CDMA技术范文10篇

时间:2023-04-08 00:51:17

CDMA技术

CDMA技术范文篇1

关键词:CDMA;AAA服务器;Internet;Intranet

CharacteristicsandFunctionsforCDMATechnology

Abstract:Thisissuemainlysetsforththecharacterandstrongpowerofthe3thgenerationmobiletelecommunicationtechnology-CDMA.Telecommunicationaltermshavetranseredfromnarrowservices,suchastelephone,sendingorreceivingmessages,tomultimediumofbroadband.PDSNisentrygateway,whitchlinkingwirelessnetandpackagenettogether.PDSNalsoservingforusers`enteringpackagedatenet.AAAservercanprovideusers`identificationbyprobingpre-registedlogininformation,thendecidewhetherpermittingmobileusersusingsomenetworkresourse,atthesametimeitcalculatingfee,audittin,allottingofcostoranalysisingoftrend.CDMAprovidingpowerfulguaranteefordevelopmentofmobilecommunication.

Keywords:CDMA;AAAserver;Internet;Intranet

1引言

CDMA(CodeDivisionMultipleAccess码分多址)是近年来被应用于商业的一种数字接口技术。他拥有频率利用率高、手机功耗低等优点。CDMA手机是指基于CDMA网络的移动通信终端。目前,19家企业被批准有资格生产CDMA终端产品。

CDMA手机除了能够提供GSM手机的通话功能和信息服务外,还具有高速无线数据传输和多媒体功能。能提供的服务主要有:

(1)基本增值服务,如呼叫转移、信息提示等。

(2)语音邮件服务,如邮件、传真、新闻等语音信息。

(3)短信息服务,如天气、交通、证券、广告等。

(4)无线智能网服务,如虚拟网络、个人号码识别等。

(5)无线互联网服务,如网络浏览、电子商务、电子邮箱、网络游戏等。

2CDMA所具有的优点

与GSM手机相比,CDMA手机具有以下优点:

(1)CDMA手机发射功率小(2mw)。

(2)CDMA手机采用先进的切换技术——软切换技术(即切换是先接续好后再中断),使得CDMA手机的通话可与固定电话媲美,而且不会有GSM手机的掉线现象。

(3)使用CDMA网络,运营商的投资相对减少,这就为CDMA手机资费的下调预留了空间。

(4)因采用以拓频通信为基础的一种调制和多址通信方式,其容量比模拟技术高10倍,超过GSM网络约4倍。

(5)基于宽带技术的CDMA使得移动通信中视频应用成为可能,从而使手机从只能打电话和发送短信息等狭窄的服务中走向宽带多媒体应用。

在第三代移动通信的无线接口国际提案中,WCDMA和CDMA2000都是极为重要的技术。这两种宽带CDMA方案,除了码片速率、同步方式、导频方式等有所不同外,其他如功率、软切换等基本技术并无大的区别。

CDMAOne是基于IS-95标准的各种CDMA产品的总称,即所有基于CDMAOne技术的产品,其核心技术均以IS-95作为标准。CDMA2000是美国向ITU提出的第三代移动通信空中接口标准的建议,是IS-95标准向第三代演进的技术体制方案,这是一种宽带CDMA技术。CDMA2000室内最高数据速率为2Mb/s以上,步行环境时为384kb/s,车载环境时为144kb/s以上。

CDMA2000-1X原意是指CDMA2000的第一阶段(速率高于IS-95,低于2Mb/s),可支持308kb/s的数据传输,网络部分引入分组交换,可支持移动IP业务。

CDMA2000-1XEV是在CDMA2000-1X基础上进一步提高速率的增强体制,采用高速率数据(HDR)技术,能在1.25MHz(同CDMA2000-1X带宽)内提供2M/s以上的数据业务,是CDMA2000-1X的边缘技术。3GPP已开始制订CDMA2000-1XEV的技术标准,其中用高通公司技术的称为HDR。

与CDMAOne相比,CDMA2000有下列技术特点:多种信道带宽,前向链路上支持多载波和直扩两种方式;反向链路仅支持直扩方式;可以更加有效地使用无线资源;可实现系统平滑过渡;核心网协议可使用IS-41,GSM-MAP以及IP骨干网标准;前向发送分集;快速前向功率控制;使用Turbo码;辅助导频信道;灵活帧长;反向链路相干解调;可选择较长的交织器。CDMA2000-1X采用扩频速率为SR1,即指前向信道和反向信道均用码片速率1.2288Mb/s的单载波直接序列扩频方式。因此他可以方便地与IS-95(A/B)后向兼容,实现平滑过渡。运营商可在某些需求高速数据业务而导致容量不够的蜂窝上,用相同载波部署CDMA2000-1X系统,从而减少了用户和运营商的投资。由于CDMA2000-1X采用了反向相干解调、快速前向功控、发送分集、Turbo编码等新技术,其容量比IS-95大为提高。在相同条件下,对普通话音业务而言,容量大致为IS-95系统的两倍。

3CDMA关键技术所在

CDMA2000-1X关键技术包括以下几个方面。

(1)前向快速功率控制技术CDMA2000采用快速功率控制方法。即移动台测量收到业务信道的Eb/Nt,并与门限值比较,根据比较结果,向基站发出调整基站发射功率的指令,功率控制速率可以达到800b/s。由于使用快速功率控制,可以达到减少基站发射功率、减少总干扰电平,从而降低移动台信噪比要求,最终可以增大系统容量。

(2)前向快速寻呼信道技术此技术有2个用途。一是寻呼或睡眠状态的选择。因基站使用快速寻呼信道向移动台发出指令,决定移动台是处于监听寻呼信道还是处于低功耗的睡眠状态,这样移动台便不必长时间连续监听前向寻呼信道,可减少移动台激活时间和节省移动台功耗。二是配置改变。通过前向快速寻呼信道,基地台向移动台发出最近几分钟内的系统参数消息,使移动台根据此新消息作相应设置处理。

(3)前向链路发射分集技术CDMA2000-1X采用直接扩频发射分集技术,有2种方式:一种是正交发射分集方式,方法是先分离数据流再用不同的正交Walsh码对2个数据流进行扩频,并通过2个发射天线发射。另一种是空时扩展分集方式,使用空间两根分离天线发射已交织的数据,使用相同原始Walsh码信道。使用前向链路发射分集技术可以减少发射功率,抗瑞利衰落,增大系统容量。

(4)反向相干解调基站利用反向导频信道发出扩频信号捕获移动台的发射信号,再用梳状(Rake)接收机实现相干解调,与IS-95采用非相干解调相比,提高了反向链路性能,降低了移动台发射功率,提高了系统容量。

(5)连续的反向空中接口波形在反向链路中,数据采用连续导频,使信道上数据波形连续,此措施可减少外界电磁干扰,改善搜索性能,支持前向功率快速控制以及反向功率控制连续监控。

(6)Turbo码使用Turbo码具有优异的纠错性能,适于高速率对译码时延要求不高的数据传输业务,并可降低对发射功率的要求、增加系统容量,在CDMA2000-1X中Turbo码仅用于前向补充信道和反向补充信道。Turbo编码器由2个RSC编码器(卷积码的一种)、交织器和删除器组成。每个RSC编码器有两路校验位输出,2个输出经删除复用后形成Turbo码。Turbo译码器由2个软输入、软输出的译码器、交织器、去交织器构成,经对输入信号交替译码、软输出多轮译码、过零判决后得到译码输出。7)灵活的帧长与IS-95不同,CDMA2000-1X支持5ms,10ms,20ms,40ms,80ms和160ms多种帧长,不同类型信道分别支持不同帧长。前向基本信道、前向专用控制信道、反向基本信道、反向专用控制信道采用5ms或20ms帧,前向补充信道、反向补充信道采用20ms,40ms或80ms帧,话音信道采用20ms帧。较短帧可以减少时延,但解调性能较低;较长帧可降低对发射功率的要求。

(8)增强的媒体接入控制功能媒体接入控制子层控制多种业务接入物理层,保证多媒体业务的实现。他实现话音、分组数据和电路数据业务同时处理,提供发送、复用和Qos控制,提供接入程序。与IS-95相比,他可以满足更高宽带和更多业务的要求。CDMA1X网络的关键设备,分组数据服务节点(PDSN)、鉴权、授权、计费服务器(AAA)、本地(HA)是CDMA1X系统支持分组数据业务的关键设备,为此对他们进行专门的介绍。PDSN是连接无线网络和分组数据网的接入网关,为移动Internet/Intranet用户提供分组数据接入服务。除了使点到点协议(PPP)封装的IP包能在无线网络和IP网络间正确传输外,PDSN还与其他各种接入服务商的IP分组网络连接,从而为终端用户提供诸如互联网接入、电子商务、WAP应用等多种业务。PDSN同时还完成AAA服务器所需的合并的分组会话计费数据和无线会话计费数据搜集功能,并且支持移动IP的外部(FA)和用户设备的85认证功能,同时还能提供移动IP业务,满足终端用户丰富多彩的移动互联网业务需求。

AAA服务器完成的功能有:用户注册信息的认证,即通过验证一些预先登记的信息来提供用户身份认证;数据业务的授权,即决定是否授权移动用户访问特定的网络资源;计费信息的处理,即搜集资源使用信息,用于进行计费、审计、成本分配或趋势分析等。此外,他还须实现与PDSN,HA及其他AAA服务器的交互功能,向移动用户提供分组数据业务。AAA服务器具有下列特征:使用RADIUS协议,支持大规模的外部和漫游业务,RADIUS能向外部的RADIUS服务器提供可靠的AAA功能;通过目录支持功能和程序化的配置接口,完成配置、计费和其他业务管理部件的集成,从而降低运营成本和加快业务推出速度;通过支持集中化的IP地址分配和对跨多地理区域接入设备会话的限制,高效使用管理资源。

只有使用“移动IP”时才需要HA。作为一个独立的网络单元,HA用来完成对移动IP和移动IP用户的移动性管理功能。HA通过移动终端登记来定位移动用户,同时把分组数据转发到用户当前所登记的FA(位于PDSN内)。HA同时支持动态的IP地址分配和反向隧道。HA具有冗余备份功能,可由一个HA替代另一个HA。这样,新的HA可以用原有IP地址和转换地址维护关联表,保证移动关联表处于同步状态。此外,这种方式还能保证解决方案的可用性和可扩展性。

近一段时间以来,联通开始大举推广CDMA1X网络,并明确宣称将把重心放在无线互联的移动数据业务上。而目前,无线局域网成熟的标准可达到11Mb/s的速率,新的标准最高达54Mb/s的速率,这对移动用户具有非常大的吸引力。

早在2003年4月的博鳌亚洲论坛首届年会上,海南联通在当地建了3个CDMA1X的基站,并向前来采访年会的记者分发了近300张的无线上网卡,CDMA1X+WLAN方案的数据业务更是引起了广泛关注。按照设想,海南联通甚至要为沿海渔民以及钻井平台上的工作人员提供包括天气预报等在内的移动数据服务。

WLAN这种早已被电信网通普遍采纳的无线接入技术,一经与CDMA1X融合,就显示出其独特的魅力。一般说来,虽然WLAN可以提供高速的数据业务,但WLAN却缺少对用户进行鉴权与计费的成熟机制,而且无线局域网的覆盖范围较小,一般都在热点地区,用户使用时受到地点的限制。而CDMA1X网络经过了几十年的研究与实验,不仅有成熟鉴权与计费机制,并且具有覆盖广的特点。CDMA1X网络可以利用WLAN高速数据传输的特点以弥补自己数据传输速率受限的不足,而无线局域网不仅充分利用了CDMA1X网络完善的鉴权与计费机制,而且可结合CDMA1X网络覆盖广的特点,进行多接入切换功能。这样就可实现WLAN用户与CDMA1X用户统一的管理。

为了获得无线局域网提供的数据业务,终端必须处于无线局域网的信号覆盖范围内,即首先要连接到AP。当终端发起数据业务的呼叫时,先在APGW和PDSN之间建立RP连接,然后到PDSN进行分组网络的注册,才可进行数据业务,其具体连接过程如下:

(1)终端在WLAN网络系统中检测WLAN的信号,并连接到AP。

(2)当终端有数据业务的需求时,发起连接请求,在AP/APGW收到连接消息后,APGW向PDSN发送Au注册请求消息。若注册请求消息有效,则PDSN通过返回带接收指示的Au注册应答消息接收该连接,PDSN和APGW均产生关于A10连接的绑定记录。

(3)终端和PDSN建立PPP的连接,在建立PPP连接的过程中,如果是SimpleIP用户,PDSN会分配给终端一个IP地址(对MobileIp用户,还需进行MIP的注册)。

(4)PPP连接建立成功,终端可以通过GRE帧在A10连接上发送或接收数据。

(5)在Au注册生存期超过前,APGW发送Au注册请求消息以更新A10连接的注册。Au注册请求消息也用于向PDSN传送与计费相关的信息以及其他信息,这些信息在系统定义的触发点上传送。

(6)对于有效的注册请求,PDSN返回带接受指示和生存期值的A11注册应答消息。PDSN和APGW均更新A10连接的绑定记录。PDSN在返回注册应答消息之前保存与计费相关的信息(如果收到的话)用于进一步处理。

(7)如果用户或PDSN终止数据业务,则PDSN将终止和用户PPP连接,并拆除与APGW的RP连接。

WLAN网络,其中无线接入点(AccessPoint,AP)是无线终端接入固定电信网的连接设备,为用户提供无线接入功能,可提供话音和数据的接入服务。AP完成简单的对无线用户的管理和对无线信道的动态分配,并完成802.11与802.3协议的转换,经过AP转换后的数据包是以太网包。

接入点网关(AccessPointGateway,APGW)是将AP转换出的以太网数据包封装成IP包,并发送到PDSN的设备。一般PDSN设备放置的位置与无线网络侧设备AP、APGW离得比较远,要实现PDSN接入网关的作用经常需要将AP转换的二层数据包穿越三层网络以到达PDSN。因此,APGW功能实体就是为了完成此功能的转换设备。

参考文献

[1]TeroOjanpera.宽带CDMA:第三代移动通信技术[M].北京:人民邮电出版社,2001.

