1.6 CDMA系统的特点

1)频率规划简单

在CDMA系统中,相邻小区用不同的码序列区分,频率配置可以完全相同,即其频率复用系数可以为1,工程设计简单,扩容方便。

2)系统容量高,频谱利用率高

在CDMA系统中,不但相邻小区靠码序列区分的其频率复用系数可以为1,小区内的不同用户也靠码序列区分,可以同时同频工作,故频谱利用率高。在相同频谱情况下其容量是GSM的4~6倍。

在CDMA系统中,其实还采取了一系列提升容量的措施。作为码分多址系统,靠码序列区分信道,码序列的数量很丰富,故一个小区下的信道数量不再受制于码序列的数量。同时同频工作会带来码间干扰,同时同频的用户多了,则码间干扰会增大;干扰大了,就需要提高发射功率来提升信噪比,但是基站和终端的发射功率在出厂时都有最大功率的限制;故当功率提升到最大,容量也就到达了极限。所以说CDMA系统不受制于码的数量,而受制于干扰。所以降低干扰的措施就是提升容量的措施。

在CDMA系统中,采取了功率控制技术、扇区划分技术、话音激活技术等来提升容量。

3)功率控制技术

功率控制技术的作用就是在不影响通话质量的前提下,通过降低每个移动台和基站的发射功率使得系统中干扰最小化,从而使得系统容量最大化。功率控制的另一个作用就是使得移动台有更长的待机时间。

4)扇区划分技术

扇区划分是指利用天线的定向特性把基站分成不同的扇面,在FDMA和TDMA制式中,每个蜂窝小区中采用扇区天线只能起到减少干扰的作用,不能增加系统容量。

在CDMA制式蜂窝移动通信系统中,利用120°扇形覆盖的定向天线把一个蜂窝小区划分为3个扇区时,平均处于每个扇区中的移动用户是该蜂窝的1/3,相应的各用户之间的多址干扰分量也减少为原来的1/3左右,从而系统的容量将增加3倍(实际上,由于邻扇区之间的干扰,一般只能提高至2.25倍)。

5)话音激活技术

统计表明,人们在通话的过程中,只有35%的时间在讲话,另外的65%的时间处于听对方讲话、语句间停顿或者其他等待时间。

在CDMA数字蜂窝移动通信系统中,所有的用户共享同一个无线频道,当某一个用户没有讲话时,该用户的发射机不发射或降低发射功率,其他用户所受到的干扰就相应地减少。

语音激活技术就是当用户不讲话时,语音编码器输出速率很低,发射机所发射的平均功率很小;当用户讲话时语音编码器的输出速率很高,发射机所发射的平均功率很大。

采用语音激活技术容量将增加3倍。

6)软容量

在TDMA系统中,通信信道是以频道或时隙的不同来划分的,每个蜂窝小区提供的信道数一旦固定,就很难改变。

在CDMA系统中,信道数是靠不同的码字来划分的,码字数量很大,故其容量受制于干扰。所以降低干扰的措施就是提升容量的措施;同时用户对干扰的容忍度强些,容量也可以提升。也即通信质量的降低也可以提升容量,所以容量不再是一个硬性指标。

当话务高峰时,多增加一个通话的用户,所有用户的信噪比都有所下降,但不会出现因没有信道而不能通话的现象。

所以软容量可以在业务高峰期间,以稍微降低系统的质量性能,换取适当增加系统用户数。

7)隐蔽性好,保密性好,很难被盗打

首先在CDMA系统中所采用的扩频技术就将发射信号的频谱扩展得很宽,功率很低从而将发射信号完全隐蔽在噪声和干扰之中,不易被发现和跟踪;其次在通信过程中,各移动用户所使用的地址码各不相同,在接收端只有与之相同(包括码型和相位)的设备才能接收到相应的发送数据,这些数据对其他非相关的设备来讲是一种噪声。所以CDMA系统可以防止有意或无意的窃取及监听,具有很好的保密特性。

8)软切换

当移动用户从一个小区(或扇区)移动到另一个小区(或扇区)或者移动用户从一个基站的管辖范围移动到另一个基站的管辖范围时,通信网的控制系统为了不中断用户的通信就要做一系列的调整,包括通信链路的转换、位置的更新等,这个过程就叫做越区切换。

越区切换实现了小区(或扇区)间的信道转换,保证了一个正在处理或者进行中的呼叫不会中断。

在CDMA系统中,频率复用系数可以为1,相邻小区可以同频工作。所以当移动台从一个小区(或扇区)切换到另一个小区(或扇区)时,不需要调整移动台的收发频率,只需调整相应的码字即可,称之为软切换。

因为相邻两个小区频率相同,软切换可以先通后断。即先与新的基站接通新的链路,然后切断原通话链路,这样可以克服了其他体制的“乒乓”切换,提高切换成功率,有效减少掉话现象。

9)特有的分集形式

在CDMA系统中,由于采用了扩频技术进行宽带传输,使它具有了频率分集及路径分集的特性。

(1)频率分集。当信号具有选频特性时,对CDMA系统的信息传输影响较小。

(2)路径分集。通过使用Rake接收解调并使用所有路径的信号能量,将多径信号分离出来,并将不同路径的相同信号进行叠加,不仅克服了多径衰落对移动通信带来的不利影响,而且还等效增加了接收有用信号的功率。

除此以外,CDMA系统还采用了空间分集及时间分集等技术,使其系统性能能够进一步提高。