频分多址(FDMA)是采用调频的多址技术。业务信道在不同的频段分配给不同的用户。如:TACS系统、AMPS系统等。
时分多址(TDMA)是采用时分的多址技术。业务信道在不同的时间分配给不同的用户。如:GSM、 DAMPS等。
CDMA(码分多址)是采用扩频的码分多址技术。所有用户在同一时间、同一频段上,根据不同的编码获得业务信道。
目前的数字移动通信网的主要多址方式是FDMA、TDMA系统(GSM,DAMPS)。在频谱效率上约是模拟系统的3倍,容量有限;在话音质量上13kbit/s编码也很难达到有线电话水平;TDMA系统的业务综合能力较高,能进行数据和话音的综合,但终端接入速率有限(最高9.6kbit/s);TDMA系统无软切换功能,因而容易掉话,影响服务质量;TDMA系统的国际漫游协议还有待进一步的完善和开发。因而TDMA并不是现代蜂窝移动通信的最佳无线接入,而CDMA码分多址技术完全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、国际漫游等。
四、CDMA的主要技术
下面我们简单介绍CDMA应用在第三代移动通信系统中的基本技术,即RAKE接收机、功率控制、软切换。
★ RAKE接收机
发射机发出的扩频信号,在传输过程中受到不同建筑物、山岗等各种障碍物的反射和折射,到达接收机时每个波束具有不同的延迟,形成多径信号。如果不同路径信号的延迟超过一定的时延,则在接收端可将不同的波束区别开来。将这些不同波束分别经过不同的延迟线,对齐以及合并在一起,则可达到变害为利,把原来是干扰的信号变成有用信号组合在一起。这就是RAKE接收机的基本原理。
★ 功率控制
在CDMA系统中,不同用户发射的信号由于距基站的距离不同,到达时的功率也不同。距离近的信号功率大,距离远的功率小,相互形成干扰,这种现象称为远近效应。CDMA系统要求所有用户到达基站接收机信号的平均功率要相等才能正常解扩,功率控制就是为解决这一问题。它调整各个用户发射机的功率,使其到达基站接收机的平均功率相等。功率控制的原理有两种类型:开环控制与闭环控制。
★ 软切换
移动台如果与两个基站同时连接时进行的切换称为软切换,在软切换中,当移动台与一个新的基站联系时,并不立即中断与原基站的联系。更软切换则指的是一个小区内不同扇区间的软切换。软切换是CDMA蜂窝系统中所独有的切换功能,可有效的提高切换的可靠性,保证了通信质量。
★ 话音编码技术
目前CDMA系统的话音编码主要有两种,即码激励线性预测编码(CELP)8kbit/s和13kbit/s。8kbit/s的话音编码达到GSM系统的13kbit/s的话音水平甚至更好。13kbit/s的话音编码已达到有线长途话音水平。
五、CDMA常用术语
■ Code Division Multiple Access (CDMA) 码分多址
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。
■ Access Channel 选址信道
用户站用来与基站通信的反向码分多址信道。选址信道用于呼出、寻呼应答和登记等简短信号消息交换。
■ CDMA Channel 码分多址信道
基站和用户站在指定的码分多址频率分配范围内进行传输的频道。
■ Code Channel 代码信道
前向码分多址信道的分信道。前向码分多址信道包括64条代码信道。0号代码信道被指定为导频信道。1至7号代码信道可被指定为寻呼信道或业务信道。32号代码信道可被指定为同步信道或业务信道。其余的代码信道则可被指定为业务信道。
■ Forward CDMA Channel 前向码分多址信道
从基站到用户站的码分多址信道。前向码分多址信道包含在指定的码分多址频率上利用特定导频时间偏移发射的一条或多条代码信道。这些代码信道是导频信道、同步信道、寻呼信道和业务信道。
■ Forward Traffic Channel 前向业务信道
从基站到用户站传输用户业务和信令信号的代码信道。
■ Handoff 切换
从一个基站向另一个基站转移用户站通信之动作。硬切换的特点是,通信信道短暂中断。软切换的特点是,一个以上的基站同时与同一个用户站保持通信。
■ Paging Channel 寻呼信道
前向码分多址信道中的一种代码信道,用于从基站向用户站传输控制信息和寻呼信息。
■ Paging 寻呼
有人向用户站呼叫时,寻找该用户站之动作。
■ Pilot Channel 导频信道
每个码分多址基站连续发射的未调制直接序列扩频信号。导频信道使得用户站能够获得前向码分多址信道时限,提供相干解调相位参考,并且为各基站提供信号强度比较手段籍以确定何时进行切换。
■ Reverse CDMA Channel 反向码分多址信道
从用户站到基站的码分多址信道。从基站的角度来看,反向码分多址信道是某个码分多址分配频率上所有用户站的发射信道之和。
■ Reverse Link Power Control 反向链路功率控制
一种程序,可确保所有的用户信号皆按其设定功率到达基站。
■ Reverse Traffic Channel 反向业务信道
从一个用户站向一个或几个基站传输用户业务和信令信号的反向码分多址信道。
■ Sync Channel 同步信道
前向码分多址信道中的32号代码信道,向用户传输同步信息。
■ Traffic Channel 业务信道
用户站和基站之间的通信通路,用于用户业务和信令信号传输。业务信道实际上包括成对的前向业务信道和反向业务信道