[2]杨大成.CDMA2000技术[M].北京:北京邮电大学出版社,2001.

[3]杨大成.CDMA20001x移动通信系统[M].北京:机械工业出版社,2003.

CDMA技术范文篇2

关键词:CDMA;AAA服务器;Internet;Intranet

CharacteristicsandFunctionsforCDMATechnology

Abstract:Thisissuemainlysetsforththecharacterandstrongpowerofthe3thgenerationmobiletelecommunicationtechnology-CDMA.Telecommunicationaltermshavetranseredfromnarrowservices,suchastelephone,sendingorreceivingmessages,tomultimediumofbroadband.PDSNisentrygateway,whitchlinkingwirelessnetandpackagenettogether.PDSNalsoservingforusers`enteringpackagedatenet.AAAservercanprovideusers`identificationbyprobingpre-registedlogininformation,thendecidewhetherpermittingmobileusersusingsomenetworkresourse,atthesametimeitcalculatingfee,audittin,allottingofcostoranalysisingoftrend.CDMAprovidingpowerfulguaranteefordevelopmentofmobilecommunication.

Keywords:CDMA;AAAserver;Internet;Intranet

1引言

CDMA(CodeDivisionMultipleAccess码分多址)是近年来被应用于商业的一种数字接口技术。他拥有频率利用率高、手机功耗低等优点。CDMA手机是指基于CDMA网络的移动通信终端。目前,19家企业被批准有资格生产CDMA终端产品。

CDMA手机除了能够提供GSM手机的通话功能和信息服务外,还具有高速无线数据传输和多媒体功能。能提供的服务主要有:

(1)基本增值服务,如呼叫转移、信息提示等。

(2)语音邮件服务,如邮件、传真、新闻等语音信息。

(3)短信息服务,如天气、交通、证券、广告等。

(4)无线智能网服务,如虚拟网络、个人号码识别等。

(5)无线互联网服务,如网络浏览、电子商务、电子邮箱、网络游戏等。

2CDMA所具有的优点

与GSM手机相比,CDMA手机具有以下优点:

(1)CDMA手机发射功率小(2mw)。

(2)CDMA手机采用先进的切换技术——软切换技术(即切换是先接续好后再中断),使得CDMA手机的通话可与固定电话媲美,而且不会有GSM手机的掉线现象。

(3)使用CDMA网络,运营商的投资相对减少,这就为CDMA手机资费的下调预留了空间。

(4)因采用以拓频通信为基础的一种调制和多址通信方式,其容量比模拟技术高10倍,超过GSM网络约4倍。

(5)基于宽带技术的CDMA使得移动通信中视频应用成为可能,从而使手机从只能打电话和发送短信息等狭窄的服务中走向宽带多媒体应用。

在第三代移动通信的无线接口国际提案中,WCDMA和CDMA2000都是极为重要的技术。这两种宽带CDMA方案,除了码片速率、同步方式、导频方式等有所不同外,其他如功率、软切换等基本技术并无大的区别。

CDMAOne是基于IS-95标准的各种CDMA产品的总称,即所有基于CDMAOne技术的产品,其核心技术均以IS-95作为标准。CDMA2000是美国向ITU提出的第三代移动通信空中接口标准的建议,是IS-95标准向第三代演进的技术体制方案,这是一种宽带CDMA技术。CDMA2000室内最高数据速率为2Mb/s以上,步行环境时为384kb/s,车载环境时为144kb/s以上。

CDMA2000-1X原意是指CDMA2000的第一阶段(速率高于IS-95,低于2Mb/s),可支持308kb/s的数据传输,网络部分引入分组交换,可支持移动IP业务。

CDMA2000-1XEV是在CDMA2000-1X基础上进一步提高速率的增强体制,采用高速率数据(HDR)技术,能在1.25MHz(同CDMA2000-1X带宽)内提供2M/s以上的数据业务,是CDMA2000-1X的边缘技术。3GPP已开始制订CDMA2000-1XEV的技术标准,其中用高通公司技术的称为HDR。

与CDMAOne相比,CDMA2000有下列技术特点:多种信道带宽,前向链路上支持多载波和直扩两种方式;反向链路仅支持直扩方式;可以更加有效地使用无线资源;可实现系统平滑过渡;核心网协议可使用IS-41,GSM-MAP以及IP骨干网标准;前向发送分集;快速前向功率控制;使用Turbo码;辅助导频信道;灵活帧长;反向链路相干解调;可选择较长的交织器。CDMA2000-1X采用扩频速率为SR1,即指前向信道和反向信道均用码片速率1.2288Mb/s的单载波直接序列扩频方式。因此他可以方便地与IS-95(A/B)后向兼容,实现平滑过渡。运营商可在某些需求高速数据业务而导致容量不够的蜂窝上,用相同载波部署CDMA2000-1X系统,从而减少了用户和运营商的投资。由于CDMA2000-1X采用了反向相干解调、快速前向功控、发送分集、Turbo编码等新技术,其容量比IS-95大为提高。在相同条件下,对普通话音业务而言,容量大致为IS-95系统的两倍。

3CDMA关键技术所在

CDMA2000-1X关键技术包括以下几个方面。

(1)前向快速功率控制技术CDMA2000采用快速功率控制方法。即移动台测量收到业务信道的Eb/Nt,并与门限值比较,根据比较结果,向基站发出调整基站发射功率的指令,功率控制速率可以达到800b/s。由于使用快速功率控制,可以达到减少基站发射功率、减少总干扰电平,从而降低移动台信噪比要求,最终可以增大系统容量。

(2)前向快速寻呼信道技术此技术有2个用途。一是寻呼或睡眠状态的选择。因基站使用快速寻呼信道向移动台发出指令,决定移动台是处于监听寻呼信道还是处于低功耗的睡眠状态,这样移动台便不必长时间连续监听前向寻呼信道,可减少移动台激活时间和节省移动台功耗。二是配置改变。通过前向快速寻呼信道,基地台向移动台发出最近几分钟内的系统参数消息,使移动台根据此新消息作相应设置处理。

(3)前向链路发射分集技术CDMA2000-1X采用直接扩频发射分集技术,有2种方式:一种是正交发射分集方式,方法是先分离数据流再用不同的正交Walsh码对2个数据流进行扩频,并通过2个发射天线发射。另一种是空时扩展分集方式,使用空间两根分离天线发射已交织的数据,使用相同原始Walsh码信道。使用前向链路发射分集技术可以减少发射功率,抗瑞利衰落,增大系统容量。

(4)反向相干解调基站利用反向导频信道发出扩频信号捕获移动台的发射信号,再用梳状(Rake)接收机实现相干解调,与IS-95采用非相干解调相比,提高了反向链路性能,降低了移动台发射功率,提高了系统容量。

(5)连续的反向空中接口波形在反向链路中,数据采用连续导频,使信道上数据波形连续,此措施可减少外界电磁干扰,改善搜索性能,支持前向功率快速控制以及反向功率控制连续监控。

(6)Turbo码使用Turbo码具有优异的纠错性能,适于高速率对译码时延要求不高的数据传输业务,并可降低对发射功率的要求、增加系统容量,在CDMA2000-1X中Turbo码仅用于前向补充信道和反向补充信道。Turbo编码器由2个RSC编码器(卷积码的一种)、交织器和删除器组成。每个RSC编码器有两路校验位输出,2个输出经删除复用后形成Turbo码。Turbo译码器由2个软输入、软输出的译码器、交织器、去交织器构成,经对输入信号交替译码、软输出多轮译码、过零判决后得到译码输出。转(7)灵活的帧长与IS-95不同,CDMA2000-1X支持5ms,10ms,20ms,40ms,80ms和160ms多种帧长,不同类型信道分别支持不同帧长。前向基本信道、前向专用控制信道、反向基本信道、反向专用控制信道采用5ms或20ms帧,前向补充信道、反向补充信道采用20ms,40ms或80ms帧,话音信道采用20ms帧。较短帧可以减少时延,但解调性能较低;较长帧可降低对发射功率的要求。

(8)增强的媒体接入控制功能媒体接入控制子层控制多种业务接入物理层,保证多媒体业务的实现。他实现话音、分组数据和电路数据业务同时处理,提供发送、复用和Qos控制,提供接入程序。与IS-95相比,他可以满足更高宽带和更多业务的要求。CDMA1X网络的关键设备,分组数据服务节点(PDSN)、鉴权、授权、计费服务器(AAA)、本地(HA)是CDMA1X系统支持分组数据业务的关键设备,为此对他们进行专门的介绍。PDSN是连接无线网络和分组数据网的接入网关,为移动Internet/Intranet用户提供分组数据接入服务。除了使点到点协议(PPP)封装的IP包能在无线网络和IP网络间正确传输外,PDSN还与其他各种接入服务商的IP分组网络连接,从而为终端用户提供诸如互联网接入、电子商务、WAP应用等多种业务。PDSN同时还完成AAA服务器所需的合并的分组会话计费数据和无线会话计费数据搜集功能,并且支持移动IP的外部(FA)和用户设备的85认证功能,同时还能提供移动IP业务,满足终端用户丰富多彩的移动互联网业务需求。

AAA服务器完成的功能有:用户注册信息的认证,即通过验证一些预先登记的信息来提供用户身份认证;数据业务的授权,即决定是否授权移动用户访问特定的网络资源;计费信息的处理,即搜集资源使用信息,用于进行计费、审计、成本分配或趋势分析等。此外,他还须实现与PDSN,HA及其他AAA服务器的交互功能,向移动用户提供分组数据业务。AAA服务器具有下列特征:使用RADIUS协议,支持大规模的外部和漫游业务,RADIUS能向外部的RADIUS服务器提供可靠的AAA功能;通过目录支持功能和程序化的配置接口,完成配置、计费和其他业务管理部件的集成,从而降低运营成本和加快业务推出速度;通过支持集中化的IP地址分配和对跨多地理区域接入设备会话的限制,高效使用管理资源。

只有使用“移动IP”时才需要HA。作为一个独立的网络单元,HA用来完成对移动IP和移动IP用户的移动性管理功能。HA通过移动终端登记来定位移动用户,同时把分组数据转发到用户当前所登记的FA(位于PDSN内)。HA同时支持动态的IP地址分配和反向隧道。HA具有冗余备份功能,可由一个HA替代另一个HA。这样,新的HA可以用原有IP地址和转换地址维护关联表,保证移动关联表处于同步状态。此外,这种方式还能保证解决方案的可用性和可扩展性。

近一段时间以来,联通开始大举推广CDMA1X网络,并明确宣称将把重心放在无线互联的移动数据业务上。而目前,无线局域网成熟的标准可达到11Mb/s的速率,新的标准最高达54Mb/s的速率,这对移动用户具有非常大的吸引力。

早在2003年4月的博鳌亚洲论坛首届年会上,海南联通在当地建了3个CDMA1X的基站,并向前来采访年会的记者分发了近300张的无线上网卡,CDMA1X+WLAN方案的数据业务更是引起了广泛关注。按照设想,海南联通甚至要为沿海渔民以及钻井平台上的工作人员提供包括天气预报等在内的移动数据服务。

WLAN这种早已被电信网通普遍采纳的无线接入技术,一经与CDMA1X融合,就显示出其独特的魅力。一般说来,虽然WLAN可以提供高速的数据业务,但WLAN却缺少对用户进行鉴权与计费的成熟机制,而且无线局域网的覆盖范围较小,一般都在热点地区,用户使用时受到地点的限制。而CDMA1X网络经过了几十年的研究与实验,不仅有成熟鉴权与计费机制,并且具有覆盖广的特点。CDMA1X网络可以利用WLAN高速数据传输的特点以弥补自己数据传输速率受限的不足,而无线局域网不仅充分利用了CDMA1X网络完善的鉴权与计费机制,而且可结合CDMA1X网络覆盖广的特点,进行多接入切换功能。这样就可实现WLAN用户与CDMA1X用户统一的管理。

为了获得无线局域网提供的数据业务,终端必须处于无线局域网的信号覆盖范围内,即首先要连接到AP。当终端发起数据业务的呼叫时,先在APGW和PDSN之间建立RP连接,然后到PDSN进行分组网络的注册,才可进行数据业务,其具体连接过程如下:

(1)终端在WLAN网络系统中检测WLAN的信号,并连接到AP。

(2)当终端有数据业务的需求时,发起连接请求,在AP/APGW收到连接消息后,APGW向PDSN发送Au注册请求消息。若注册请求消息有效,则PDSN通过返回带接收指示的Au注册应答消息接收该连接,PDSN和APGW均产生关于A10连接的绑定记录。

(3)终端和PDSN建立PPP的连接,在建立PPP连接的过程中,如果是SimpleIP用户,PDSN会分配给终端一个IP地址(对MobileIp用户,还需进行MIP的注册)。

(4)PPP连接建立成功,终端可以通过GRE帧在A10连接上发送或接收数据。

(5)在Au注册生存期超过前,APGW发送Au注册请求消息以更新A10连接的注册。Au注册请求消息也用于向PDSN传送与计费相关的信息以及其他信息,这些信息在系统定义的触发点上传送。

(6)对于有效的注册请求,PDSN返回带接受指示和生存期值的A11注册应答消息。PDSN和APGW均更新A10连接的绑定记录。PDSN在返回注册应答消息之前保存与计费相关的信息(如果收到的话)用于进一步处理。

(7)如果用户或PDSN终止数据业务,则PDSN将终止和用户PPP连接,并拆除与APGW的RP连接。

WLAN网络,其中无线接入点(AccessPoint,AP)是无线终端接入固定电信网的连接设备,为用户提供无线接入功能,可提供话音和数据的接入服务。AP完成简单的对无线用户的管理和对无线信道的动态分配,并完成802.11与802.3协议的转换,经过AP转换后的数据包是以太网包。

接入点网关(AccessPointGateway,APGW)是将AP转换出的以太网数据包封装成IP包,并发送到PDSN的设备。一般PDSN设备放置的位置与无线网络侧设备AP、APGW离得比较远,要实现PDSN接入网关的作用经常需要将AP转换的二层数据包穿越三层网络以到达PDSN。因此,APGW功能实体就是为了完成此功能的转换设备。

参考文献

[1]TeroOjanpera.宽带CDMA:第三代移动通信技术[M].北京:人民邮电出版社,2001.

