CDMA技術(shù)特點(diǎn)與功能研究

1、CDMA技術(shù)特點(diǎn)與功能研究摘要：主要闡述了第三代移動(dòng)通信CDMA技術(shù)特點(diǎn)與其提供的強(qiáng)大功能。移動(dòng)通信終端已從傳統(tǒng)的 、收發(fā)短信息通信的狹窄的效勞中走向了寬帶多媒體應(yīng)用中。PDSN是連接無線網(wǎng)絡(luò)和分組數(shù)據(jù)網(wǎng)的接入網(wǎng)關(guān)，為移動(dòng)InternetIntranet用戶提供分組數(shù)據(jù)接入效勞。AAA效勞器能夠通過驗(yàn)證一些預(yù)先登記的信息來提供用戶身份認(rèn)證，決定是否授權(quán)移動(dòng)用戶訪問特定的網(wǎng)絡(luò)資源，通過計(jì)費(fèi)信息的處理，進(jìn)行計(jì)費(fèi)、審計(jì)、本錢分配或趨勢(shì)分析。CDMA技術(shù)為移動(dòng)通信業(yè)務(wù)的更新開展提供了有力的保證。關(guān)鍵詞：CDMA；AAA效勞器；Internet；IntranetCharacteristicsandFun

2、ctionsforCDMATechnologyAbstract：Thisissuemainlysetsforththecharacterandstrongpowerofthe3thgenerationmobiletelecommunicationtechnology-CDMA.Telecommunicationaltermshavetranseredfromnarrowservices,suchastelephone,sendingorreceivingmessages,tomultimediumofbroadbandPDSNisentrygateway，whitchlinkingwirele

3、ssnetandpackagenettogetherPDSNalsoservingforusersenteringpackagedatenetAAAservercanprovideusersidentificationbyprobingpre-registedlogininformation，thendecidewhetherpermittingmobileusersusingsomenetworkresourse，atthesametimeitcalculatingfee，audittin，allottingofcostoranalysisingoftrendCDMAprovidingpow

4、erfulguaranteefordevelopmentofmobilecommunicationKeywords：CDMA；AAAserver；Internet；Intranet1引言CDMACodeDivisionMultipleAccess碼分多址是近年來被應(yīng)用于商業(yè)的一種數(shù)字接口技術(shù)。他擁有頻率利用率高、 功耗低等優(yōu)點(diǎn)。CDMA 是指基于CDMA網(wǎng)絡(luò)的移動(dòng)通信終端。目前，19家企業(yè)被批準(zhǔn)有資格生產(chǎn)CDMA終端產(chǎn)品。CDMA 除了能夠提供GSM 的通話功能和信息效勞外，還具有高速無線數(shù)據(jù)傳輸和多媒體功能。能提供的效勞主要有：1根本增值效勞，如呼叫轉(zhuǎn)移、信息提示等。2語音郵件效勞，如郵件、

5、 、新聞等語音信息。3短信息效勞，如天氣、交通、證券、廣告等。4無線智能網(wǎng)效勞，如虛擬網(wǎng)絡(luò)、個(gè)人號(hào)碼識(shí)別等。5無線互聯(lián)網(wǎng)效勞，如網(wǎng)絡(luò)瀏覽、電子商務(wù)、電子郵箱、網(wǎng)絡(luò)游戲等。2CDMA所具有的優(yōu)點(diǎn)與GSM 相比，CDMA 具有以下優(yōu)點(diǎn)：1CDMA 發(fā)射功率小2mw。2CDMA 采用先進(jìn)的切換技術(shù)軟切換技術(shù)即切換是先接續(xù)好后再中斷，使得CDMA 的通話可與固定 媲美，而且不會(huì)有GSM 的掉線現(xiàn)象。3使用CDMA網(wǎng)絡(luò)，運(yùn)營商的投資相對(duì)減少，這就為CDMA 資費(fèi)的下調(diào)預(yù)留了空間。4因采用以拓頻通信為根底的一種調(diào)制和多址通信方式，其容量比模擬技術(shù)高10倍，超過GSM網(wǎng)絡(luò)約4倍。5基于寬帶技術(shù)的CDMA使得

