率分集技術(shù)、空間分集技術(shù)（宏分集）還有基站接收天線的分集技術(shù)（微分集）。而且在進(jìn)行軟切換的整個(gè)過程中，通信系統(tǒng)的移動(dòng)臺(tái)會(huì)同時(shí)與兩個(gè)甚至是很多個(gè)基站進(jìn)行通信，這樣就大大的改善了通信過程當(dāng)中的通話質(zhì)量（無縫切換，較低的掉話率）并允許最低的發(fā)射功率，從而提高了頻譜效率功率控制技術(shù)。CDMA2000采用了精確的功率控制模式，通過這種方法來減少白干擾和增加系統(tǒng)容量。CDMA2000保密性高，極難解密，（242-1）長度的偽隨機(jī)碼序列分配給用戶無法在短時(shí)間內(nèi)鎖定及破譯，無法竊取配給用戶的偽碼序列，因其每次通話后更換軟容量（呼吸效應(yīng)、可變速率）小區(qū)容量取決于本區(qū)及鄰區(qū)的干擾，小區(qū)容量隨話務(wù)量的動(dòng)態(tài)分布而變化，當(dāng)降低話音編碼速率或增加誤幀率均可增加系統(tǒng)容量。而且系統(tǒng)采用RAKE接收，RAKE接收將多徑信號合并接收，不僅克服了FDMA和TDMA系統(tǒng)中瑞利衰落問題，而且多徑信號變成有用信號并加強(qiáng)了接收信號強(qiáng)度，降低了干擾電平。

二、CDMA無線關(guān)鍵技術(shù)

Rake接收：在CDMA系統(tǒng)中，一個(gè)信號頻段內(nèi)包含所有用戶的信號。接收機(jī)解碼所有信號，這只是一個(gè)信號處理能力的問題。Rake接收機(jī)可以在“接收指”上同步解碼多個(gè)信號，并將它們結(jié)合起來，以提高信號質(zhì)量，或者同時(shí)獲得幾個(gè)服務(wù)。

功率控制目的與方法：CDMA系統(tǒng)的容量主要受限于系統(tǒng)內(nèi)移動(dòng)臺(tái)的相互干擾，自干擾系統(tǒng)在CDMA系統(tǒng)中，用戶之間互為干擾，每個(gè)用戶的發(fā)射功率越大，對其它用戶的干擾越大。如果不對用戶的發(fā)射功率進(jìn)行控制，距離基站較近的用戶信號就會(huì)淹沒離基站較遠(yuǎn)的用戶信號，即通常所說的“遠(yuǎn)近效應(yīng)”。功率控制的目標(biāo)是在所有條件下保持鏈路質(zhì)量的同時(shí)，限制前向和后向鏈路的發(fā)射功率，維持高質(zhì)量通信，又不對同一信道的其他用戶產(chǎn)生不應(yīng)有的干擾。

分集技術(shù)：時(shí)間分集，采用符號交織，檢錯(cuò)糾錯(cuò)編碼等方法。頻率分集，通過將信號能量在寬頻帶中擴(kuò)展實(shí)現(xiàn)的。CDMA將信號擴(kuò)展到整個(gè)1.23M上。空間分集，在基站采用雙接收天線。在手機(jī)和基站采用RAKE接收，合并不同傳輸延時(shí)的信號。軟切換的時(shí)候，移動(dòng)臺(tái)和多個(gè)基站同時(shí)聯(lián)系，從中選出最好的幀送給交換機(jī)。

三、CDMA 1XEV-DO技術(shù)