[2]杨大成.CDMA2000技术[M].北京:北京邮电大学出版社,2001.

[3]杨大成.CDMA20001x移动通信系统[M].北京:机械工业出版社,2003.

CDMA技术范文篇3

关键词:CDMA;AAA服务器;Internet;Intranet

CharacteristicsandFunctionsforCDMATechnology

Abstract:Thisissuemainlysetsforththecharacterandstrongpowerofthe3thgenerationmobiletelecommunicationtechnology-CDMA.Telecommunicationaltermshavetranseredfromnarrowservices,suchastelephone,sendingorreceivingmessages,tomultimediumofbroadband.PDSNisentrygateway,whitchlinkingwirelessnetandpackagenettogether.PDSNalsoservingforusers`enteringpackagedatenet.AAAservercanprovideusers`identificationbyprobingpre-registedlogininformation,thendecidewhetherpermittingmobileusersusingsomenetworkresourse,atthesametimeitcalculatingfee,audittin,allottingofcostoranalysisingoftrend.CDMAprovidingpowerfulguaranteefordevelopmentofmobilecommunication.

Keywords:CDMA;AAAserver;Internet;Intranet

1引言

CDMA(CodeDivisionMultipleAccess码分多址)是近年来被应用于商业的一种数字接口技术。他拥有频率利用率高、手机功耗低等优点。CDMA手机是指基于CDMA网络的移动通信终端。目前,19家企业被批准有资格生产CDMA终端产品。

CDMA手机除了能够提供GSM手机的通话功能和信息服务外,还具有高速无线数据传输和多媒体功能。能提供的服务主要有:

(1)基本增值服务,如呼叫转移、信息提示等。

(2)语音邮件服务,如邮件、传真、新闻等语音信息。

(3)短信息服务,如天气、交通、证券、广告等。

(4)无线智能网服务,如虚拟网络、个人号码识别等。

(5)无线互联网服务,如网络浏览、电子商务、电子邮箱、网络游戏等。

2CDMA所具有的优点

与GSM手机相比,CDMA手机具有以下优点:

(1)CDMA手机发射功率小(2mw)。

(2)CDMA手机采用先进的切换技术——软切换技术(即切换是先接续好后再中断),使得CDMA手机的通话可与固定电话媲美,而且不会有GSM手机的掉线现象。

(3)使用CDMA网络,运营商的投资相对减少,这就为CDMA手机资费的下调预留了空间。

(4)因采用以拓频通信为基础的一种调制和多址通信方式,其容量比模拟技术高10倍,超过GSM网络约4倍。

(5)基于宽带技术的CDMA使得移动通信中视频应用成为可能,从而使手机从只能打电话和发送短信息等狭窄的服务中走向宽带多媒体应用。

在第三代移动通信的无线接口国际提案中,WCDMA和CDMA2000都是极为重要的技术。这两种宽带CDMA方案,除了码片速率、同步方式、导频方式等有所不同外,其他如功率、软切换等基本技术并无大的区别。

CDMAOne是基于IS-95标准的各种CDMA产品的总称,即所有基于CDMAOne技术的产品,其核心技术均以IS-95作为标准。CDMA2000是美国向ITU提出的第三代移动通信空中接口标准的建议,是IS-95标准向第三代演进的技术体制方案,这是一种宽带CDMA技术。CDMA2000室内最高数据速率为2Mb/s以上,步行环境时为384kb/s,车载环境时为144kb/s以上。

CDMA2000-1X原意是指CDMA2000的第一阶段(速率高于IS-95,低于2Mb/s),可支持308kb/s的数据传输,网络部分引入分组交换,可支持移动IP业务。

CDMA2000-1XEV是在CDMA2000-1X基础上进一步提高速率的增强体制,采用高速率数据(HDR)技术,能在1.25MHz(同CDMA2000-1X带宽)内提供2M/s以上的数据业务,是CDMA2000-1X的边缘技术。3GPP已开始制订CDMA2000-1XEV的技术标准,其中用高通公司技术的称为HDR。

与CDMAOne相比,CDMA2000有下列技术特点:多种信道带宽,前向链路上支持多载波和直扩两种方式;反向链路仅支持直扩方式;可以更加有效地使用无线资源;可实现系统平滑过渡;核心网协议可使用IS-41,GSM-MAP以及IP骨干网标准;前向发送分集;快速前向功率控制;使用Turbo码;辅助导频信道;灵活帧长;反向链路相干解调;可选择较长的交织器。CDMA2000-1X采用扩频速率为SR1,即指前向信道和反向信道均用码片速率1.2288Mb/s的单载波直接序列扩频方式。因此他可以方便地与IS-95(A/B)后向兼容,实现平滑过渡。运营商可在某些需求高速数据业务而导致容量不够的蜂窝上,用相同载波部署CDMA2000-1X系统,从而减少了用户和运营商的投资。由于CDMA2000-1X采用了反向相干解调、快速前向功控、发送分集、Turbo编码等新技术,其容量比IS-95大为提高。在相同条件下,对普通话音业务而言,容量大致为IS-95系统的两倍。

3CDMA关键技术所在

CDMA2000-1X关键技术包括以下几个方面。

(1)前向快速功率控制技术CDMA2000采用快速功率控制方法。即移动台测量收到业务信道的Eb/Nt,并与门限值比较,根据比较结果,向基站发出调整基站发射功率的指令,功率控制速率可以达到800b/s。由于使用快速功率控制,可以达到减少基站发射功率、减少总干扰电平,从而降低移动台信噪比要求,最终可以增大系统容量。

(2)前向快速寻呼信道技术此技术有2个用途。一是寻呼或睡眠状态的选择。因基站使用快速寻呼信道向移动台发出指令,决定移动台是处于监听寻呼信道还是处于低功耗的睡眠状态,这样移动台便不必长时间连续监听前向寻呼信道,可减少移动台激活时间和节省移动台功耗。二是配置改变。通过前向快速寻呼信道,基地台向移动台发出最近几分钟内的系统参数消息,使移动台根据此新消息作相应设置处理。

(3)前向链路发射分集技术CDMA2000-1X采用直接扩频发射分集技术,有2种方式:一种是正交发射分集方式,方法是先分离数据流再用不同的正交Walsh码对2个数据流进行扩频,并通过2个发射天线发射。另一种是空时扩展分集方式,使用空间两根分离天线发射已交织的数据,使用相同原始Walsh码信道。使用前向链路发射分集技术可以减少发射功率,抗瑞利衰落,增大系统容量。

(4)反向相干解调基站利用反向导频信道发出扩频信号捕获移动台的发射信号,再用梳状(Rake)接收机实现相干解调,与IS-95采用非相干解调相比,提高了反向链路性能,降低了移动台发射功率,提高了系统容量。

(5)连续的反向空中接口波形在反向链路中,数据采用连续导频,使信道上数据波形连续,此措施可减少外界电磁干扰,改善搜索性能,支持前向功率快速控制以及反向功率控制连续监控。

(6)Turbo码使用Turbo码具有优异的纠错性能,适于高速率对译码时延要求不高的数据传输业务,并可降低对发射功率的要求、增加系统容量,在CDMA2000-1X中Turbo码仅用于前向补充信道和反向补充信道。Turbo编码器由2个RSC编码器(卷积码的一种)、交织器和删除器组成。每个RSC编码器有两路校验位输出,2个输出经删除复用后形成Turbo码。Turbo译码器由2个软输入、软输出的译码器、交织器、去交织器构成,经对输入信号交替译码、软输出多轮译码、过零判决后得到译码输出。(7)灵活的帧长与IS-95不同,CDMA2000-1X支持5ms,10ms,20ms,40ms,80ms和160ms多种帧长,不同类型信道分别支持不同帧长。前向基本信道、前向专用控制信道、反向基本信道、反向专用控制信道采用5ms或20ms帧,前向补充信道、反向补充信道采用20ms,40ms或80ms帧,话音信道采用20ms帧。较短帧可以减少时延,但解调性能较低;较长帧可降低对发射功率的要求。

(8)增强的媒体接入控制功能媒体接入控制子层控制多种业务接入物理层,保证多媒体业务的实现。他实现话音、分组数据和电路数据业务同时处理,提供发送、复用和Qos控制,提供接入程序。与IS-95相比,他可以满足更高宽带和更多业务的要求。CDMA1X网络的关键设备,分组数据服务节点(PDSN)、鉴权、授权、计费服务器(AAA)、本地(HA)是CDMA1X系统支持分组数据业务的关键设备,为此对他们进行专门的介绍。PDSN是连接无线网络和分组数据网的接入网关,为移动Internet/Intranet用户提供分组数据接入服务。除了使点到点协议(PPP)封装的IP包能在无线网络和IP网络间正确传输外,PDSN还与其他各种接入服务商的IP分组网络连接,从而为终端用户提供诸如互联网接入、电子商务、WAP应用等多种业务。PDSN同时还完成AAA服务器所需的合并的分组会话计费数据和无线会话计费数据搜集功能,并且支持移动IP的外部(FA)和用户设备的85认证功能,同时还能提供移动IP业务,满足终端用户丰富多彩的移动互联网业务需求。

AAA服务器完成的功能有:用户注册信息的认证,即通过验证一些预先登记的信息来提供用户身份认证;数据业务的授权,即决定是否授权移动用户访问特定的网络资源;计费信息的处理,即搜集资源使用信息,用于进行计费、审计、成本分配或趋势分析等。此外,他还须实现与PDSN,HA及其他AAA服务器的交互功能,向移动用户提供分组数据业务。AAA服务器具有下列特征:使用RADIUS协议,支持大规模的外部和漫游业务,RADIUS能向外部的RADIUS服务器提供可靠的AAA功能;通过目录支持功能和程序化的配置接口,完成配置、计费和其他业务管理部件的集成,从而降低运营成本和加快业务推出速度;通过支持集中化的IP地址分配和对跨多地理区域接入设备会话的限制,高效使用管理资源。

只有使用“移动IP”时才需要HA。作为一个独立的网络单元,HA用来完成对移动IP和移动IP用户的移动性管理功能。HA通过移动终端登记来定位移动用户,同时把分组数据转发到用户当前所登记的FA(位于PDSN内)。HA同时支持动态的IP地址分配和反向隧道。HA具有冗余备份功能,可由一个HA替代另一个HA。这样,新的HA可以用原有IP地址和转换地址维护关联表,保证移动关联表处于同步状态。此外,这种方式还能保证解决方案的可用性和可扩展性。

近一段时间以来,联通开始大举推广CDMA1X网络,并明确宣称将把重心放在无线互联的移动数据业务上。而目前,无线局域网成熟的标准可达到11Mb/s的速率,新的标准最高达54Mb/s的速率,这对移动用户具有非常大的吸引力。

早在2003年4月的博鳌亚洲论坛首届年会上,海南联通在当地建了3个CDMA1X的基站,并向前来采访年会的记者分发了近300张的无线上网卡,CDMA1X+WLAN方案的数据业务更是引起了广泛关注。按照设想,海南联通甚至要为沿海渔民以及钻井平台上的工作人员提供包括天气预报等在内的移动数据服务。

WLAN这种早已被电信网通普遍采纳的无线接入技术,一经与CDMA1X融合,就显示出其独特的魅力。一般说来,虽然WLAN可以提供高速的数据业务,但WLAN却缺少对用户进行鉴权与计费的成熟机制,而且无线局域网的覆盖范围较小,一般都在热点地区,用户使用时受到地点的限制。而CDMA1X网络经过了几十年的研究与实验,不仅有成熟鉴权与计费机制,并且具有覆盖广的特点。CDMA1X网络可以利用WLAN高速数据传输的特点以弥补自己数据传输速率受限的不足,而无线局域网不仅充分利用了CDMA1X网络完善的鉴权与计费机制,而且可结合CDMA1X网络覆盖广的特点,进行多接入切换功能。这样就可实现WLAN用户与CDMA1X用户统一的管理。

为了获得无线局域网提供的数据业务,终端必须处于无线局域网的信号覆盖范围内,即首先要连接到AP。当终端发起数据业务的呼叫时,先在APGW和PDSN之间建立RP连接,然后到PDSN进行分组网络的注册,才可进行数据业务,其具体连接过程如下:

(1)终端在WLAN网络系统中检测WLAN的信号,并连接到AP。

(2)当终端有数据业务的需求时,发起连接请求,在AP/APGW收到连接消息后,APGW向PDSN发送Au注册请求消息。若注册请求消息有效,则PDSN通过返回带接收指示的Au注册应答消息接收该连接,PDSN和APGW均产生关于A10连接的绑定记录。

(3)终端和PDSN建立PPP的连接,在建立PPP连接的过程中,如果是SimpleIP用户,PDSN会分配给终端一个IP地址(对MobileIp用户,还需进行MIP的注册)。

(4)PPP连接建立成功,终端可以通过GRE帧在A10连接上发送或接收数据。

(5)在Au注册生存期超过前,APGW发送Au注册请求消息以更新A10连接的注册。Au注册请求消息也用于向PDSN传送与计费相关的信息以及其他信息,这些信息在系统定义的触发点上传送。

(6)对于有效的注册请求,PDSN返回带接受指示和生存期值的A11注册应答消息。PDSN和APGW均更新A10连接的绑定记录。PDSN在返回注册应答消息之前保存与计费相关的信息(如果收到的话)用于进一步处理。

(7)如果用户或PDSN终止数据业务,则PDSN将终止和用户PPP连接,并拆除与APGW的RP连接。

WLAN网络,其中无线接入点(AccessPoint,AP)是无线终端接入固定电信网的连接设备,为用户提供无线接入功能,可提供话音和数据的接入服务。AP完成简单的对无线用户的管理和对无线信道的动态分配,并完成802.11与802.3协议的转换,经过AP转换后的数据包是以太网包。

接入点网关(AccessPointGateway,APGW)是将AP转换出的以太网数据包封装成IP包,并发送到PDSN的设备。一般PDSN设备放置的位置与无线网络侧设备AP、APGW离得比较远,要实现PDSN接入网关的作用经常需要将AP转换的二层数据包穿越三层网络以到达PDSN。因此,APGW功能实体就是为了完成此功能的转换设备。

参考文献

[1]TeroOjanpera.宽带CDMA:第三代移动通信技术[M].北京:人民邮电出版社,2001.

