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摘要 首先分析作為IMT-2000多址方式主流的CDMA的特點和采用的關(guān)鍵技術(shù)，然后對3種主流多址
方式進(jìn)行比較，并對多址方式的融合演進(jìn)進(jìn)行分析。
關(guān)鍵詞 IMT-2000 WCDMA CDMA2000 TD-SCDMA
近年來，各國針對IMT-2000的業(yè)務(wù)需求，對其空中接口技術(shù)，即多址方式進(jìn)行了廣泛深入的研
究。各國相繼向ITU遞交各自的文本建議，其中寬帶CDMA是主流。IMT-2000要求提供具有高速率、
高頻譜效率、全球無縫、接口靈活的網(wǎng)絡(luò)，以支持高達(dá)384kb/s中速移動業(yè)務(wù)、2Mb/s固定或低移
動性業(yè)務(wù)，并以較高的頻譜效率引入新業(yè)務(wù)。
1 CDMA無線傳輸技術(shù)
1.1 性能比較
與FDMA和TDMA比較，CDMA技術(shù)用于蜂窩技術(shù)的主要優(yōu)點如下：
（1）增大容量
CDMA是一種干擾受限系統(tǒng)，話音激活技術(shù)提高了容量。在通信中話音激活率為35%，因在靜默期對
其它用戶沒有干擾，因此可提高容量近3倍。FDMA和TDMA為頻帶受限系統(tǒng)，容量改善不大。CDMA蜂
窩復(fù)用因子為1，F(xiàn)DMA和TDMA卻大于1。N-CDMA的容量較FDMA增加10倍，較TDMA增加2倍。W-CDMA
的容量較N-CDMA又增加2倍。
（2）無需頻率管理
FDMA和TDMA有多個射頻頻道，需要實施動態(tài)頻率管理以減少實時干擾，而CDMA只有一個射頻信
道，無需實施頻率管理。
（3）不用硬過區(qū)切換
FDMA和TDMA移動臺從一個蜂窩移動到另一蜂窩時，需要從一個頻率切換到另一頻率。而CDMA每個
蜂窩都采用一個頻率，僅有的差別是碼序列，移動過去時無需切換頻率，可以進(jìn)行扇區(qū)或蜂窩的軟
切換。
（4）減少衰落
在移動無線環(huán)境下，帶寬越寬，衰落越少，有效分集就越高。特別是頻率選擇性信道，對寬帶信號
影響很小。另外，W-CDMA比N-CDMA更有效地利用多徑傳播，可優(yōu)化系統(tǒng)性能。
（5）不用均衡器
FDMA和TDMA的傳輸速率高于10kb/s，需用均衡器減少時延展寬引起的碼間干擾。而CDMA只用相關(guān)
器，因為相關(guān)器比均衡器簡單。
1.2 組成部分
CDMA系統(tǒng)的關(guān)鍵組成部分有：RAKE接收機、功率控制、軟切換、頻間切換和多用戶檢測（干擾抵
消）。
（1）RAKE接收機
它主要解決多徑干擾問題。RAKE接收機主要由一組相關(guān)器組成，每個相關(guān)器接收單一路徑成分或
接收特定時延的信號。當(dāng)從各種障礙物反射回的信號時延大于一個碼片間隔時，就能把它們區(qū)分出
來。一般的接收機把這部分當(dāng)作干擾看待，而RAKE接收機利用了多徑成分，從而提高了系統(tǒng)性
能。
（2）功率控制
主要解決遠(yuǎn)近效應(yīng)問題。遠(yuǎn)近效應(yīng)是由多址干擾引起的，所有用戶占有相同的頻帶。其它用戶的信
號對該用戶來說就是干擾。因為各用戶信號的傳輸損耗不同，這樣用戶離基站越近，基站接收的信
號就越強。反之；基站接收的信號就越弱。這樣就存在強信號壓制弱信號，使基站只能接收到離基
站近的移動臺信號。遠(yuǎn)近效應(yīng)問題主要存在于反向鏈路。前向鏈路不存在該問題，但也必須考慮蜂
窩干擾問題。功率控制主要有開環(huán)和閉環(huán)兩種。開環(huán)是指移動站根據(jù)接收信號的強弱相應(yīng)調(diào)整發(fā)射
信號的功率。閉環(huán)是指基站根據(jù)接收用戶信號強弱，相應(yīng)控制多移動站發(fā)射機功率的大小。
（3）軟切換
主要用來降低蜂窩間干擾和提高系統(tǒng)性能。在FDMA和TDMA中，當(dāng)移動站檢測到相鄰基站信號強度
超過一定的門限時，切斷與原基站的聯(lián)系，與新的基站建立通信連接，這就是硬切換。所謂軟切換
是指，當(dāng)移動站檢測到相鄰基站信號強度達(dá)到一定門限時，不立即切斷與原基站的聯(lián)系，而是同時
與兩個或多個基站建立通信，達(dá)到一種宏分集效果。帶來的直接好處是，基站發(fā)射機的功率可以減
低，從而減小蜂窩間干擾。但也存在一個調(diào)和問題，進(jìn)入軟切換的移動站與幾個基站同時通信時，
增加了干擾信號的數(shù)量，因此要綜合考慮。CDMA系統(tǒng)可方便地實現(xiàn)軟切換，因為蜂窩復(fù)用因子為
1，信號同處一個頻段，所不同的是擴頻碼，所以適合于軟切換。所謂的更軟切換是指同蜂窩不同
記扇區(qū)之間的切換。
（4）頻間切換
在第三代移動通信蜂窩網(wǎng)中，可能存在多個頻點。在分層的蜂窩網(wǎng)中，宏蜂窩和微蜂窩也可能工作
在不同頻段，這就存在不同頻段間切換問題。CDMA工作在連續(xù)狀態(tài)，沒有空閑去檢測其它頻段的
信號強度。這里提出兩種解決問題的方法：（1）壓縮方式，通過降低擴頻增益，在幀中壓縮出一
