码分多址技术及其优势
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CDMA码分多址是在数字技术的分支扩频通信技术上发展起来的一种无线通信技术。CDMA技术的原理是基于扩频技术,即把需要传送的具有一定信号带宽的信息数据,用一个带宽远远大于信号带宽的高速度为随机码进行调制,使原数据信号的带宽被扩展,再经载波调制并进行发送。接收端使用完全相同的伪随机码对接收的带宽信号进行相关处理,使宽带信号换成原信息数据的窄带信号即解扩,以实现信息通信。
移动通信系统分类方法有多种。例如按信号性质可分为模拟、数字;按调制方式可分为调频、调相、调幅:按多址连接方式可分为频分多址(FDMA)、时分多址(TDMA)以及码分多址(CDMA)。中国联通和中国移动所使用的GSM移动电话网就是把FDMA和TDMA两种方式结合进行运用。GSM比模拟移动电话的优势更大,但是它在频谱效率上只有模拟系统的3倍,它的容量有限:在话音质量上比有线电话水平差;TDMA终端接入的最高速率只能达到9.6 Kb/s:TDMA系统没有软切换功能,所以容易掉线,影响通话。因此,TDMA并不是最佳的无线接入,而CDMA多址技术比较适合现代移动通信网所要求的大容量、高质量、综合业务、软切换等,受,“大运营商和用户的喜爱。
CDMA技术最早起源于第二次世界大战期间,当时因战争的需要研究开发出来的CDMA技术,其主要目的是为了防止敌方干扰对方的通信,在战争期间CDMA主要应用于军事抗干扰通信,后来被美国高通公司更新成为商用蜂窝电信技术。1995年,第一个CDMA商用系统正式运行,并且在实践的过程中得到了检验,并且在北美、南美亚洲等进行迅速推广和应用。全球许多国家和地区,包括中国香港、日本、韩国、美国都已经建立了CDMA商用网络。在美国和日本,CDMA被列为国内的主要移动通信技术。
所用地址码及其调制方式有多种,目前基本的码分多址有三种方式:①伪随机码(PN码)直接多址方式,也称直接序列(DS)方式,它是采用高速率地址码--伪随机码对载波进行移相键控调制,接收时用本地产生的码型与发送端一致的地址码进行解扩调制;②时频码码分多址方式,也称跳频(FH)方式,它是采用地址码对载波进行移频键控调制;③低密度卷积码码分多址方式,也称跳时(TH)方式,它是先将信息码用卷积码对其编码,从而实现低密度比,然后用PN码作地址码与低密度化了的信息码序列相加,之后进行脉幅调制,即“1”时发载波,“0”时不发,从而形成跳时。除这三种基本的码分多址方式外,还可以用这三种基本方式的组合的码分多址方式。
①具有很强的抗干扰能力,因为与本地码没有相关性的干扰信号不能进人接收机,只相当于高斯噪声。 ②易于保密,保密性能好。 ③多址方式灵活,属于随机多址方式。当同时通信(共用一个载频)的站数减少时,通信质量自动提高。站数增多时也能通信,只是通信质量差些。 ④抗衰落能力强,通信质量高,如在地面移动通信中只需3dB的衰落储备,而调频方式(FM)则要有10~20dB的储备。⑤由于可使用GOD码等码元编成大量的码组,在移动通信中对不同的移动用户给以不同的地址码,使选通控制容易因为在各小区使用同一频率,故移动台移动时不需要换频道,在网络中也不需要提取同步,可随机选取,只需通过编码进行信道分配,频谱管理很容易实现。