[2]杨大成.CDMA2000技术[M].北京:北京邮电大学出版社,2001.

[3]杨大成.CDMA20001x移动通信系统[M].北京:机械工业出版社,2003.

CDMA技术范文篇4

关键词:CDMA;AAA服务器;Internet;Intranet

一、引言

CDMA(CodeDivisionMultipleAccess码分多址)是近年来被应用于商业的一种数字接口技术。他拥有频率利用率高、手机功耗低等优点。CDMA手机是指基于CDMA网络的移动通信终端。目前,19家企业被批准有资格生产CDMA终端产品。

CDMA手机除了能够提供GSM手机的通话功能和信息服务外,还具有高速无线数据传输和多媒体功能。能提供的服务主要有:

(1)基本增值服务,如呼叫转移、信息提示等。

(2)语音邮件服务,如邮件、传真、新闻等语音信息。

(3)短信息服务,如天气、交通、证券、广告等。

(4)无线智能网服务,如虚拟网络、个人号码识别等。

(5)无线互联网服务,如网络浏览、电子商务、电子邮箱、网络游戏等。

二、CDMA所具有的优点

与GSM手机相比,CDMA手机具有以下优点:

(1)CDMA手机发射功率小(2mw)。

(2)CDMA手机采用先进的切换技术——软切换技术(即切换是先接续好后再中断),使得CDMA手机的通话可与固定电话媲美,而且不会有GSM手机的掉线现象。

(3)使用CDMA网络,运营商的投资相对减少,这就为CDMA手机资费的下调预留了空间。

(4)因采用以拓频通信为基础的一种调制和多址通信方式,其容量比模拟技术高10倍,超过GSM网络约4倍。

(5)基于宽带技术的CDMA使得移动通信中视频应用成为可能,从而使手机从只能打电话和发送短信息等狭窄的服务中走向宽带多媒体应用。

在第三代移动通信的无线接口国际提案中,WCDMA和CDMA2000都是极为重要的技术。这两种宽带CDMA方案,除了码片速率、同步方式、导频方式等有所不同外,其他如功率、软切换等基本技术并无大的区别。

CDMAOne是基于IS-95标准的各种CDMA产品的总称,即所有基于CDMAOne技术的产品,其核心技术均以IS-95作为标准。CDMA2000是美国向ITU提出的第三代移动通信空中接口标准的建议,是IS-95标准向第三代演进的技术体制方案,这是一种宽带CDMA技术。CDMA2000室内最高数据速率为2Mb/s以上,步行环境时为384kb/s,车载环境时为144kb/s以上。

CDMA2000-1X原意是指CDMA2000的第一阶段(速率高于IS-95,低于2Mb/s),可支持308kb/s的数据传输,网络部分引入分组交换,可支持移动IP业务。

CDMA2000-1XEV是在CDMA2000-1X基础上进一步提高速率的增强体制,采用高速率数据(HDR)技术,能在1.25MHz(同CDMA2000-1X带宽)内提供2M/s以上的数据业务,是CDMA2000-1X的边缘技术。3GPP已开始制订CDMA2000-1XEV的技术标准,其中用高通公司技术的称为HDR。

与CDMAOne相比,CDMA2000有下列技术特点:多种信道带宽,前向链路上支持多载波和直扩两种方式;反向链路仅支持直扩方式;可以更加有效地使用无线资源;可实现系统平滑过渡;核心网协议可使用IS-41,GSM-MAP以及IP骨干网标准;前向发送分集;快速前向功率控制;使用Turbo码;辅助导频信道;灵活帧长;反向链路相干解调;可选择较长的交织器。CDMA2000-1X采用扩频速率为SR1,即指前向信道和反向信道均用码片速率1.2288Mb/s的单载波直接序列扩频方式。因此他可以方便地与IS-95(A/B)后向兼容,实现平滑过渡。运营商可在某些需求高速数据业务而导致容量不够的蜂窝上,用相同载波部署CDMA2000-1X系统,从而减少了用户和运营商的投资。由于CDMA2000-1X采用了反向相干解调、快速前向功控、发送分集、Turbo编码等新技术,其容量比IS-95大为提高。在相同条件下,对普通话音业务而言,容量大致为IS-95系统的两倍。

三、CDMA关键技术所在

CDMA2000-1X关键技术包括以下几个方面。

(7)灵活的帧长与IS-95不同,CDMA2000-1X支持5ms,10ms,20ms,40ms,80ms和160ms多种帧长,不同类型信道分别支持不同帧长。前向基本信道、前向专用控制信道、反向基本信道、反向专用控制信道采用5ms或20ms帧,前向补充信道、反向补充信道采用20ms,40ms或80ms帧,话音信道采用20ms帧。较短帧可以减少时延,但解调性能较低;较长帧可降低对发射功率的要求。

(8)增强的媒体接入控制功能媒体接入控制子层控制多种业务接入物理层,保证多媒体业务的实现。他实现话音、分组数据和电路数据业务同时处理,提供发送、复用和Qos控制,提供接入程序。与IS-95相比,他可以满足更高宽带和更多业务的要求。CDMA1X网络的关键设备,分组数据服务节点(PDSN)、鉴权、授权、计费服务器(AAA)、本地(HA)是CDMA1X系统支持分组数据业务的关键设备,为此对他们进行专门的介绍。PDSN是连接无线网络和分组数据网的接入网关,为移动Internet/Intranet用户提供分组数据接入服务。除了使点到点协议(PPP)封装的IP包能在无线网络和IP网络间正确传输外,PDSN还与其他各种接入服务商的IP分组网络连接,从而为终端用户提供诸如互联网接入、电子商务、WAP应用等多种业务。PDSN同时还完成AAA服务器所需的合并的分组会话计费数据和无线会话计费数据搜集功能,并且支持移动IP的外部(FA)和用户设备的85认证功能,同时还能提供移动IP业务,满足终端用户丰富多彩的移动互联网业务需求。

AAA服务器完成的功能有:用户注册信息的认证,即通过验证一些预先登记的信息来提供用户身份认证;数据业务的授权,即决定是否授权移动用户访问特定的网络资源;计费信息的处理,即搜集资源使用信息,用于进行计费、审计、成本分配或趋势分析等。此外,他还须实现与PDSN,HA及其他AAA服务器的交互功能,向移动用户提供分组数据业务。AAA服务器具有下列特征:使用RADIUS协议,支持大规模的外部和漫游业务,RADIUS能向外部的RADIUS服务器提供可靠的AAA功能;通过目录支持功能和程序化的配置接口,完成配置、计费和其他业务管理部件的集成,从而降低运营成本和加快业务推出速度;通过支持集中化的IP地址分配和对跨多地理区域接入设备会话的限制,高效使用管理资源。

只有使用“移动IP”时才需要HA。作为一个独立的网络单元,HA用来完成对移动IP和移动IP用户的移动性管理功能。HA通过移动终端登记来定位移动用户,同时把分组数据转发到用户当前所登记的FA(位于PDSN内)。HA同时支持动态的IP地址分配和反向隧道。HA具有冗余备份功能,可由一个HA替代另一个HA。这样,新的HA可以用原有IP地址和转换地址维护关联表,保证移动关联表处于同步状态。此外,这种方式还能保证解决方案的可用性和可扩展性。

近一段时间以来,联通开始大举推广CDMA1X网络,并明确宣称将把重心放在无线互联的移动数据业务上。而目前,无线局域网成熟的标准可达到11Mb/s的速率,新的标准最高达54Mb/s的速率,这对移动用户具有非常大的吸引力。

早在2003年4月的博鳌亚洲论坛首届年会上,海南联通在当地建了3个CDMA1X的基站,并向前来采访年会的记者分发了近300张的无线上网卡,CDMA1X+WLAN方案的数据业务更是引起了广泛关注。按照设想,海南联通甚至要为沿海渔民以及钻井平台上的工作人员提供包括天气预报等在内的移动数据服务。

WLAN这种早已被电信网通普遍采纳的无线接入技术,一经与CDMA1X融合,就显示出其独特的魅力。一般说来,虽然WLAN可以提供高速的数据业务,但WLAN却缺少对用户进行鉴权与计费的成熟机制,而且无线局域网的覆盖范围较小,一般都在热点地区,用户使用时受到地点的限制。而CDMA1X网络经过了几十年的研究与实验,不仅有成熟鉴权与计费机制,并且具有覆盖广的特点。

CDMA1X网络可以利用WLAN高速数据传输的特点以弥补自己数据传输速率受限的不足,而无线局域网不仅充分利用了CDMA1X网络完善的鉴权与计费机制,而且可结合CDMA1X网络覆盖广的特点,进行多接入切换功能。这样就可实现WLAN用户与CDMA1X用户统一的管理。

为了获得无线局域网提供的数据业务,终端必须处于无线局域网的信号覆盖范围内,即首先要连接到AP。当终端发起数据业务的呼叫时,先在APGW和PDSN之间建立RP连接,然后到PDSN进行分组网络的注册,才可进行数据业务,其具体连接过程如下:

(1)终端在WLAN网络系统中检测WLAN的信号,并连接到AP。

(2)当终端有数据业务的需求时,发起连接请求,在AP/APGW收到连接消息后,APGW向PDSN发送Au注册请求消息。若注册请求消息有效,则PDSN通过返回带接收指示的Au注册应答消息接收该连接,PDSN和APGW均产生关于A10连接的绑定记录。

(3)终端和PDSN建立PPP的连接,在建立PPP连接的过程中,如果是SimpleIP用户,PDSN会分配给终端一个IP地址(对MobileIp用户,还需进行MIP的注册)。

(4)PPP连接建立成功,终端可以通过GRE帧在A10连接上发送或接收数据。

(5)在Au注册生存期超过前,APGW发送Au注册请求消息以更新A10连接的注册。Au注册请求消息也用于向PDSN传送与计费相关的信息以及其他信息,这些信息在系统定义的触发点上传送。

(6)对于有效的注册请求,PDSN返回带接受指示和生存期值的A11注册应答消息。PDSN和APGW均更新A10连接的绑定记录。PDSN在返回注册应答消息之前保存与计费相关的信息(如果收到的话)用于进一步处理。

(7)如果用户或PDSN终止数据业务,则PDSN将终止和用户PPP连接,并拆除与APGW的RP连接。

WLAN网络,其中无线接入点(AccessPoint,AP)是无线终端接入固定电信网的连接设备,为用户提供无线接入功能,可提供话音和数据的接入服务。AP完成简单的对无线用户的管理和对无线信道的动态分配,并完成802.11与802.3协议的转换,经过AP转换后的数据包是以太网包。公务员之家

接入点网关(AccessPointGateway,APGW)是将AP转换出的以太网数据包封装成IP包,并发送到PDSN的设备。一般PDSN设备放置的位置与无线网络侧设备AP、APGW离得比较远,要实现PDSN接入网关的作用经常需要将AP转换的二层数据包穿越三层网络以到达PDSN。因此,APGW功能实体就是为了完成此功能的转换设备。

参考文献

[1]TeroOjanpera.宽带CDMA:第三代移动通信技术[M].北京:人民邮电出版社,2001.

[2]杨大成.CDMA2000技术[M].北京:北京邮电大学出版社,2001.

[3]杨大成.CDMA20001x移动通信系统[M].北京:机械工业出版社,2003.