段長度，用來檢測其它頻段的信號；（2）雙接收機方式。這兩種方式可在不影響當(dāng)前接收的條件
下，檢測其它頻段信號，以實現(xiàn)頻間切換。
（5）多用戶檢測
也稱聯(lián)合檢測、干擾抵消。上述RAKE接收機只是解決多徑效應(yīng)問題，對其它用戶的信號完全看作
干擾，因此RAKE接收機是干擾受限的。隨著用戶數(shù)增多，信號質(zhì)量下降，也就是說不能解決多址
干擾問題。為了進(jìn)一步提高系統(tǒng)性能或增加系統(tǒng)容量，引入了多用戶檢測。其基本原理是利用擴頻
碼的相關(guān)性，在檢測有用信號的同時檢測其它干擾信號，然后從有用信號中減去干擾信號。干擾抵
消主要是解決多址干擾問題，另一方面也緩解了遠(yuǎn)近效應(yīng)。在功率控制不是很理想的情況下也達(dá)到
了較好的性能指標(biāo)。
2 IMT-2000候選多址技術(shù)的融合與演進(jìn)
經(jīng)多次努力，IMT-2000的新融合取得如下進(jìn)展：
（1）確定了3種可供選擇的運行模式（CDMA的第三代標(biāo)準(zhǔn)）：FDD-DS（頻分雙工/直接序列單載波
擴頻）、FDD-MC（頻分雙工/多載波運行）和TDD（時分雙工）；
（2）基本掃除了W-CDMA-（DS）與cdma 2000-(MC)彼此融合的IPR問題的障礙。
（3）提出FDD-DS-CDMA采用3.84Mc/s碼片速率，并支持同步及非同步操作。FDD-MC-CDMA采用
3.6864Mc/s碼片速率及支持同步操作，并與cdma One并存，希望TDD-CDMA模式參數(shù)盡量與FDD取
得一致，如：碼片速率取3.84mC/s，并認(rèn)為FDD-DS、FDD、MC和TDD 3種模式的CDMA應(yīng)能支持
GSM-MAP和ANSI-41兩種核心網(wǎng)。
（4）通過了第三代移動通信系統(tǒng)無線接口技術(shù)規(guī)范IMT.RSPC，其中包含6個無線傳輸技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)以
及各自的關(guān)鍵參數(shù)：中國無線通信標(biāo)準(zhǔn)研究組（CWTS）提出的TD-SCDMA、歐洲標(biāo)準(zhǔn)化組織ETSI提
出的DECT和W-CDMA兩個標(biāo)準(zhǔn)、北美電信標(biāo)準(zhǔn)化組織TIA/EIA提出的UWC-136和cdma2000兩個標(biāo)
準(zhǔn)，以及移動衛(wèi)星通信無線傳輸?shù)募夹g(shù)規(guī)范。
達(dá)成這一致意見的融合技術(shù)規(guī)范稱之為“Har-monized 3G CDMA standard”，包含了3個CDMA模
式：多載波（MC）、直接序列擴頻（DS）和雙工（TDD）。融合的關(guān)鍵參數(shù)有：基于W-CDMA建議的
直接擴頻（DS）標(biāo)準(zhǔn)的融合、基于cdma2000的多載波（MC），以及除碼片速率外，暫時未考慮TDD
模式的其它參數(shù)融合問題。
（1）基站間同步：DS模式將使用W-CDMA的同步和異步方法，用不同的碼字來區(qū)分基站。MC模式使
用cdma2000建議的方式。
（2）前向鏈路導(dǎo)頻結(jié)構(gòu)（cdma2000定義了MC模式的前向鏈路導(dǎo)頻結(jié)構(gòu)）如下：
公共導(dǎo)頻和公共信道
目標(biāo)是在現(xiàn)有的W-CDMA信道結(jié)構(gòu)中，引入一個公共碼分復(fù)用（CDM）導(dǎo)頻，特別關(guān)注怎樣進(jìn)行導(dǎo)
頻、第一公共控制信道（PCCPCH）和同步信道（SCH）比特流的復(fù)用。
公共CDM導(dǎo)頻
在具有100%占空因數(shù)的碼分復(fù)用信道中，有一公共CDM導(dǎo)頻在整個小區(qū)或扇區(qū)內(nèi)廣播。也有可能廣
播另外具有100%占空因數(shù)的公共CDM導(dǎo)頻信道，這些公共導(dǎo)頻信道用于支持傳輸分集和點波束。
第二公共控制信道結(jié)構(gòu)
引入公共CDM導(dǎo)頻時，SCCPCH需要作一些修改。有兩種情況要考慮：（1）SCCPCH不是一直需要
TDM導(dǎo)頻比特；（2）若前向接入信道（FACH）使用波束成型技術(shù)，則需要TDM導(dǎo)頻比特。建議在使
用波束成型技術(shù)時，可選擇插入TDM導(dǎo)頻比特。SCCPCH支持0-16導(dǎo)頻比特。
專用導(dǎo)頻
為了有效支持低速率數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，應(yīng)考慮在專用業(yè)務(wù)信道上使用編碼率為1/3、擴頻因子為256的導(dǎo)
頻比特。
（3）碼片速率
DS的碼片速率統(tǒng)一為3.84Mc/s，MC的碼片速率統(tǒng)一為3.686Mc/s。采用時分雙工模式CDMA方案的
碼片速率為3.84Mc/s。
(郝學(xué)坤 解放軍理工大學(xué)通信工程學(xué)院衛(wèi)星實驗室助工)