6、移動(dòng)通信中視頻應(yīng)用成為可能，從而使 從只能打 和發(fā)送短信息等狹窄的效勞中走向?qū)拵Ф嗝襟w應(yīng)用。在第三代移動(dòng)通信的無線接口國際提案中，WCDMA和CDMA2000都是極為重要的技術(shù)。這兩種寬帶CDMA方案，除了碼片速率、同步方式、導(dǎo)頻方式等有所不同外，其他如功率、軟切換等根本技術(shù)并無大的區(qū)別。CDMAOne是基于IS-95標(biāo)準(zhǔn)的各種CDMA產(chǎn)品的總稱，即所有基于CDMAOne技術(shù)的產(chǎn)品，其核心技術(shù)均以IS-95作為標(biāo)準(zhǔn)。CDMA2000是美國向ITU提出的第三代移動(dòng)通信空中接口標(biāo)準(zhǔn)的建議，是IS-95標(biāo)準(zhǔn)向第三代演進(jìn)的技術(shù)體制方案，這是一種寬帶CDMA技術(shù)。CDMA2000室內(nèi)最高數(shù)據(jù)速率為2Mb

7、s以上，步行環(huán)境時(shí)為384kbs，車載環(huán)境時(shí)為144kbs以上。CDMA2000-1X原意是指CDMA2000的第一階段速率高于IS-95,低于2Mbs，可支持308kbs的數(shù)據(jù)傳輸，網(wǎng)絡(luò)局部引入分組交換，可支持移動(dòng)IP業(yè)務(wù)。CDMA2000-1XEV是在CDMA2000-1X根底上進(jìn)一步提高速率的增強(qiáng)體制，采用高速率數(shù)據(jù)HDR技術(shù)，能在125MHz同CDMA2000-1X帶寬內(nèi)提供2Ms以上的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，是CDMA2000-1X的邊緣技術(shù)。3GPP已開始制訂CDMA2000-1XEV的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，其中用高通公司技術(shù)的稱為HDR。與CDMAOne相比，CDMA2000有以下技術(shù)特點(diǎn)：多種信道帶寬，

8、前向鏈路上支持多載波和直擴(kuò)兩種方式；反向鏈路僅支持直擴(kuò)方式；可以更加有效地使用無線資源；可實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)平滑過渡；核心網(wǎng)協(xié)議可使用IS-41,GSM-MAP以及IP骨干網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)；前向發(fā)送分集；快速前向功率控制；使用Turbo碼；輔助導(dǎo)頻信道；靈活幀長(zhǎng)；反向鏈路相干解調(diào)；可選擇較長(zhǎng)的交織器。CDMA20001X采用擴(kuò)頻速率為SR1，即指前向信道和反向信道均用碼片速率12288Mbs的單載波直接序列擴(kuò)頻方式。因此他可以方便地與IS-95(A/B)后向兼容，實(shí)現(xiàn)平滑過渡。運(yùn)營商可在某些需求高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)而導(dǎo)致容量不夠的蜂窩上，用相同載波部署CDMA2000-1X系統(tǒng)，從而減少了用戶和運(yùn)營商的投資。由于CDMA

9、2000-1X采用了反向相干解調(diào)、快速前向功控、發(fā)送分集、Turbo編碼等新技術(shù)，其容量比IS-95大為提高。在相同條件下，對(duì)普通話音業(yè)務(wù)而言，容量大致為IS-95系統(tǒng)的兩倍。3CDMA關(guān)鍵技術(shù)所在CDMA2000-1X關(guān)鍵技術(shù)包括以下幾個(gè)方面。1前向快速功率控制技術(shù)CDMA2000采用快速功率控制方法。即移動(dòng)臺(tái)測(cè)量收到業(yè)務(wù)信道的EbNt，并與門限值比擬，根據(jù)比擬結(jié)果，向基站發(fā)出調(diào)整基站發(fā)射功率的指令，功率控制速率可以到達(dá)800bs。由于使用快速功率控制，可以到達(dá)減少基站發(fā)射功率、減少總干擾電平，從而降低移動(dòng)臺(tái)信噪比要求，最終可以增大系統(tǒng)容量。2前向快速尋呼信道技術(shù)此技術(shù)有2個(gè)用途。一是尋呼或