CDMA技术范文篇5

第三代移动通信系统(3G)是在第二代移动通信技术基础上进一步演进的以宽带CDMA技术为主,并能同时提供语音数据综合服务和移动多媒体服务的移动通信系统,亦即未来移动通信系统,是一代有能力彻底解决第一、二代移动通信系统主要弊端的最选进的移动通信系统。第三代移动通信系统一个突出特色就是,要在未来移动通信系统中实现个人终端用户能够在全球范围内的任何时间、任何地点,与任何人,用任意方式、高质量地完成任何信息之间的移动通信与传输。可见,第三代移动通信十分重视个人在通信系统中的自主因素,突出了个人在通信系统中的主要地位,所以又叫未来个人通信系统。第三代移动通信系统将会以宽带CDMA系统为主,所谓CDMA,即码分多址技术。移动通信的特点要求采用多址技术,多址技术实际上就是指基站周围的移动台以何种方式抢占信道进入基站和从基站接收信号的技术,移动台只有占领了某一信道,才有可能完成移动通信。

二、第三代移动通信系统的特征

第三代移动通信的基本特征:具有全球范围设计的,与固定网络业务及用户互连,无线接口的类型尽可能少和高度兼容性;具有与固定通信网络相比拟的高话音质量和高安全性;具有在本地采用2Mb/s高速率接入和在广域网采用384kb/s接入速率的数据率分段使用功能;具有在2GHz左右的高效频谱利用率,且能最大程度地利用有限带宽;移动终端可连接地面网和卫星网,可移动使用和固定使用,可与卫星业务共存和互连;能够处理包括国际互联网和视频会议、高数据率通信和非对称数据传输的分组和电路交换业务;支持分层小区结构,也支持包括用户向不同地点通信时浏览国际互联网的多种同步连接;语音只占移动通信业务的一部分,大部分业务是非话数据和视频信息;一个共用的基础设施,可支持同一地方的多个公共的和专用的运营公司;手机体积小、重量轻,具有真正的全球漫游能力;具有根据数据量、服务质量和使用时间为收费参数,而不是以距离为收费参数的新收费机制。

宽带CDMA与窄带CDMA或GSM的主要区别:

IMT-2000的主要技术方案是宽带CDMA,并同时兼顾了在第二代数字式移动通信系统中应用广泛的GSM与窄带CDMA系统的兼容问题。那么,它们在技术与性能方面有什么区别呢?

3G与2G相比,具有:更大的通信容量和覆盖范围;具有可变的高速数据率;可同时提供高速电路交换和分组交换业务;支持多种同步业务;支持其他系统改进功能。具体内容主要是支持自适应天线阵(AAA),该天线可利用天线方向图对每个移动电话进行优化,可提供更加有效的频谱和更高容量。自适应天线要求下行链中每个连接都有导频符,而宽带CDMA系统中的每个区中都使用一个公共导频广播。无线基站再也不需要全球定位系统来同步,由于宽带CDMA拥有一个内部系统来同步无线电基站,所以不像GSM移动通信系统那样在建立和维护基站时需要GPS(全球定位系统)外部系统来进行同步。因为依赖全球定位系统卫星覆盖来安装无线电基站,在购物中心和地铁等地区会导致实施困难等问题。支持分层小区结构(HCS),宽带CDMA的载波可引进一种被称为“移动辅助异频越区切换(MAIFHO)”的新切换机制,使其能够支持分层小区结构。这样,移动台可以扫描多个码分多址载波,使得移动系统可在热点地区部署微小区。支持多用户检测,因为多用户检测可消除小区中的干扰并能提高容量。

三、3G主要技术标准及其在中国的应用

国际电信联盟(ITU)在2000年5月确定W-CDMA、CDMA2000、TD-SCDMA为无线接口标准,写入3G技术指导性文《2000年国际移动通讯计划》(简称IMT—2000)。2007年10月19日,在国际电信联盟在日内瓦举行的无线通信全体会议上,经过多数国家投票通过,WiMAX正式被批准成为继WCDMA、CDMA2000和TD-SCDMA之后的第四个全球3G标准。

W-CDMA:全称为WidebandCDMA,也称为CDMADirectSpread,意为宽频分码多重存取,这是基于GSM网发展出来的3G技术规范,是欧洲提出的宽带CDMA技术,它与日本提出的宽带CDMA技术基本相同,目前正在进一步融合。其支持者主要是以GSM系统为主的欧洲厂商,日本公司也或多或少参与其中,包括欧美的爱立信、阿尔卡特、诺基亚、朗讯、北电,以及日本的NTT、富士通、夏普等厂商。这套系统能够架设在现有的GSM网络上,对于系统提供商而言可以较轻易地过渡,而GSM系统相当普及的亚洲对这套新技术的接受度预料会相当高。因此W-CDMA具有先天的市场优势。该标准提出了GSM(2G)-GPRS-EDGE-WCDMA(3G)的演进策略。

CDMA2000:CDMA2000是由窄带CDMA(CDMAIS95)技术发展而来的宽带CDMA技术,也称为CDMAMulti-Carrier,CDMA2000的研发技术却是目前各标准中进度最快的,许多3G手机已经率先面世。该标准提出了从CDMAIS95(2G)-CDMA20001x-CDMA20003x(3G)的演进策略。CDMA20001x被称为2.5代移动通信技术。CDMA20003x与CDMA20001x的主要区别在于应用了多路载波技术,通过采用三载波使带宽提高。前中国联通C网(现已经合并到中国电信)正在采用这一方案向3G过渡,采用的是CDMAIS95网络。

TD-SCDMA:全称为TimeDivision-SynchronousCDMA(时分同步CDMA),该标准是由中国大陆独自制定的3G标准,1999年6月29日,中国原邮电部电信科学技术研究院(大唐电信)向ITU提出。该标准将智能无线、同步CDMA和软件无线电等当今国际领先技术融于其中,在频谱利用率、对业务支持具有灵活性、频率灵活性及成本等方面的独特优势。

CDMA技术范文篇6

[论文摘要]3G的时代已经来临,其主要技术标准WCDMA和CDMA2000谁优谁劣自然引起了我们的关注。本文从各个方面对两个技术标准做了全面的对比研究。

一、引言

上世纪70年代末,诞生了被称为第一代蜂窝移动通信系统的双工FDMA模拟调频系统,但由于模拟系统固有的先天缺陷,在90年代初被以TDMA为基础的第二代数字蜂窝移动通信系统所取代,相对FDMA系统有诸多优点,如频谱利用率高,系统容量大、保密性好等。与此同时产生了以CDMA为基础的数字蜂窝通信系统,相比TDMA系统具有低发射功率、信道容量大、软容量、软切换、采用多种分集技术等优点。

随着网络的广泛普及,图像、话音和数据相结合的多媒体和高速率数据业务的业务量大大增加,人们对通信业务多样化的要求也与日俱增,而一代二代系统远远不能满足用户的这些需求,所以诞生了第三代移动通信技术,它能够处理图像、音乐、视频流等多种媒体形式,提供包括网页浏览、电话会议、电子商务等多种信息服务。国际上承认的3G标准有三个:CDMA2000、WCDMA以及TD-SCDMA,这里主要从各个方面做WCDMA和CDMA2000的对比研究。

二、WCDMA和CDMA2000的综合比较

由于WCDMA和CDMA2000这两种技术都是将CDMA技术用于蜂窝系统,许多的思想都是源于CDMA系统,因此WCDMA和CDMA2000有许多相试之处:从双工方式上看,WCDMA和CDMA2000属于FDD模式。WCDMA和CDMA2000都满足IMT-2000提出的技术要求,支持高速多媒体业务、分组数据和IP接入等。但它们在技术实现、规范标准化、网络演进等方面都存在较大差异。

WCDMA和CDMA2000各有优势和缺点。WCDMA技术较成熟,能同广泛使用的GSM系统兼容;相比第二代通信系统能提供更加灵活的服务;而且WCDMA能灵活处理不同速率的业务。其缺点是只能共用现有GSM系统的核心网部分,无线侧设备可以共用的很少。

CDMA2000的优势是可以和窄带CDMA的基站设备很好地兼容,能够从窄带CDMA系统平滑升级,只需增加新的信道单元,升级成本较低,核心网和大部分的无线设备都可用。容量也比IS-95A增加了两倍,手机待机时间也增加了两倍。缺点是CDMA2000系统无法和GSM系统兼容。

1.WCDMA与CDMA2000的物理层技术比较

WCDMA和CDMA2000物理层技术细节上有相似也有差异,由于考虑出发点不同,造成了不同的技术特点。WCDMA技术规范充分考虑了与第二代GSM移动通信系统的互操作性和对GSM核心网的兼容性;CDMA2000的开发策略是对以IS-95标准为蓝本的窄带CDMA的平滑升级。

(1)这两个标准的物理层技术相似点可以归纳为以下几点:

①内环均采用快速功率控制。CDMA系统是干扰受限系统,因此为了提高系统容量,应尽可能的降低系统的干扰。功率控制技术可以减少一系列的干扰,这意味着同一小区内可容纳更多的用户数,即小区的容量增加。因此CDMA系统中引入功率控制技术是非常必要的。

②系统都支持开环发射分集,信道编码采用卷积码和Turbo码。

③系统均采用软切换技术。所谓软切换是指移动台需要切换时,先与新的基站连通再与原基站切断联系,而不是先切断与原基站的联系再与新的基站连通。软切换只能在同一频率的信道间进行,因此模拟系统、TDMA系统不具有这种功能。软切换可以有效地提高切换的可靠性,大大减少切换造成的掉话。

④WCDMA工作频段:1900~2025MHz频段分配给FDD上行链路使用,2110~2170MHz频段分配给FDD下行链路使用,2110~2170MHz频段分配给TDD双工方式使用。其中WCDMA和CDMA2000利用1900~2025MHz频段(上行),2110~2170MHz(下行)。

(2)两个标准的物理层技术差异可以归纳为以下几点:

①扩频码片速率和射频带宽。WCDMA根据ITU关于5MHz信道基本带宽的划分规则,将基本码片速率定为3.84Mcps。WCDMA使用带宽和码片速率是CDMA2000-1X的3倍以上,能提供更大的多路径分集、更高的中继增益和更小的信号开销。CDMA2000分两个方案,即CDMA2000-1X和CDMA2000-3X两个阶段。CDMA2000系统可支持话音、分组数据等业务,并且可实现QoS的协商。室内最高数据速率达2Mbit/s,步行环境384kb/s,车载环境144kb/s。CDMA2000在前向和反向CDMA信道在单载波上采用码片速率1.2288Mcps的直接序列扩频,射频带宽为1.25MHz。

②支持不同的核心网标准。WCDMA要求实现与GSM网络的兼容,所以它把GSMMAP协议作为上层核心网络议;CDMA2000要求兼容窄带CDMA,因此它把ANSI-41作为自己的核心网络协议。

③WCDMA进行功率控制的速度是CDMA2000的2倍,能保证更好的信号质量,并支持多用户。

④为了使支持基于GSM的GPRS业务而部署的所有业务也支持WCDMA业务,为了完善新的数据话音网络,CDMA2000-1x需要添加额外的网元或进行功能升级。

2.WCDMA与CDMA2000网络接口的比较

3G标准的基本目标是能在车载、步行和静止各种不同环境下为多个用户分别提供最高为144kbit/s、384kbit/s和2048kbit/s的无线接入数据速率。为多个用户提供可变的无线接入数率是3G标准的核心要求。CDMA2000可分别用于900MHZ和2GHZ两个频段CDMA2000的码片速率与IS-95相同,两系统可以兼容。WCDMA的码片速率为3.84Mcps,显然WCDMA系统中低速率用户或语音用户的移动台成本会大幅上升,在CDMA2000系统中则不会如此。

WCDMA的接口标准规范、制定严谨、组织严密,而CDMA2000的接口标准严谨性有待加强。IS-95厂家设备难以互通,给运营商设备选型带来了较大问题;3G许诺的高速无线数据服务必须可以和话音一样实现无缝的漫游,这是至关重要的。多媒体信息要漫游、视频通话也要漫游,没有这些基本要素,3G就不能称其为3G。漫游涉及到的不仅仅是技术问题,更重要的是商业利益。在这方面WCDMA显然更胜一筹,它支持全球漫游,全球移动用户均有唯一标识,而CDMA2000尚不能很好做到这一点。

3.WCDMA和CDMA2000网络演进的比较

(1)WCDMA的网络演进技术

现有的GSM系统利用单一时隙可提供9.6kbit/s的数据服务。如果复用多个时隙就能升级为HSCSD(高速电路交换数据)方式;此后出现了GPRS(通用分组无线业务),首次在核心网中引入了分组交换的方式,可提供144kbit/s的数据速率。接着继续升级采用8PSK调制,这样传输速率可以上升至384kbit/s这就是EDGE;WCDMA的数据传输速率将高达2M/s。

(2)CDMA2000网络演进技术

主要的CDMA2000运营商将来自现在的窄带CDMA运营商。窄带CDMA向CDMA2000过渡的方式为IS-95A→IS95B→IS-95C→IMT2000。IS-95A的数据传输速率为14.4kbit/s,为了提供更高的速率,1999年部分厂商开始采用IS-95B标准,理论上支持115.2kbit/s的速率。IS-95C进一步使容量加倍,最后升级为CDMA2000。

窄带CDMA系统向CDMA2000系统的演进分为空中接口、网络接口及核心网络演进等方面。

①目前窄带CDMA系统的空中接口是基于IS295A,其支持的数据速率为14.4kbit/s,由IS295A升级到IS295B,可支持64kbit/s。

②窄带CDMA网络接口的演进主要指窄带CDMA系统A接口的升级和演进。对于窄带CDMA系统,以前其A接口不是规范接口(即不是开放接口),窄带CDMA和GSM的A接口的规范相比较,GSM是先有A接口标准,然后厂家依据标准开发;窄带CDMA是厂家各自开发,然后广泛宣传,最后凭借自身影响修改标准。

③窄带CDMA的核心网在美国经过多年发展后,从IS241A到IS241B到IS241C,我国CDMA试验网和红皮书以IS241C为基础,IS241D规范在1999年底,目前IS241E规范还未正式。

三、WCDMA和CDMA2000在我国的前景

对3G标准的选择不仅要看其技术原理及成熟程度,还要结合本国国情、市场运作状况等因素进行考虑。按目前的进展来看,两种标准最后不能融合成一种,但可以共存。

在我国,GSMMAP网络已形成巨大的规模,欧洲标准的WCDMA在网络上充分考虑到与第二代的GSM的兼容性,在技术上也考虑了与GSM的双模切换兼容,向WCDMA体制的第三代系统演进,从一开始就解决了全网覆盖的问题。而且CDMA2000采用GPS系统,对GPS依赖较大;在小区站点同步方面,CDMA2000基站通过GPS实现同步,将造成室内和城市小区部署的困难,而WCDMA设计可以使用异步基站,运营者独立性强;对于电信设备制造行业,我国在GSM蜂窝移动通信方面发展成熟,而窄带CDMA系统尚未形成规模和产业。

WCDMA采用全新的CDMA多址技术,并且使用新的频段及话音编码技术等。因此GSM网络虽然可采用一些临时的替代方案提供中等速率的数据服务,却不能提供一种相对平滑的路径以过渡到WCDMA。而CDMA2000的设计是以IS-95系统的丰富经验为依据的,因此窄带CDMA向CDMA2000的演进无论从无线还是网络部分都更为平滑。在基站方面只需更新信道板,并将系统软件升级,即可将IS-95基站升级为CDMA2000基站。

由此可见,WCDMA和CDMA2000还将长时间在我国共存,鹿死谁手?尚未分晓。

参考文献:

[1]TeroOjanpera,RamjeePrasad.朱旭红译.宽带CDMA:第三代移动通信技术.北京:人民邮电出版社.

