什么是CDMA,移动通信有哪些标准?

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CDMA,英文全写为Code Division Multiple Access,翻译作碼分多址或分碼多工或分碼多重存取,是一种多路复用的无线通信技术。CDMA原本是美国军方为了通信而开发的,但时至今日,已广泛应用到全球不同的民用通信中。在CDMA移动通信中,将话音信号转换为数字信号,给每组数据话音分组增加一个地址,进行扰码处理,并且将它发射到空中。CDMA最大的优点就是相同的带宽下可以容纳更多的呼叫,而且它还可以随话音传送数据信息。

一般信息

一般来说(作为复用方法),Code Division Multiple Access(CDMA)是被美国军方通讯采用的某种扩频方案。理论上,数据化的信息使用CDMA技术进行编码和解码,可以大大提高对无线信道的利用率,增强抗干扰能力。Qualcomm(高通)公司解决了CDMA中至关重要的功率控制问题,并取得相关的专利。CDMA制式中,区分各个通道主要不再依靠频率和时隙等方法,因此同一地区不同用户同时使用相同的频率是正常的。除此之外被广泛使用的多路访问技术还有时多分址(TDMA)和频分多址(FDMA)。在这三种方案中,接收方从各种信号中分别通过不同的码字,时隙和频率通道分离出有用信息。

CDMA经常被广泛和不严格地用来称呼使用CDMA技术实现的无线网络及其制式,比较常见的是由Qualcomm主要支持和最先投入商用的的数字蜂窝电话制式,包括IS-95(CDG为其申请注册商标为cdmaOne)和它的演进版本IS-2000(CDMA2000),其他很少这样使用。由于WCDMA和TD-SCDMA也使用了CDMA技术,这样的称呼可能会造出一些混乱。

这里需要注意:

CDMA(复用技术)理论被应用于WCDMA无线接口。
WCDMA无线接口被应用于国际3G标准UMTS和日本3G标准——FOMA(由日本电信和沃达丰共同开发)。
CDG、TIA和3GPP2等制订的俗称为CDMA的系列标准族(包括cdmaOne和CDMA2000)和3GPP的WCDMA标准族无论无线信号和核心网都不兼容。
部分CDMA网络和手机支持个人定位功能,简易的方法是通过BTS位置数据或者计算手机与相关BTS信号传输的时延给出粗糙的数据,但是更加精确的定位一般依赖全球定位系统GPS的支持。

技术细节

在所有的CDMA体制中,接收者都可以使用扩频处理增益来部分衰减非期望的信号。具有期望的扩频码的信号能被接受,如果信号对应不同的扩频码(或者相同扩频码但是不同的时间偏移)将在解扩频过程中被当作随机噪声而衰减掉。

这项操作的方法是给每一个站点分配一个扩频码或者码片序列。这些码片序列被表示成由+1和-1组成的序列。每个码片序列和本身点积得到+1,(和补码点积得到-1),一个码片序列点积不同的码片序列将得到0。

例如 如果 C1 = (-1,-1,-1,-1), C2 = (+1,-1,+1,-1) 那么

C1 . C1 = (-1,-1,-1,-1) . (-1,-1,-1,-1) /4= +1
C1 . -C1 = (-1,-1,-1,-1) . (+1,+1,+1,+1) /4= -1
C1 . C2 = (-1,-1,-1,-1) . (+1,-1,+1,-1) /4= 0
C1 . -C2 = (-1,-1,-1,-1) . (-1,+1,-1,+1) /4= 0
这种特性叫做正交性。这些序列叫做 Walsh码,可以从一个二进制 Walsh矩阵导出。

一个站点要发送数字1时就发送其码片序列本身,要发送数字0时就发送其码片序列的反码。 (或者是 +1 和 -1; 0时不发送)。

当多个终端发送多个信号时,信号就会在空中叠加。例如码片序列是(-1,-1,-1,-1)和(+1,-1,+1,-1),叠加后变成(0,-2,0,-2)。接收方如果希望接收某个站点的信息,则只需要计算该站点对应的码片序列和空中信号的点积。例如(-1,-1,-1,-1) . (0,-2,0,-2) = +1。如果发送的数字是-1,则空中的信号将是 (+2,0,+2,0),而点积将是 (-1,-1,-1,-1) . (+2,0,+2,0) = -1.

TDMA和FDMA终端理论上可以过滤其他时隙或者频率通道的任意强信号。这在CDMA无法实现,它只能部分过滤干扰信号。如果任一或者全部噪声信号强于有用信号,则有用信号将被淹没。这样在CDMA系统中就要求每个终端有一个近似合适的信号功率。在CDMA蜂窝网络中,基站使用一个快速闭环功率控制方案来紧密控制每一个移动终端的发送功率。功率控制需求能够巧妙的根据上面的计算推断出来。

向前纠错(FEC)编码在任何一种CDMA方案中都是必须的,它用于减小信噪比的需求,从而使得信道最大限度的可靠。

与TDMA和FDMA相比较,CDMA的另外一个优势是能够简单的利用话音激活特性。在每一个随机的通话中,用户讲话的时间往往不足整个通话时间的一半,CDMA技术可以简单在用户讲话时发送信号,不讲话时保持静默,于是当同时通话的用户较多时,总体上可以体现出统计特性,最终能将用户间干扰减少大约一半,从而提高容量。在CDMA技术中,这种话音激活特性的利用是相对简单的,如果希望在TDMA或者FDMA体制中利用话音激活特性,就需要频繁的建立和拆除有限的时隙或者频率通道。

***移动通信有哪些标准?

移动通信标准
0G
PTT
MTS
IMTS
AMTS
0.5G
Autotel/PALM
ARP
1G
NMT
AMPS
Hicap
CDPD
Mobitex
DataTac
GSM / UMTS (3GPP) 家族
2G
全球移动通信系统(GSM)
iDEN
D-AMPS
IS-95
PDC
CSD
PHS
2.5G
通用分组无线服务(GPRS)
高速电路交换数据(HSCSD)
WiDEN
2.75G
CDMA2000 1xRTT
改进数据率GSM服务(EDGE)
3G
W-CDMA
通用移动通信系统(UMTS)
FOMA
CDMA2000 1XEV-DO
TD-SCDMA
3.5G
高速下行分组接入(HSDPA)
3.75G
高速上行分组接入(HSUPA)
4G

发布者

Zmsky

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