10、睡眠狀態(tài)的選擇。因基站使用快速尋呼信道向移動(dòng)臺(tái)發(fā)出指令，決定移動(dòng)臺(tái)是處于監(jiān)聽尋呼信道還是處于低功耗的睡眠狀態(tài)，這樣移動(dòng)臺(tái)便不必長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)監(jiān)聽前向?qū)ず粜诺溃蓽p少移動(dòng)臺(tái)激活時(shí)間和節(jié)省移動(dòng)臺(tái)功耗。二是配置改變。通過前向快速尋呼信道，基地臺(tái)向移動(dòng)臺(tái)發(fā)出最近幾分鐘內(nèi)的系統(tǒng)參數(shù)消息，使移動(dòng)臺(tái)根據(jù)此新消息作相應(yīng)設(shè)置處理。3前向鏈路發(fā)射分集技術(shù)CDMA2000-1X采用直接擴(kuò)頻發(fā)射分集技術(shù)，有2種方式：一種是正交發(fā)射分集方式，方法是先別離數(shù)據(jù)流再用不同的正交Walsh碼對(duì)2個(gè)數(shù)據(jù)流進(jìn)行擴(kuò)頻，并通過2個(gè)發(fā)射天線發(fā)射。另一種是空時(shí)擴(kuò)展分集方式，使用空間兩根別離天線發(fā)射已交織的數(shù)據(jù)，使用相同原始Walsh碼信道。

11、使用前向鏈路發(fā)射分集技術(shù)可以減少發(fā)射功率，抗瑞利衰落，增大系統(tǒng)容量。4反向相干解調(diào)基站利用反向?qū)ьl信道發(fā)出擴(kuò)頻信號(hào)捕獲移動(dòng)臺(tái)的發(fā)射信號(hào)，再用梳狀Rake接收機(jī)實(shí)現(xiàn)相干解調(diào)，與IS-95采用非相干解調(diào)相比，提高了反向鏈路性能，降低了移動(dòng)臺(tái)發(fā)射功率，提高了系統(tǒng)容量。5連續(xù)的反向空中接口波形在反向鏈路中，數(shù)據(jù)采用連續(xù)導(dǎo)頻，使信道上數(shù)據(jù)波形連續(xù)，此措施可減少外界電磁干擾，改善搜索性能，支持前向功率快速控制以及反向功率控制連續(xù)監(jiān)控。6Turbo碼使用Turbo碼具有優(yōu)異的糾錯(cuò)性能，適于高速率對(duì)譯碼時(shí)延要求不高的數(shù)據(jù)傳輸業(yè)務(wù)，并可降低對(duì)發(fā)射功率的要求、增加系統(tǒng)容量，在CDMA2000-1X中Turbo碼僅

12、用于前向補(bǔ)充信道和反向補(bǔ)充信道。Turbo編碼器由2個(gè)RSC編碼器卷積碼的一種、交織器和刪除器組成。每個(gè)RSC編碼器有兩路校驗(yàn)位輸出，2個(gè)輸出經(jīng)刪除復(fù)用后形成Turbo碼。Turbo譯碼器由2個(gè)軟輸入、軟輸出的譯碼器、交織器、去交織器構(gòu)成，經(jīng)對(duì)輸入信號(hào)交替譯碼、軟輸出多輪譯碼、過零判決后得到譯碼輸出。轉(zhuǎn)7靈活的幀長(zhǎng)與IS-95不同，CDMA2000-1X支持5ms，10ms，20ms，40ms，80ms和160ms多種幀長(zhǎng)，不同類型信道分別支持不同幀長(zhǎng)。前向根本信道、前向?qū)Ｓ每刂菩诺?、反向根本信道、反向?qū)Ｓ每刂菩诺啦捎?ms或20ms幀，前向補(bǔ)充信道、反向補(bǔ)充信道采用20ms，40ms或80m