CDMA技术范文篇7

[摘要]3G的时代已经来临,其主要技术标准WCDMA和CDMA2000谁优谁劣自然引起了我们的关注。本文从各个方面对两个技术标准做了全面的对比研究。

一、引言

上世纪70年代末,诞生了被称为第一代蜂窝移动通信系统的双工FDMA模拟调频系统,但由于模拟系统固有的先天缺陷,在90年代初被以TDMA为基础的第二代数字蜂窝移动通信系统所取代,相对FDMA系统有诸多优点,如频谱利用率高,系统容量大、保密性好等。与此同时产生了以CDMA为基础的数字蜂窝通信系统,相比TDMA系统具有低发射功率、信道容量大、软容量、软切换、采用多种分集技术等优点。

随着网络的广泛普及,图像、话音和数据相结合的多媒体和高速率数据业务的业务量大大增加,人们对通信业务多样化的要求也与日俱增,而一代二代系统远远不能满足用户的这些需求,所以诞生了第三代移动通信技术,它能够处理图像、音乐、视频流等多种媒体形式,提供包括网页浏览、电话会议、电子商务等多种信息服务。国际上承认的3G标准有三个:CDMA2000、WCDMA以及TD-SCDMA,这里主要从各个方面做WCDMA和CDMA2000的对比研究。

二、WCDMA和CDMA2000的综合比较

由于WCDMA和CDMA2000这两种技术都是将CDMA技术用于蜂窝系统,许多的思想都是源于CDMA系统,因此WCDMA和CDMA2000有许多相试之处:从双工方式上看,WCDMA和CDMA2000属于FDD模式。WCDMA和CDMA2000都满足IMT-2000提出的技术要求,支持高速多媒体业务、分组数据和IP接入等。但它们在技术实现、规范标准化、网络演进等方面都存在较大差异。

WCDMA和CDMA2000各有优势和缺点。WCDMA技术较成熟,能同广泛使用的GSM系统兼容;相比第二代通信系统能提供更加灵活的服务;而且WCDMA能灵活处理不同速率的业务。其缺点是只能共用现有GSM系统的核心网部分,无线侧设备可以共用的很少。

CDMA2000的优势是可以和窄带CDMA的基站设备很好地兼容,能够从窄带CDMA系统平滑升级,只需增加新的信道单元,升级成本较低,核心网和大部分的无线设备都可用。容量也比IS-95A增加了两倍,手机待机时间也增加了两倍。缺点是CDMA2000系统无法和GSM系统兼容。

1.WCDMA与CDMA2000的物理层技术比较

WCDMA和CDMA2000物理层技术细节上有相似也有差异,由于考虑出发点不同,造成了不同的技术特点。WCDMA技术规范充分考虑了与第二代GSM移动通信系统的互操作性和对GSM核心网的兼容性;CDMA2000的开发策略是对以IS-95标准为蓝本的窄带CDMA的平滑升级。

(1)这两个标准的物理层技术相似点可以归纳为以下几点:

①内环均采用快速功率控制。CDMA系统是干扰受限系统,因此为了提高系统容量,应尽可能的降低系统的干扰。功率控制技术可以减少一系列的干扰,这意味着同一小区内可容纳更多的用户数,即小区的容量增加。因此CDMA系统中引入功率控制技术是非常必要的。

②系统都支持开环发射分集,信道编码采用卷积码和Turbo码。

③系统均采用软切换技术。所谓软切换是指移动台需要切换时,先与新的基站连通再与原基站切断联系,而不是先切断与原基站的联系再与新的基站连通。软切换只能在同一频率的信道间进行,因此模拟系统、TDMA系统不具有这种功能。软切换可以有效地提高切换的可靠性,大大减少切换造成的掉话。

④WCDMA工作频段:1900~2025MHz频段分配给FDD上行链路使用,2110~2170MHz频段分配给FDD下行链路使用,2110~2170MHz频段分配给TDD双工方式使用。其中WCDMA和CDMA2000利用1900~2025MHz频段(上行),2110~2170MHz(下行)。

(2)两个标准的物理层技术差异可以归纳为以下几点:

①扩频码片速率和射频带宽。WCDMA根据ITU关于5MHz信道基本带宽的划分规则,将基本码片速率定为3.84Mcps。WCDMA使用带宽和码片速率是CDMA2000-1X的3倍以上,能提供更大的多路径分集、更高的中继增益和更小的信号开销。CDMA2000分两个方案,即CDMA2000-1X和CDMA2000-3X两个阶段。CDMA2000系统可支持话音、分组数据等业务,并且可实现QoS的协商。室内最高数据速率达2Mbit/s,步行环境384kb/s,车载环境144kb/s。CDMA2000在前向和反向CDMA信道在单载波上采用码片速率1.2288Mcps的直接序列扩频,射频带宽为1.25MHz。

②支持不同的核心网标准。WCDMA要求实现与GSM网络的兼容,所以它把GSMMAP协议作为上层核心网络议;CDMA2000要求兼容窄带CDMA,因此它把ANSI-41作为自己的核心网络协议。

③WCDMA进行功率控制的速度是CDMA2000的2倍,能保证更好的信号质量,并支持多用户。

④为了使支持基于GSM的GPRS业务而部署的所有业务也支持WCDMA业务,为了完善新的数据话音网络,CDMA2000-1x需要添加额外的网元或进行功能升级。

2.WCDMA与CDMA2000网络接口的比较

3G标准的基本目标是能在车载、步行和静止各种不同环境下为多个用户分别提供最高为144kbit/s、384kbit/s和2048kbit/s的无线接入数据速率。为多个用户提供可变的无线接入数率是3G标准的核心要求。CDMA2000可分别用于900MHZ和2GHZ两个频段CDMA2000的码片速率与IS-95相同,两系统可以兼容。WCDMA的码片速率为3.84Mcps,显然WCDMA系统中低速率用户或语音用户的移动台成本会大幅上升,在CDMA2000系统中则不会如此。

WCDMA的接口标准规范、制定严谨、组织严密,而CDMA2000的接口标准严谨性有待加强。IS-95厂家设备难以互通,给运营商设备选型带来了较大问题;3G许诺的高速无线数据服务必须可以和话音一样实现无缝的漫游,这是至关重要的。多媒体信息要漫游、视频通话也要漫游,没有这些基本要素,3G就不能称其为3G。漫游涉及到的不仅仅是技术问题,更重要的是商业利益。在这方面WCDMA显然更胜一筹,它支持全球漫游,全球移动用户均有唯一标识,而CDMA2000尚不能很好做到这一点。

3.WCDMA和CDMA2000网络演进的比较

(1)WCDMA的网络演进技术

现有的GSM系统利用单一时隙可提供9.6kbit/s的数据服务。如果复用多个时隙就能升级为HSCSD(高速电路交换数据)方式;此后出现了GPRS(通用分组无线业务),首次在核心网中引入了分组交换的方式,可提供144kbit/s的数据速率。接着继续升级采用8PSK调制,这样传输速率可以上升至384kbit/s这就是EDGE;WCDMA的数据传输速率将高达2M/s。

(2)CDMA2000网络演进技术

主要的CDMA2000运营商将来自现在的窄带CDMA运营商。窄带CDMA向CDMA2000过渡的方式为IS-95A→IS95B→IS-95C→IMT2000。IS-95A的数据传输速率为14.4kbit/s,为了提供更高的速率,1999年部分厂商开始采用IS-95B标准,理论上支持115.2kbit/s的速率。IS-95C进一步使容量加倍,最后升级为CDMA2000。

窄带CDMA系统向CDMA2000系统的演进分为空中接口、网络接口及核心网络演进等方面。

①目前窄带CDMA系统的空中接口是基于IS295A,其支持的数据速率为14.4kbit/s,由IS295A升级到IS295B,可支持64kbit/s。

②窄带CDMA网络接口的演进主要指窄带CDMA系统A接口的升级和演进。对于窄带CDMA系统,以前其A接口不是规范接口(即不是开放接口),窄带CDMA和GSM的A接口的规范相比较,GSM是先有A接口标准,然后厂家依据标准开发;窄带CDMA是厂家各自开发,然后广泛宣传,最后凭借自身影响修改标准。

③窄带CDMA的核心网在美国经过多年发展后,从IS241A到IS241B到IS241C,我国CDMA试验网和红皮书以IS241C为基础,IS241D规范在1999年底,目前IS241E规范还未正式。

三、WCDMA和CDMA2000在我国的前景

对3G标准的选择不仅要看其技术原理及成熟程度,还要结合本国国情、市场运作状况等因素进行考虑。按目前的进展来看,两种标准最后不能融合成一种,但可以共存。

在我国,GSMMAP网络已形成巨大的规模,欧洲标准的WCDMA在网络上充分考虑到与第二代的GSM的兼容性,在技术上也考虑了与GSM的双模切换兼容,向WCDMA体制的第三代系统演进,从一开始就解决了全网覆盖的问题。而且CDMA2000采用GPS系统,对GPS依赖较大;在小区站点同步方面,CDMA2000基站通过GPS实现同步,将造成室内和城市小区部署的困难,而WCDMA设计可以使用异步基站,运营者独立性强;对于电信设备制造行业,我国在GSM蜂窝移动通信方面发展成熟,而窄带CDMA系统尚未形成规模和产业。公务员之家

WCDMA采用全新的CDMA多址技术,并且使用新的频段及话音编码技术等。因此GSM网络虽然可采用一些临时的替代方案提供中等速率的数据服务,却不能提供一种相对平滑的路径以过渡到WCDMA。而CDMA2000的设计是以IS-95系统的丰富经验为依据的,因此窄带CDMA向CDMA2000的演进无论从无线还是网络部分都更为平滑。在基站方面只需更新信道板,并将系统软件升级,即可将IS-95基站升级为CDMA2000基站。

由此可见,WCDMA和CDMA2000还将长时间在我国共存,鹿死谁手?尚未分晓。

参考文献:

[1]TeroOjanpera,RamjeePrasad.朱旭红译.宽带CDMA:第三代移动通信技术.北京:人民邮电出版社.

CDMA技术范文篇8

关键词第三代移动通信系统码分多址IMT-2000

1引言

第三代移动通信系统是指能够满足国际电联提出的IMT-2000/FPLMTS系统要求的新一代移动通信系统。国际电联于1995年提出了IMT-2000/FPLMTS的评估标准,对未来蜂窝移动通信系统提出了较详细的要求。

IMT-2000系统的基本特征有以下几点:

球范围设计的高度兼容性;

MT-2000中的业务与固定网络的业务兼容;

质量;

机体积很小,具有全球漫游能力;

用的频谱为

885MHz~2025MHz,2110MHz~2200MHz(共230MHz)

1980MHz~2010MHz,2170MHz~2200MHz(限于卫星使用)

动终端可以连接地面网和卫星网,可移动使用也可固定使用;

线接口的类型应尽可能得少,而且具有高度的兼容性。

从而可以看出未来的第三代移动通信系统要具有很好的网络兼容性,用户终端可在全球范围内几个不同的系统间实现漫游,不仅要为移动用户提供话音及低速数据业务,而且要提供广泛的多媒体业务,这就对无线接口提出了较高的要求。ITU已对IMT-2000的测试环境提出了具体要求,给出了表征IMT-2000系统的最低限度的参数,包括:支持的数据率范围,误码率要求,单向的时延要求,激活因子和业务量模型。

根据ITU的要求,目前各大电信公司联盟均已提出了自己的第三代移动通信系统方案,主要以日本DoCoMo公司为首提出的W-CDMA;美国Lucent、Motorola等公司提出的CdmaOne;欧洲西门子、阿尔卡特等公司提出的TD-CDMA。总体来说,在第三代移动通信系统中采用CDMA技术已达成共识,但各自实现方案还有较大差别,下面分别介绍并比较。

2三种方案的特点

(1)W-CDMA系统

由于欧洲的GSM系统已经在数字移动通信市场中占据了很大的份额,美国的窄带CDMA系统(IS-95)也正在迅速赶上来,而日本的第二代数字移动通信系统PDC仅限于国内使用,无法推广到其它国家,所以日本很早就开始从事第三代移动通信系统的开发工作,分别提出了基于TDMA(时分多址)和基于CDMA(码分多址)的第三代移动通信系统,希望在未来的市场中占据有利地位,尤其以DoCoMo公司(NTT)的W-CDMA系统最有竞争力,目前DoCoMo公司正在同爱立信、Motorola、Lucent,以及其它厂家合作,努力完善系统,争取在1998年完成样机,1999年进行商业试验。