基于Qualconun提出的1XHDR（High Data Rate）只支持非實(shí)時(shí)的分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，具有較高的頻譜利用率，反向最高可傳輸153.6kbps；前向最高可傳輸2.4576 Mbps所有的數(shù)據(jù)速率都使用Turbo碼前向最大功率發(fā)射，采用速率控制和分組業(yè)務(wù)優(yōu)化的時(shí)隙/幀結(jié)構(gòu)。反向繼續(xù)使用HPSK調(diào)制；前向使用QPSK、8-PSK、16-QAM調(diào)制，導(dǎo)頻信息是全零的比特流，直接進(jìn)行電平映射，然后采用64階的第一個(gè)Walsh碼進(jìn)行調(diào)制，生產(chǎn)一串導(dǎo)頻符號，被固定的插入每個(gè)時(shí)隙幫助AT完成系統(tǒng)捕獲及同步。

CDMA 1X EV-DO前向信道結(jié)構(gòu)：媒體接入信道由反向功控信道（RPC）、DRC鎖定比特和反向激活比特（RAB）信道組成。MAC信道又分為反向活動(dòng)（RA，Reverse Activity）子信道、反向功率控制（RPC，Reverse Power Control）子信道及DRC Lock子信道。話務(wù)信道（Traffic Channel）：系統(tǒng)通過此信道向AT進(jìn)行無線數(shù)據(jù)傳送和話務(wù)信道建立后的參數(shù)配置消息。控制信道（ControlChannel）：向系統(tǒng)內(nèi)所有的AT提供一系列廣播消息和針對某特定AT的控制信令消息包括尋呼、TCA、UATl分配、會(huì)話結(jié)束等。

CDMA 1X EV-DO后向信道結(jié)構(gòu)：反向業(yè)務(wù)信道用于傳送反向業(yè)務(wù)信道的速率指示信息和來自反向業(yè)務(wù)信道iVL～C協(xié)議的數(shù)據(jù)分組，同時(shí)用于傳送對前向業(yè)務(wù)信道的速率請求信息和終端是否正確接收前向業(yè)務(wù)信道數(shù)據(jù)分組的指示信息。

四、CDMA2000 1x到CDMA2000 1xEV演進(jìn)與發(fā)展

CDMA2000 1X的版本主要有以下幾種Rel.O，Rel.A，Rel.B。在當(dāng)前，CDMA2000用于商用用途的標(biāo)準(zhǔn)主要是Rel.O和Rel.A兩個(gè)版本。從CDMA2000 1x演進(jìn)到CDMA2000 1x EV-DO的過程中，在電路的基本原理和移動(dòng)通信的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)基本沒有太大的變化，只是在分組域核心網(wǎng)這一塊是在原來的網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上增加了一個(gè)AN-AAA用來實(shí)現(xiàn)對用戶的分組管理。CDMA2000 1x EV在原有的1x基站上添加了一個(gè)CDMA標(biāo)準(zhǔn)載頻，這樣可以支持更高速率的數(shù)據(jù)傳輸業(yè)務(wù)；并且CDMA2000 1x EV還在原有CDMA2000 1x的基站上加了DO信道板，并且對相關(guān)的軟件進(jìn)行了升級。與此同時(shí)，EV-DO與1x的主要差別在于，在CDMA2000 1x系統(tǒng)中，前向鏈路的數(shù)據(jù)速率和反向鏈路的數(shù)據(jù)速率都與網(wǎng)絡(luò)側(cè)具有很大的關(guān)系，網(wǎng)絡(luò)側(cè)對二者起一個(gè)控制決定的作用。不同的是，在1x EV-DO技術(shù)中，決定前向鏈路的數(shù)據(jù)速率的不再是網(wǎng)絡(luò)側(cè)，而是接入的移動(dòng)終端的質(zhì)量和數(shù)量，基站會(huì)根據(jù)具體的移動(dòng)終端的請求頻率和速率來決定傳送移動(dòng)終端數(shù)據(jù)與否。所以，1x EV-DO的網(wǎng)絡(luò)性能與移動(dòng)終端采取的算法有很密切的關(guān)系。基站在前向鏈路中雖然不能選擇傳送數(shù)據(jù)的速率，但它能控制任何一個(gè)移動(dòng)終端進(jìn)行發(fā)送數(shù)據(jù)的時(shí)間點(diǎn)。