13、s幀，話音信道采用20ms幀。較短幀可以減少時(shí)延，但解調(diào)性能較低；較長(zhǎng)幀可降低對(duì)發(fā)射功率的要求。8增強(qiáng)的媒體接入控制功能媒體接入控制子層控制多種業(yè)務(wù)接入物理層，保證多媒體業(yè)務(wù)的實(shí)現(xiàn)。他實(shí)現(xiàn)話音、分組數(shù)據(jù)和電路數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)同時(shí)處理，提供發(fā)送、復(fù)用和Qos控制，提供接入程序。與IS-95相比，他可以滿足更高寬帶和更多業(yè)務(wù)的要求。CDMA1X網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵設(shè)備，分組數(shù)據(jù)效勞節(jié)點(diǎn)PDSN、鑒權(quán)、授權(quán)、計(jì)費(fèi)效勞器AAA、本地代理HA是CDMA1X系統(tǒng)支持分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的關(guān)鍵設(shè)備，為此對(duì)他們進(jìn)行專門的介紹。PDSN是連接無線網(wǎng)絡(luò)和分組數(shù)據(jù)網(wǎng)的接入網(wǎng)關(guān)，為移動(dòng)InternetIntranet用戶提供分組數(shù)據(jù)接入效勞。

14、除了使點(diǎn)到點(diǎn)協(xié)議PPP封裝的IP包能在無線網(wǎng)絡(luò)和IP網(wǎng)絡(luò)間正確傳輸外，PDSN還與其他各種接入效勞商的IP分組網(wǎng)絡(luò)連接，從而為終端用戶提供諸如互聯(lián)網(wǎng)接入、電子商務(wù)、WAP應(yīng)用等多種業(yè)務(wù)。PDSN同時(shí)還完成AAA效勞器所需的合并的分組會(huì)話計(jì)費(fèi)數(shù)據(jù)和無線會(huì)話計(jì)費(fèi)數(shù)據(jù)搜集功能，并且支持移動(dòng)IP的外部代理FA和用戶設(shè)備的85認(rèn)證功能，同時(shí)還能提供代理移動(dòng)IP業(yè)務(wù)，滿足終端用戶豐富多彩的移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)需求。AAA效勞器完成的功能有：用戶注冊(cè)信息的認(rèn)證，即通過驗(yàn)證一些預(yù)先登記的信息來提供用戶身份認(rèn)證；數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的授權(quán)，即決定是否授權(quán)移動(dòng)用戶訪問特定的網(wǎng)絡(luò)資源；計(jì)費(fèi)信息的處理，即搜集資源使用信息，用于進(jìn)行計(jì)費(fèi)

15、、審計(jì)、本錢分配或趨勢(shì)分析等。此外，他還須實(shí)現(xiàn)與PDSN，HA及其他AAA效勞器的交互功能，向移動(dòng)用戶提供分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。AAA效勞器具有以下特征：使用RADIUS協(xié)議，支持大規(guī)模的外部和漫游業(yè)務(wù)，代理RADIUS能向外部的RADIUS效勞器提供可靠的代理AAA功能；通過目錄支持功能和程序化的配置接口，完成配置、計(jì)費(fèi)和其他業(yè)務(wù)管理部件的集成，從而降低運(yùn)營本錢和加快業(yè)務(wù)推出速度；通過支持集中化的IP地址分配和對(duì)跨多地理區(qū)域接入設(shè)備會(huì)話的限制，高效使用管理資源。只有使用“移動(dòng)IP時(shí)才需要HA。作為一個(gè)獨(dú)立的網(wǎng)絡(luò)單元，HA用來完成對(duì)移動(dòng)IP和代理移動(dòng)IP用戶的移動(dòng)性管理功能。HA通過移動(dòng)終端登記來定位

16、移動(dòng)用戶，同時(shí)把分組數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)到用戶當(dāng)前所登記的FA位于PDSN內(nèi)。HA同時(shí)支持動(dòng)態(tài)的IP地址分配和反向隧道。HA具有冗余備份功能，可由一個(gè)HA替代另一個(gè)HA。這樣，新的HA可以用原有IP地址和轉(zhuǎn)換地址維護(hù)關(guān)聯(lián)表，保證移動(dòng)關(guān)聯(lián)表處于同步狀態(tài)。此外，這種方式還能保證解決方案的可用性和可擴(kuò)展性。近一段時(shí)間以來，聯(lián)通開始大舉推廣CDMA1X網(wǎng)絡(luò)，并明確宣稱將把重心放在無線互聯(lián)的移動(dòng)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)上。而目前，無線局域網(wǎng)成熟的標(biāo)準(zhǔn)可到達(dá)11Mbs的速率，新的標(biāo)準(zhǔn)最高達(dá)54Mbs的速率，這對(duì)移動(dòng)用戶具有非常大的吸引力。早在2003年4月的博鰲亞洲論壇首屆年會(huì)上，海南聯(lián)通在當(dāng)?shù)亟?個(gè)CDMA1X的基站，并向前來采