W-CDMA系统无线接口的基本参数为

扩频方式:可变扩频比(4~256)的直接扩频;

载波扩频速率:4.096Mchip/s;

每载波带宽:5MHz(可扩展为10MHz/20MHz);

载波速率:16kbit/s~256kbit/s

帧长度:10ms;

时隙长度(功率控制组):0.625ms;

调制方式:QPSK

功率控制:开环+自适应闭环方式(功控速率1.6kbit/s)

W-CDMA系统中采用导频符号相干RAKE接收机技术,解决了反向信道的容量限制问题,每个无线帧长度为10ms,分成16个时隙(timeslot),每个时隙长度为0.625ms,在每个时隙的前部插入全“1”或全“0”的导频符号进行信道参数估计,这种方法在其它系统的调制中也有采用的,但W-CDMA系统将从导频符号得到的衰落信道的振幅和相位信息,作为RAKE接收机最大比值合并的加权系数,取得了很好的效果。

与IS-95不同,W-CDMA系统不采用GPS精确定时方式,不同基站间不采用精确定时,优点是摆脱了美国GPS系统的控制,可采用较为自由的信道管理方式。缺点是需要快速实现小区搜索。

自适应阵列天线技术可以增加系统容量,而干扰消除技术可以减少高速率用户对系统造成的干扰。虽然这两种技术在实际应用中还有许多问题尚未解决,但日本正努力在W-CDMA系统中采用这两项技术。自适应阵列天线技术已经有很多文章论述过,这里不再介绍。干扰消除技术实际上是多用户检测技术的一种实现方式。采用2~3级干扰消除器,容量可增加30%。

另外,W-CDMA系统采用了精确的功率控制,即采用基于SIR(信噪比)的开环+闭环的功率控制方式,在业务信道帧中插入功率控制比特,插入速率1.6kbit/s,比IS-95的功控速率增加一倍,可以跟踪一般的快衰落过程。

(2)CdmaOne系统

CdmaOne是Lucent、Motorola、Nortel、Qualcomm和三星联合提出的第三代移动通信系统方案,是从IS-95和IS-41的标准发展而来,因此它与AMPS、DAMPS和IS-95均有较好的兼容性。同时,又由于它采用了一些新技术,使其能完全满足第三代移动通信系统即IMT-2000/FPLMTS的要求,其无线接口参数如下:

载波带宽:5MHz(可扩展为10/20MHz)

扩频方式:采取直接扩频或多载波扩频;

扩频速率:3.6864Mchip/s;

扩频码长度:可根据无线环境和数据速率而变化;

帧长度:20ms;

时隙长度(功率控制组):1.25ms;

调制方式:下行QPSK,上行BPSK;

功率控制:开环+闭环方式(功控速率800bit/s)。

CdmaOne扇区内采用连续导频信道广播,能提供独立于传输速率的功控、定时和相位纠正,能以较小的复杂度提供基站的快速捕获和邻近基站的快速搜索。与IS-95相同的短码结构加上Walsh函数使信道之间正交,高速(800bit/s)前向链路功控使前向链路平均发射功率最小化。

调制方式采取多载波方式和直扩方式。这两种方式有相同的信息传送率和实现复杂度。多载波CDMA链路在5MHz带宽内有3个1.25MHzCDMA载波,10MHz带宽则有10个1.25MHz载波。多载波CDMA前向链路信号与IS-95前向链路信号正交,编码后的信息符号同时在多个CDMA载波上传送,由此带来的频域分集等效于将信号扩展到整个带宽。导频信号在IS-95与多载波业务信道重叠时可以共享,在相同的频段允许前向链路容量在IS-95和宽带用户之间动态共享,继续支持低成本/低功耗的IS-95手机用于话音和低速数据业务。

直接扩频链路扩频速率为3.6864Mchip/s,采用256位的Walsh码。Walsh码的长度可根据无线环境和数据速率而变化,在信道速率为9.6kbit/s或者14.4kbit/s时采用256位Walsh码;快速移动的用户可限制Walsh码长大于等于16位;用户在无线信道情况较好时,可采用4位的Walsh码以实现最高的数据速率。

(3)TD-CDMA

UMTS是ETSI针对第三代移动通信系统IMT-2000提出的解决方案,目前又分为2个子方案即由德国的kaiserslautern大学、西门子公司、阿尔卡特公司提出并得到GSM网络运营者支持的TD-CDMA系统和由NTTDoCoMo、爱立信公司、诺基亚公司提出的W-CDMA系统。

TD-CDMA可以单独运营以满足ETSI/UMTS和ITU/IMT-2000的要求也可双模工作向后兼容GSM900和DCS1800,使第二代GSM900、DCS1800系统可以平滑过渡至IMT-2000,从而可以利用现有的GSM网络设备,节约了投资,其无线接口参数如下:

每载波带宽:1.6MHz;

每载波时隙数:8slot;

帧长度:4.615ms;

时隙长度:577μs;

单位时隙信道数:8个;

单位时隙传信率:8/16kbit/s;

特征码扩频码长度:16bit;

单位载波信道数:64个。

从TD-CDMA的接入方式可以看出其兼有TDMA和CDMA的特点,是以TDMA为基本框架在每个时隙传送具有正交特征码的多用户信号,好处是能利用TDMA、CDMA的优点并克服各自的缺点且与GSM有较好的兼容性。TDMA的优势是已经通过了大量用户的试验和有全球最大的用户数;而CDMA的优势是可灵活提供可变速率业务和多径分集能力。单位载波信道数的增加所带来的好处是对于同样的小区用户数而言,收发信机个数降低,最多可达8倍,从而可降低基站设备的投资。

TD-CDMA中的扩频调制不同于DS-CDMA,它具有很强的适应性,既可适应于GSM中所采用的QPSK/GMSK方式,又可适应于多载波CDMA和脉冲压缩(PulseCompression)CDMA,从而确保了对GSM系统的兼容性和对新技术的开放性。

由于TD-CDMA系统接入方式的特殊性,从时域上已大幅度降低了多址干扰,加上小区复用系数为3,又从空间上隔离了部分多址干扰,仅考虑上述2项就比直扩CDMA要优越。另外,由于TD-CDMA用户数少,每时隙最多为8个信道,共有16个特征码字表示的信道,多用户信号是同步的,从而决定了联合检测(即多用户检测)容易实现,且可进行最大似然检测以达到多用户检测的性能极限,大大降低了多址干扰。而在直扩CDMA中(如IS-95),由于反向信道异步和用户数多的特点使得多用户检测难以实现。

3三种方案的性能比较

这三种方案都是根据ITU的IMT-2000系统框架要求,结合原有的系统及近几年移动通信领域的新技术,能够在2000年左右推出商用的移动多媒体通信系统。下面我们从几方面比较一下这三种方案。

(1)利用CDMA技术的程度

CDMA技术主要有以下几个优点:小区复用系数为1,利用多径能力,可变扩频增益,多用户检测,软切换,软容量。TD-CDMA、W-CDMA、CdmaOne对CDMA技术的利用程度各不相同,如表1所示。总的来说,TD-CDMA较差,这是因为TD-CDMA系统要与GSM系统兼容,小区复用系数为3,降低了频谱利用率,并且因为扩频带宽只有1.6MHz,所以并不能充分利用多径,降低了系统效率,并且软切换和软容量能力实现起来很困难,但因为每个时隙内最多只有8个用户,所以采用联合检测相对来说要容易一些,对干扰抵消能力强。

表1三种方案的比较W-CDMACdmaOneTD-CDMA

小区复用系数113

利用多径能力好好差

软切换好好困难

扩频增益4~2564~25616

多用户检测困难困难容易

软容量可以实现可以实现无法实现

(2)同步方式,功率控制和支持高速业务能力

目前商用的CDMA系统(IS-95),采用64位Walsh正交扩频码序列,反向信道采取非相干接收方式,成为限制系统容量的主要问题,所以在第三代系统中反向链路普遍采用相干接收方式。W-CDMA系统采用内插导频符号辅助相干接收技术,两者具体性能目前还较难比较,涉及到接收机的结构及实际环境限制,但前者在车辆移动速度较快时,会跟踪不上快衰落变化,性能恶化。另外,CdmaOne系统需要GPS精确定时,小区间要保持同步,对定时系统要求较高;而W-CDMA和TD-CDMA系统则不需要小区间的同步,可适应环境的变化,可在室外、室内、甚至地铁中使用。TD-CDMA系统继承了GSM900和DCS1800正反向信息同步的特点,从而克服了反向信道限制容量的瓶颈效应,而同步意味着正反向信道均可采用正交码,从而克服了远近效应,降低了对功率控制的要求。

CdmaOne系统采用与IS-95系统相同的开环加闭环功率控制方式,功控速率为800bit/s,W-CDMA系统采用开环加自适应闭环功控方式,功控速率增加到1600bit/s,效果有较大提高,可以抵消一般快衰落的影响。TD-CDMA采用了联合检测进一步消除了多用户干扰,使得上行链路用户之间功率相差很大时仍能有效地解调信息即克服了远近效应,带来的好处是为了克服瑞利衰落(快衰落)的快速功率控制不是必须的,而消除对数正态衰落(慢衰落)的慢速功率控制仍有必要,其目的是为了节约功率、延长移动台的电池使用寿命和提高业务质量。由于对抗快衰落的能力较强,TD-CDMA可以支持高达每小时500km的移动体的通信,这在现代移动通信中是至关重要的。而直扩CDMA对于高速移动通信的支持能力较差。

W-CDMA系统在5MHz带宽中可提供16kbit/s、32kbit/s、64kbit/s、128kbit/s等多个传输速率。当信息速率超过128kbit/s时,W-CDMA系统可分配多个码分信道给用户进行复用,采用并行传送方式可提供384kbit/s(128kbit/s×3),并且可容易地实现室内2Mbit/s的信息传送。CdmaOne系统可通过多载波传送或复用码信道,实现较高速率的信息传送。TD-CDMA提供综合业务是通过无线电资源的复用,可采用在每个时隙内的多码传输和时隙合并方式,为了达到2Mbit/s的峰值速率需采用16进制的QAM调制方式,当移动台的传信率较高时需要较高的发射功率,又因为采用与GSM系统相同的TDMA时隙分配方式,所以无法充分利用系统资源,造成浪费。

(3)与已有系统的兼容性

CdmaOne系统将IS-95从一个话音、低速数据系统改进为一个无线多媒体系统,使之能提供基本满足IMT-2000要求的容量和服务,优化了话音和数据业务,能支持高速率的电路和分组业务,提供平滑地向后兼容性(与IS-95),其网络结构和软件均从IS-95系统发展而来,N×1.25MHz信道带宽与IS-95已经使用的频带兼容。TD-CDMA系统与GSM有相同的帧长度和时隙长度,将GSM或DCS1800的网络作相应扩充,即可实现与TD-CDMA系统的兼容,在与公网的接口上则向ATM过渡,提高了市场竞争能力。W-CDMA系统,与第二代及在第二代基础上开发的PCS及PCN系统不兼容,需要单独的基站和移动台子系统,需要全面安装系统设备,所以初期投资要大一些。

4未来的发展趋势

ITU为IMT-2000/FPLMTS系统提出的时间表是:1998年底完成无线传输技术的选择,1999年完成标准的制定,2000年以后开始商用。现在以日本、欧洲和美国电信公司为主的联盟已分别提出了各自的第三代移动通信系统,决定最终结果的不仅是技术的先进,还有成本、系统的复杂性和市场需求,具体如下:(1)市场需求。IMT-2000商用系统将在2000年左右推出,会在以后十年内逐渐占领市场,所以要研究今后几年人们对移动通信业务需求,IMT-2000应能够提供那些业务。(2)成本和系统复杂性。成本取决于系统本身的投入,及与已有系统设备的兼容性。从初期投入来分析,W-CDMA系统采用了一些新技术,要设计全新的基站和移动台,及整个网络结构,所以投入要大一些。(3)技术先进性。运营商希望以较少的基站覆盖较大的区域,并且提高系统容量。从整体的性能来衡量,W-CDMA因为设计比较超前,可提供更多的业务、较大的系统容量而具有相当大的竞争力,TD-CDMA系统因为其本身的缺陷,无法充分发挥CDMA技术的优势。

由于目前的移动运营商已在现有的第二代移动通信系统中投入了大量资金,因此必然希望将自己目前的系统平滑过渡到第三代系统;另外,欧、日、美电信公司都希望在未来的第三代移动通信系统市场中占有较大份额,都不会轻易放弃自己的方案。因此,国际电联很难最终形成一个统一的第三代移动通信标准,极有可能几种方案共存。

5结束语

CDMA技术范文篇9

由于WCDMA和CDMA2000这两种技术都是将CDMA技术用于蜂窝系统,许多的思想都是源于CDMA系统,因此WCDMA和CDMA2000有许多相试之处:从双工方式上看,WCDMA和CDMA2000属于FDD模式。WCDMA和CDMA2000都满足IMT-2000提出的技术要求,支持高速多媒体业务、分组数据和IP接入等。但它们在技术实现、规范标准化、网络演进等方面都存在较大差异。

WCDMA和CDMA2000各有优势和缺点。WCDMA技术较成熟,能同广泛使用的GSM系统兼容;相比第二代通信系统能提供更加灵活的服务;而且WCDMA能灵活处理不同速率的业务。其缺点是只能共用现有GSM系统的核心网部分,无线侧设备可以共用的很少。

CDMA2000的优势是可以和窄带CDMA的基站设备很好地兼容,能够从窄带CDMA系统平滑升级,只需增加新的信道单元,升级成本较低,核心网和大部分的无线设备都可用。容量也比IS-95A增加了两倍,手机待机时间也增加了两倍。缺点是CDMA2000系统无法和GSM系统兼容。

