CDMA通信的基本原理与优势

1．CDMA的基本概念

目前移动通信中应用的多址接入方式主要有3种：频分多址（FDMA）、时分多址（TDMA）、码分多址（CDMA）。

频分多址（FDMA）是采用频率复用得多址技术。业务信道在不同的频段分配给不同的用户。使用频分复用的系统有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系统、DAMPS系统等。

码分多址（CDMA）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。

CDMA给每一用户分配一个唯一的码序列（扩频码），并用它对承载信息的信号进行编码。知道该码序列用户的接收机对收到的信号进行解码，并恢复出原始数据，这是因为该用户码序列与其他用户码序列的互相关是很小的。由于码序列的带宽远大于所承载信息的信号的带宽，编码过程扩展了信号的频谱，所以也称为扩频调制，其所产生的信号也称为扩频信号。CDMA通常也用扩频多址（SSMA）来表征。对所传信号频谱的扩展给予CDMA以多址能力。因此，对扩频信号的产生及其性能的了解就十分重要。

扩频调制技术必须满足两条基本要求：一是所传信号的带宽必须远大于信息的带宽；二是所产生的射频信号的带宽与所传信息无关。

接收机采用相同的扩频码与收到的信号进行相关运算恢复出所携带的原始信息。由于扩频信号扩展了信号的频谱，所以它具有一系列不同于窄带信号的性能：多址能力、抗多径干扰的能力、隐私性能、抗人为干扰的能力、抗窄带干扰的能力等。

CDMA按照其采用的扩频调制方式的不同，可以分为直接序列扩频（DS）、跳频扩频（FH）、跳时扩频（TH）和复合式扩频。

2．CDMA系统的特点

CDMA技术是迈向未来电信网络的最佳频谱路径，并被ITU确定为第三代通信系统（IMT2000）的主要技术。与目前的GSM采用的TDMA技术相比，CDMA具有许多独特的优点，能更好地适应无线通信的新需求。

CDMA的这些优点，其中一部分是扩频通信系统所固有的，另一部分则是由软切换和功率控制等技术所带来的。CDMA移动通信网是由扩频、多址接入、蜂窝组网和频率再用等几种技术结合而成，含有频域、时域和码域三维信号处理的一种协作，因此它具有抗干扰性好、抗多径衰落、保密安全性高、同频率可在多个小区内重复使用、容量和质量之间可做权衡取舍等属性。

（1）CDMA的频谱利用率高，容量大。

CDMA系统由于本身所固有的码分扩频技术加上先进的功率控制、语音激活技术，所以容量远大于GSM系统。对于系统容量理论上CDMA移动网比模拟网大20倍；实际要比模拟网大10倍，比GSM要大4～5倍。

频谱利用率高，容量大的直接好处：一是大大节省宝贵的频谱资源；二是满足城市内高话务密度的需要，减少网络拥塞；三是减少基站数量，使网络的扩容变得简单，易实施。

（2）CDMA具有软容量。(www.xing528.com)

CDMA是一种以扩频通信为基础的载波调制和多址连接技术。打个比方，我们将带宽想象成一个大房子。所有的人都将进入这个唯一的大房子，如果他们使用完全不同的语言，他们就可以清楚地听到同伴的声音而只受到一些来自别人谈话的干扰。在这里，屋里的空气可以被想象成宽带的载波，而不同的语言即被当作编码，我们可以不断地增加用户直到整个背景噪声限制住了我们。如果能控制住用户的信号强度，在保持高质量通话的同时，我们就可以容纳更多的用户。

（3）CDMA的覆盖范围大。

正常情况下，CDMA的小区半径可达60千米，在采用了特殊技术手段后，半径可达200多千米；而GSM系统基站半径最大不得超过35千米。

覆盖范围的扩大所带来的直接优点是基站数量减少，基站选址容易。更为重要的是，基站数量的减少将大大降低网络配套电信设施如机房、供电、传输等的投入，加快建设速度。CDMA也适用于话务量较低、要求覆盖的地域又相当广的边远城镇和农村地区。

（4）CDMA的语音品质好，保密性强。

由于CDMA采用了伪随机序列PN进行扩频/解扩，语音品质相当好。经试验，其语音质量不仅明显优于GSM，可以与固网的语音质量相比拟，而且在强背景噪声环境下，还优于固网电话。而且CDMA采用的扩频通信技术使通信具有天然的保密性，其消息在空中信道上被截获的概率低。

（5）CDMA的掉话率低。

统计表明，切换失败是引起掉话的最主要原因。CDMA系统“掉话”的现象明显减少，CDMA系统采用软切换技术，“先连接再断开”，这样完全克服了硬切换容易掉话的缺点。CDMA的软切换技术使切换的成功率远远高于模拟等硬切换蜂窝系统。

（6）可提供数据业务。

在数据通信方面，CDMA传送单位比特的成本比GSM低，因此更适合作为无线高速分组数据业务的接入手段，为移动通信与因特网的融合提供了更好的技术条件。

（7）CDMA手机符合环保的要求。

CDMA手机的发射功率小，低的发射功率既对人体的辐射小、有“绿色手机”的美誉，还可延长手机电池的待机、通话时间。并且，随着基站数量的增多，发射功率会越来越小，这方面的优势也就越来越明显。

（8）CDMA网络成本低。

CDMA系统的大覆盖、少的基站数量、大容量、高频谱利用率、简单的频率规划等优势，可大大降低系统的建设成本和运营成本。