17、訪年會(huì)的記者分發(fā)了近300張的無線上網(wǎng)卡，CDMA1XWLAN方案的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)更是引起了廣泛關(guān)注。按照設(shè)想，海南聯(lián)通甚至要為沿海漁民以及鉆井平臺(tái)上的工作人員提供包括天氣預(yù)報(bào)等在內(nèi)的移動(dòng)數(shù)據(jù)效勞。WLAN這種早已被電信網(wǎng)通普遍采納的無線接入技術(shù)，一經(jīng)與CDMA1X融合，就顯示出其獨(dú)特的魅力。一般說來，雖然WLAN可以提供高速的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，但WLAN卻缺少對(duì)用戶進(jìn)行鑒權(quán)與計(jì)費(fèi)的成熟機(jī)制，而且無線局域網(wǎng)的覆蓋范圍較小，一般都在熱點(diǎn)地區(qū)，用戶使用時(shí)受到地點(diǎn)的限制。而CDMA1X網(wǎng)絡(luò)經(jīng)過了幾十年的研究與實(shí)驗(yàn)，不僅有成熟鑒權(quán)與計(jì)費(fèi)機(jī)制，并且具有覆蓋廣的特點(diǎn)。CDMA1X網(wǎng)絡(luò)可以利用WLAN高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)奶攸c(diǎn)以

18、彌補(bǔ)自己數(shù)據(jù)傳輸速率受限的缺乏，而無線局域網(wǎng)不僅充分利用了CDMA1X網(wǎng)絡(luò)完善的鑒權(quán)與計(jì)費(fèi)機(jī)制，而且可結(jié)合CDMA1X網(wǎng)絡(luò)覆蓋廣的特點(diǎn)，進(jìn)行多接入切換功能。這樣就可實(shí)現(xiàn)WLAN用戶與CDMA1X用戶統(tǒng)一的管理。為了獲得無線局域網(wǎng)提供的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，終端必須處于無線局域網(wǎng)的信號(hào)覆蓋范圍內(nèi)，即首先要連接到AP。當(dāng)終端發(fā)起數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的呼叫時(shí)，先在APGW和PDSN之間建立RP連接，然后到PDSN進(jìn)行分組網(wǎng)絡(luò)的注冊(cè)，才可進(jìn)行數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，其具體連接過程如下：1終端在WLAN網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中檢測(cè)WLAN的信號(hào)，并連接到AP。2當(dāng)終端有數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的需求時(shí)，發(fā)起連接請(qǐng)求，在APAPGW收到連接消息后，APGW向PDSN發(fā)送A

19、u注冊(cè)請(qǐng)求消息。假設(shè)注冊(cè)請(qǐng)求消息有效，那么PDSN通過返回帶接收指示的Au注冊(cè)應(yīng)答消息接收該連接，PDSN和APGW均產(chǎn)生關(guān)于A10連接的綁定記錄。3終端和PDSN建立PPP的連接，在建立PPP連接的過程中，如果是SimpleIP用戶，PDSN會(huì)分配給終端一個(gè)IP地址對(duì)MobileIp用戶，還需進(jìn)行MIP的注冊(cè)。4PPP連接建立成功，終端可以通過GRE幀在A10連接上發(fā)送或接收數(shù)據(jù)。5在Au注冊(cè)生存期超過前，APGW發(fā)送Au注冊(cè)請(qǐng)求消息以更新A10連接的注冊(cè)。Au注冊(cè)請(qǐng)求消息也用于向PDSN傳送與計(jì)費(fèi)相關(guān)的信息以及其他信息，這些信息在系統(tǒng)定義的觸發(fā)點(diǎn)上傳送。6對(duì)于有效的注冊(cè)請(qǐng)求，PDSN返回帶接受指示和生