CDMA系统结构分析

1.CDMA系统组成结构

CDMA系统的组成结构如图5-1所示，网络的参考模型如图5-2所示。

图5-1 CDMA系统的组成结构

图5-2 CDMA网络参考模型

系统中各接口的功能如下：

U_m接口（也称空中接口）的无线信令规程由《800MHz CDMA数字移动通信网空中接口技术规范》规定。中国电信和中国联通均已颁布了此规范，此规范基于TIA/EIA/IS-95A-宽带双模扩频蜂窝系统移动台-基站兼容性标准。

A接口的信令规程由《800MHz CDMA数字移动通信网移动业务交换中心与基站子系统间接口信令技术规范》规定。中国电信和中国联通均已颁布了此规范，中国联通颁布的A接口信令规程与EIA/TIA/IS-634的信令规程基本兼容，是其一个子集。

Ai接口的信令规程由《800MHz CDMA数字移动通信网与PSTN网接口技术规范》规定。中国电信和中国联通均已颁布了此规范，此信令规范也称MTUP。中国联通颁布的MTUP是与《中国国内电话网No.7信号方式技术规范》所规定的信令规程相兼容的子集，即MTUP不使用NNC、SSB、ANU、CHG、FOT和RAN消息，另外只接收不发送4种消息：后续地址消息SAM、带一信号后续地址消息的SAO、主叫用户挂机信号CCL和用户本地忙信号SLB。

C、D、E、N和P接口的信令规程由《800MHz CDMA数字移动通信网移动应用部分技术规范》规定。中国电信和中国联通均已颁布了此规范，此规范基于TIA/EIA/IS-41C-蜂窝无线通信系统间操作标准。中国联通颁布的MAP为IS-41C的子集，第一阶段使用IS-41C中51个操作（OPERATION）中的19个，主要是鉴权、切换、登记、路由请求、短信息传送等。

2.CDMA系统用户识别卡

CDMA系统的原始设计中，用户识别信息是直接存储在移动台中的，并没有一个与移动台可以分离的存储用户信息的功能实体。虽然一些运营商和制造商希望CDMA系统中也能有一个与GSM系统中的SIM卡类似的设备以实现机卡分离，但这种思想一直没有成为主流思想。直到中国联通公司声明希望在CDMA手机上实现SIM卡的功能，才极大地加快了在CDMA系统中实施UIM（User Identity Model）卡的进程。UIM卡的标准化工作已由3GPP2（第三代伙伴计划2）负责完成。

CDMA系统在UIM卡中存储的信息可以分为以下三类：

（1）用户识别信息和鉴权信息 主要是国际移动用户识别码（IMSI）和CDMA系统专有的鉴权信息。

（2）业务信息 CDMA系统中与业务有关的信息存储在归属位置寄存器（HLR）中，这类信息在UIM卡中并不多，主要有短信息状态等信息。

（3）与移动台工作有关的信息 包括优选的系统和频段、归属区标识（系统识别码（SID）、网络识别码（NID））等参数。

3.CDMA系统的编号方案

（1）电子序列号（Electronic Serial Number，ESN） ESN是唯一识别一个移动台设备的32bit号码，每个双模移动台分配一个唯一的电子序列号，由厂家编号和设备序号构成。空中接口、A接口和MAP的信令消息都用到ESN。

（2）移动用户号码簿号码（Dialing Number，DN） DN是移动用户作被叫时，主叫用户所需拨打的号码。DN由国家码、移动接入码、HLR识别码和移动用户号四部分组成，共12位号码。中国的国家码为86，国内拨号时可省略。移动接入码采用网号方案，现在普遍使用的是133，132近期也已开通。CDMA网与GSM网DN的区别在于移动接入码的不同。(www.xing528.com)

（3）国际移动用户识别码（International Mobile Subscriber Identity，IMSI）与移动台识别码（Mobile Identification Number，MIN） IMSI是在CDMA网中唯一识别一个移动用户的号码，由移动国家码、移动网络码和移动用户识别码（MSIN）三部分组成，共15位号码。中国的移动国家码为460，中国联通的移动网络码为03。

MIN码是为了保证CDMA/AMPS双模工作而沿用AMPS标准定义的。长城网和中国联通对MIN的定义有所不同，长城网的定义为3H₁H₂H₃××××××，中国联通的定义为H₁H₂H₃××××，其中H₁H₂H₃为HLR识别码。

（4）系统识别码（System Identity Number，SID）和网络识别码（Network Identity Num-ber，NID） SID是CDMA网中唯一识别一个移动业务本地网的号码，SID按省分配。NID是一个移动业务本地网中唯一识别一个网络的号码，可用于区别不同的MSC。移动台可根据SID和NID判断其漫游状态。

4.CDMA系统的地址码和扩频码

CDMA数字移动通信系统中，扩频码和地址码的选择至关重要。它关系到系统的抗多径干扰、抗多址干扰的能力，关系到信息数据的保密和隐蔽，关系到捕获和同步系统的实现。

5.CDMA系统提供的业务

1）用户终端业务主要包括电话业务、紧急呼叫业务、短信息业务、语音邮箱业务。

2）承载业务主要提供了在两个网络终端接口间的信息传递能力。移动终端（MT）控制无线信道使信息流成为终端设备（TE）能接收的信息。移动终端（MT）作为PLMN的一部分通过无线接口与PLMN内的其他实体互通。CDMA能陆续向用户提供1200～14400bit/s异步数据、1200～14400bit/s分组数据及交替语音与1200～14400bit/s数据等承载业务。

3）补充业务主要指定义的支持各承载业务和用户终端业务的业务。补充业务向用户提供包括补充业务授权、补充业务操作和补充业务应用等功能。补充业务授权包括业务授权和业务去授权；补充业务操作支持CDMA系统中所定义的七种业务操作即授权、去授权、登记、删除、激活、去激活及请求、临时激活及临时去激活操作。在上述操作中授权和去授权一般由网络运营商操作，其余操作可由用户在移动台上操作。补充业务应用有网络自动调用和用户主动发起两种方式，它改变并加强了用户终端业务和承载业务的服务。

6.CDMA系统存在的问题

CDMA系统虽然拥有诸如通话质量高、掉话率低、接通率高、保密性好、发射功耗小、支持业务多、频率规划简单、频谱利用率高、系统容量大、建设成本低等优点。但也存在以下主要问题，这些问题是未来需要着重解决和克服的：

1）CDMA虽具有柔性容量，但同时工作的用户越多，所形成的干扰噪声就越大，当用户数超过网络设计容量时，系统的信噪比会恶化，从而导致通信质量的下降。

2）CDMA技术采用分集接收机，有利于克服码间干扰，但当扩频处理增益不够大时，克服的程度会受到限制，即仍会残存码间干扰。

3）CDMA为克服远近效应而采用功率控制技术，从而增加了系统的复杂性。

4）CDMA的不同用户是以PN（伪随机码）码来区分的，要求各PN码之间的互相关联系数尽可能小，但很难找到数目较多的这种PN码。另外用户越多，PN码的长度就会越长，则在接收端的同步时间也越长，这就难以满足高速移动中通信快速同步的要求。

5）CDMA系统各地址码间的互相关性越大，则多址干扰就越大，而在TDMA和FDMA中不存在多址干扰问题。

6）CDMA蜂窝网的各蜂窝可能使用同一频带同一码组，那么相邻蜂窝的同一码组之间会产生干扰。

7）CDMA系统是一种噪声受限系统，同时通信的用户数越多，通信质量恶化的程度就越严重。以上各种问题的影响，最终导致CDMA系统的用户容量远低于理论计算值。