1.WCDMA与CDMA2000的物理层技术比较

WCDMA和CDMA2000物理层技术细节上有相似也有差异,由于考虑出发点不同,造成了不同的技术特点。WCDMA技术规范充分考虑了与第二代GSM移动通信系统的互操作性和对GSM核心网的兼容性;CDMA2000的开发策略是对以IS-95标准为蓝本的窄带CDMA的平滑升级。

(1)这两个标准的物理层技术相似点可以归纳为以下几点:

①内环均采用快速功率控制。CDMA系统是干扰受限系统,因此为了提高系统容量,应尽可能的降低系统的干扰。功率控制技术可以减少一系列的干扰,这意味着同一小区内可容纳更多的用户数,即小区的容量增加。因此CDMA系统中引入功率控制技术是非常必要的。

②系统都支持开环发射分集,信道编码采用卷积码和Turbo码。

③系统均采用软切换技术。所谓软切换是指移动台需要切换时,先与新的基站连通再与原基站切断联系,而不是先切断与原基站的联系再与新的基站连通。软切换只能在同一频率的信道间进行,因此模拟系统、TDMA系统不具有这种功能。软切换可以有效地提高切换的可靠性,大大减少切换造成的掉话。

④WCDMA工作频段:1900~2025MHz频段分配给FDD上行链路使用,2110~2170MHz频段分配给FDD下行链路使用,2110~2170MHz频段分配给TDD双工方式使用。其中WCDMA和CDMA2000利用1900~2025MHz频段(上行),2110~2170MHz(下行)。

(2)两个标准的物理层技术差异可以归纳为以下几点:

①扩频码片速率和射频带宽。WCDMA根据ITU关于5MHz信道基本带宽的划分规则,将基本码片速率定为3.84Mcps。WCDMA使用带宽和码片速率是CDMA2000-1X的3倍以上,能提供更大的多路径分集、更高的中继增益和更小的信号开销。CDMA2000分两个方案,即CDMA2000-1X和CDMA2000-3X两个阶段。CDMA2000系统可支持话音、分组数据等业务,并且可实现QoS的协商。室内最高数据速率达2Mbit/s,步行环境384kb/s,车载环境144kb/s。CDMA2000在前向和反向CDMA信道在单载波上采用码片速率1.2288Mcps的直接序列扩频,射频带宽为1.25MHz。

②支持不同的核心网标准。WCDMA要求实现与GSM网络的兼容,所以它把GSMMAP协议作为上层核心网络议;CDMA2000要求兼容窄带CDMA,因此它把ANSI-41作为自己的核心网络协议。

③WCDMA进行功率控制的速度是CDMA2000的2倍,能保证更好的信号质量,并支持多用户。

④为了使支持基于GSM的GPRS业务而部署的所有业务也支持WCDMA业务,为了完善新的数据话音网络,CDMA2000-1x需要添加额外的网元或进行功能升级。

2.WCDMA与CDMA2000网络接口的比较

3G标准的基本目标是能在车载、步行和静止各种不同环境下为多个用户分别提供最高为144kbit/s、384kbit/s和2048kbit/s的无线接入数据速率。为多个用户提供可变的无线接入数率是3G标准的核心要求。CDMA2000可分别用于900MHZ和2GHZ两个频段CDMA2000的码片速率与IS-95相同,两系统可以兼容。WCDMA的码片速率为3.84Mcps,显然WCDMA系统中低速率用户或语音用户的移动台成本会大幅上升,在CDMA2000系统中则不会如此。

WCDMA的接口标准规范、制定严谨、组织严密,而CDMA2000的接口标准严谨性有待加强。IS-95厂家设备难以互通,给运营商设备选型带来了较大问题;3G许诺的高速无线数据服务必须可以和话音一样实现无缝的漫游,这是至关重要的。多媒体信息要漫游、视频通话也要漫游,没有这些基本要素,3G就不能称其为3G。漫游涉及到的不仅仅是技术问题,更重要的是商业利益。在这方面WCDMA显然更胜一筹,它支持全球漫游,全球移动用户均有唯一标识,而CDMA2000尚不能很好做到这一点。

3.WCDMA和CDMA2000网络演进的比较

(1)WCDMA的网络演进技术

现有的GSM系统利用单一时隙可提供9.6kbit/s的数据服务。如果复用多个时隙就能升级为HSCSD(高速电路交换数据)方式;此后出现了GPRS(通用分组无线业务),首次在核心网中引入了分组交换的方式,可提供144kbit/s的数据速率。接着继续升级采用8PSK调制,这样传输速率可以上升至384kbit/s这就是EDGE;WCDMA的数据传输速率将高达2M/s。

(2)CDMA2000网络演进技术

主要的CDMA2000运营商将来自现在的窄带CDMA运营商。窄带CDMA向CDMA2000过渡的方式为IS-95A→IS95B→IS-95C→IMT2000。IS-95A的数据传输速率为14.4kbit/s,为了提供更高的速率,1999年部分厂商开始采用IS-95B标准,理论上支持115.2kbit/s的速率。IS-95C进一步使容量加倍,最后升级为CDMA2000。

窄带CDMA系统向CDMA2000系统的演进分为空中接口、网络接口及核心网络演进等方面。

①目前窄带CDMA系统的空中接口是基于IS295A,其支持的数据速率为14.4kbit/s,由IS295A升级到IS295B,可支持64kbit/s。

②窄带CDMA网络接口的演进主要指窄带CDMA系统A接口的升级和演进。对于窄带CDMA系统,以前其A接口不是规范接口(即不是开放接口),窄带CDMA和GSM的A接口的规范相比较,GSM是先有A接口标准,然后厂家依据标准开发;窄带CDMA是厂家各自开发,然后广泛宣传,最后凭借自身影响修改标准。

③窄带CDMA的核心网在美国经过多年发展后,从IS241A到IS241B到IS241C,我国CDMA试验网和红皮书以IS241C为基础,IS241D规范在1999年底,目前IS241E规范还未正式。

二、WCDMA和CDMA2000在我国的前景

对3G标准的选择不仅要看其技术原理及成熟程度,还要结合本国国情、市场运作状况等因素进行考虑。按目前的进展来看,两种标准最后不能融合成一种,但可以共存。

在我国,GSMMAP网络已形成巨大的规模,欧洲标准的WCDMA在网络上充分考虑到与第二代的GSM的兼容性,在技术上也考虑了与GSM的双模切换兼容,向WCDMA体制的第三代系统演进,从一开始就解决了全网覆盖的问题。而且CDMA2000采用GPS系统,对GPS依赖较大;在小区站点同步方面,CDMA2000基站通过GPS实现同步,将造成室内和城市小区部署的困难,而WCDMA设计可以使用异步基站,运营者独立性强;对于电信设备制造行业,我国在GSM蜂窝移动通信方面发展成熟,而窄带CDMA系统尚未形成规模和产业。

WCDMA采用全新的CDMA多址技术,并且使用新的频段及话音编码技术等。因此GSM网络虽然可采用一些临时的替代方案提供中等速率的数据服务,却不能提供一种相对平滑的路径以过渡到WCDMA。而CDMA2000的设计是以IS-95系统的丰富经验为依据的,因此窄带CDMA向CDMA2000的演进无论从无线还是网络部分都更为平滑。在基站方面只需更新信道板,并将系统软件升级,即可将IS-95基站升级为CDMA2000基站。

由此可见,WCDMA和CDMA2000还将长时间在我国共存,鹿死谁手?尚未分晓。

参考文献:

[1]TeroOjanpera,RamjeePrasad.朱旭红译.宽带CDMA:第三代移动通信技术.北京:人民邮电出版社.

[2]杨大成.CDMA2000-1X移动通信系统.北京:机械工业出版社,2003.

[3]罗凌,焦元媛,陆冰.第三代移动通信技术与业务.北京:人民邮电出版社,2005.

CDMA技术范文篇10

关键词:移动通信;3G;宽带;CDMA

一、什么是第三代移动通信系统

第三代移动通信系统(3G)是在第二代移动通信技术基础上进一步演进的以宽带CDMA技术为主,并能同时提供语音数据综合服务和移动多媒体服务的移动通信系统,亦即未来移动通信系统,是一代有能力彻底解决第一、二代移动通信系统主要弊端的最选进的移动通信系统。第三代移动通信系统一个突出特色就是,要在未来移动通信系统中实现个人终端用户能够在全球范围内的任何时间、任何地点,与任何人,用任意方式、高质量地完成任何信息之间的移动通信与传输。可见,第三代移动通信十分重视个人在通信系统中的自主因素,突出了个人在通信系统中的主要地位,所以又叫未来个人通信系统。第三代移动通信系统将会以宽带CDMA系统为主,所谓CDMA,即码分多址技术。移动通信的特点要求采用多址技术,多址技术实际上就是指基站周围的移动台以何种方式抢占信道进入基站和从基站接收信号的技术,移动台只有占领了某一信道,才有可能完成移动通信。

二、第三代移动通信系统的特征

第三代移动通信的基本特征:具有全球范围设计的,与固定网络业务及用户互连,无线接口的类型尽可能少和高度兼容性;具有与固定通信网络相比拟的高话音质量和高安全性;具有在本地采用2Mb/s高速率接入和在广域网采用384kb/s接入速率的数据率分段使用功能;具有在2GHz左右的高效频谱利用率,且能最大程度地利用有限带宽;移动终端可连接地面网和卫星网,可移动使用和固定使用,可与卫星业务共存和互连;能够处理包括国际互联网和视频会议、高数据率通信和非对称数据传输的分组和电路交换业务;支持分层小区结构,也支持包括用户向不同地点通信时浏览国际互联网的多种同步连接;语音只占移动通信业务的一部分,大部分业务是非话数据和视频信息;一个共用的基础设施,可支持同一地方的多个公共的和专用的运营公司;手机体积小、重量轻,具有真正的全球漫游能力;具有根据数据量、服务质量和使用时间为收费参数,而不是以距离为收费参数的新收费机制。

宽带CDMA与窄带CDMA或GSM的主要区别:

IMT-2000的主要技术方案是宽带CDMA,并同时兼顾了在第二代数字式移动通信系统中应用广泛的GSM与窄带CDMA系统的兼容问题。那么,它们在技术与性能方面有什么区别呢?

3G与2G相比,具有:更大的通信容量和覆盖范围;具有可变的高速数据率;可同时提供高速电路交换和分组交换业务;支持多种同步业务;支持其他系统改进功能。具体内容主要是支持自适应天线阵(AAA),该天线可利用天线方向图对每个移动电话进行优化,可提供更加有效的频谱和更高容量。自适应天线要求下行链中每个连接都有导频符,而宽带CDMA系统中的每个区中都使用一个公共导频广播。无线基站再也不需要全球定位系统来同步,由于宽带CDMA拥有一个内部系统来同步无线电基站,所以不像GSM移动通信系统那样在建立和维护基站时需要GPS(全球定位系统)外部系统来进行同步。因为依赖全球定位系统卫星覆盖来安装无线电基站,在购物中心和地铁等地区会导致实施困难等问题。支持分层小区结构(HCS),宽带CDMA的载波可引进一种被称为“移动辅助异频越区切换(MAIFHO)”的新切换机制,使其能够支持分层小区结构。这样,移动台可以扫描多个码分多址载波,使得移动系统可在热点地区部署微小区。支持多用户检测,因为多用户检测可消除小区中的干扰并能提高容量。

三、3G主要技术标准及其在中国的应用

国际电信联盟(ITU)在2000年5月确定W-CDMA、CDMA2000、TD-SCDMA为无线接口标准,写入3G技术指导性文《2000年国际移动通讯计划》(简称IMT—2000)。2007年10月19日,在国际电信联盟在日内瓦举行的无线通信全体会议上,经过多数国家投票通过,WiMAX正式被批准成为继WCDMA、CDMA2000和TD-SCDMA之后的第四个全球3G标准。

W-CDMA:全称为WidebandCDMA,也称为CDMADirectSpread,意为宽频分码多重存取,这是基于GSM网发展出来的3G技术规范,是欧洲提出的宽带CDMA技术,它与日本提出的宽带CDMA技术基本相同,目前正在进一步融合。其支持者主要是以GSM系统为主的欧洲厂商,日本公司也或多或少参与其中,包括欧美的爱立信、阿尔卡特、诺基亚、朗讯、北电,以及日本的NTT、富士通、夏普等厂商。这套系统能够架设在现有的GSM网络上,对于系统提供商而言可以较轻易地过渡,而GSM系统相当普及的亚洲对这套新技术的接受度预料会相当高。因此W-CDMA具有先天的市场优势。该标准提出了GSM(2G)-GPRS-EDGE-WCDMA(3G)的演进策略。

CDMA2000:CDMA2000是由窄带CDMA(CDMAIS95)技术发展而来的宽带CDMA技术,也称为CDMAMulti-Carrier,CDMA2000的研发技术却是目前各标准中进度最快的,许多3G手机已经率先面世。该标准提出了从CDMAIS95(2G)-CDMA20001x-CDMA20003x(3G)的演进策略。CDMA20001x被称为2.5代移动通信技术。CDMA20003x与CDMA20001x的主要区别在于应用了多路载波技术,通过采用三载波使带宽提高。前中国联通C网(现已经合并到中国电信)正在采用这一方案向3G过渡,采用的是CDMAIS95网络。

TD-SCDMA:全称为TimeDivision-SynchronousCDMA(时分同步CDMA),该标准是由中国大陆独自制定的3G标准,1999年6月29日,中国原邮电部电信科学技术研究院(大唐电信)向ITU提出。该标准将智能无线、同步CDMA和软件无线电等当今国际领先技术融于其中,在频谱利用率、对业务支持具有灵活性、频率灵活性及成本等方面的独特优势。公务员之家