CDMA及第三代移动通信

1、1.1.cdma的发展背景cdma技术早已在军用抗干扰通信研究中得到广泛应用，1989年.11月， qualcomm在美国的现场试验证明cdma用于蜂窝移动通信的容量大，并经理论推导其为amps容量 的20倍。这一振奋人心的结果很快使cdma成为全球的热门课题。95年香港和美国的cdma公用网开始投入商用。96年韩国用自己的cdma系统开展大规模商用，头12个月发展了150万用户。1998年全球cdma用户已达500多万，cdma的研究和商业进入高潮，有人说1997年是cdma年。美国已拍卖的2958个pcs经营许可证中, 选择cdma占51% , d-amps占20%, gsm占28%。19

2、99年cdma在日本和美国形成增长的高峰期，全球的增长率高达250%，用户已达2000万。 中国cdma的发展并不迟，也有长期军用研究的技术积累，93年国家863计划已开展cdma蜂窝技术研究。94年qualcomm首先在天津建技术试验网。1998年具有14万容量的长城cdma商用试验网在北京、广州、上海、西安建成，并开始小部份商用。联通也计划在广东、北京、天津、上海等地建cdma商用试验网。 韩国cdma数字蜂窝移动通信在政府的强有力的组织下，得到了迅猛的发展。cdma网络运营仅一年多便发展到400万用户，其用户密度远高于我国用户密度最大的珠江三角洲地区。韩国cdma网络运行正常，笔者曾在韩

3、国多次用cdma的蜂窝和pcs手机、wll电话打回国内，呼通率高，语音清晰，末发生过掉话断线（包括高速公路上）。韩国cdma的运营情况，充分证明了cdma技术是成熟的，其系统容量和话音质量较目前其它蜂窝系统（gsm、tdma、pdc、tacs、amps）是最优的。   据预测，未来的几年cdma将以超过100%的增长速度发展，远快于gsm 40%的发展速度。韩国cdma运营仅一年，即超过模拟网amps的200万用户；日本cdma将会在2000年超过pdc；美国cdma将会在2002年达到4200万，超过amps的3600万、d-amps的2200万和gsm的1100万，成为全美的最大

4、蜂窝系统。到2002年全世界的cdma将由目前仅占蜂窝系统2%的比例提高到18%，成为第二大蜂窝系统；占第一位的是gsm，其份额将由目前的32%升至45%，而模拟系统将由目前的48%下降至15%。   无线通信在未来的通信中起越来越重要的作用，cdma将成为下一世纪主要的无线接入技术。w-cdma较w-tdma有更多优越性，w-cdma将成为目前各种第二代移动通信系统（gsm、is-95、pdc等）的交汇点，发展成第三代系统，但未来的统一将要经过一个艰苦的过程。目前欧美都在进行gsm与cdma的兼容试验，用gsm的网络以cdma的空中接口，其网络试验在英国进行，qualcomm已研制

5、出gsm/cdma双模手机样机。未来的第三代多模式蜂窝移动通信系统将以atm为平台，它不仅兼容第三代的w-cdma、umts和cdmaone，而且还兼容目前第二代的gsm和is-95。          韩国skt和日本ntt docomo正紧密合作发展采用w-cdma的imt-2000，并计划于2000年在韩国和日本开展试验网，其目标在2002年日韩世界杯提供智能化的、宽带的多媒体移动通信服务。  1.2.is-95 cdma技术的发展趋势 is-95还在不断完善和发展的过程中，qualcomm 将致力继续发展i

6、s-95，以便使is-95保持竞争优势，并过渡到第三代系统。将推出以下新标准。1） is-99 is-99为is-95提供无线数据链接协议。将把ppp、ip、tcp、at等协议写入is-99，速率14.4kbps，为is-95提供数据业务标准。is-99于1998年第三季度完成。2）is-657 is-657专门为is-95提供直接接入internet标准协议。支持所有的tcp/ip/ppp协议。is-657于1999年第一季度完成。3）is-95b is-95b是为is-95成为宽带系统而写。允许8个业务信道组合在一起，其数传速率将取决于使用的信道数。支持高级的数据接入协议，如tcp和ads

7、l等，为internet的接入提供高速、灵活、方便的服务。is-95b的硬件网络将是全透明的。4）is-95c is-95c将于1999年开展制订，完全兼容is-95a、b。is-95c主要改进声码器、扇区设计、寻呼信道和省电时隙，以便于进一步提高容量、增加正向传输速率和降低反向信道的emi，使传输速率达到+64kbps。另外，在is-95c的基础上发展is-95hdr（high data rate）高数据速率系统。5）cdmaone    cdmaone就是指基于is-95标准的数字蜂窝网络。目前的标准是is-95a，下一步将推出允许更高数据传输速率的is-95

8、b。数据速率最高可达到116kbps。    基于is-95的cdmaone技术自1995年10月商用实践以来，迅速覆盖韩国、日本、美国、欧洲和南美洲的一些主要市场，取得了巨大的商业成功，并成为业界公认的过渡到未来3g的技术平台。目前各国上报给国际电联审批的所有3g提案中，绝大多数方案都是基于与is-95cdma相近的cdma技术。 表 cdmaone的演进之路标准容量（gsm相比）数据速率包回路可用性is-95a×314.4kb/s目前is-95b×3115kb/s目前hdrn/a2.4kb/s2000年is-95c×61

9、44kb/s2001年3g（cdma2000）×62mb/s2003年 qualcomm计划cdma手机技术的发展进程如下：1998年 - sms和寻呼业务，有限的数据接入；手机：<120g, <120cc, 2-4小时通话，40-100小时守候。 1999年 - 大屏幕，全sms、寻呼、email、internet和分组数据业务。2000年 - 全综合数据业务，email、internet和intranet功能；手机：<100g, <100cc, 2-4小时通话，100小时守候。2002年 - 智能手机：话音识别，多模式、多频段、多网络，卫星通信，

10、内含gps。2005年 - 数据业务，视频、音频和数据文件接入，网络计算机功能；手机的大小只取决于应用对象, 4-8小时通话，大于100小时守候。1.3.cdma国际标准的发展历程 目前，国际通用的cdma标准主要是由美国国家标准委员会ansi tia开发颁布的。ansi（american national standard institute）作为美国国家标准制订单位，负责授权其它美国标准制订实体，其中包括电信工业解决方案联盟atis、电子工业委员会eia以及电信工业委员会tia。tia主要开发is（interim standards,暂定标准）系列标准，如cdma系列标准is95、is63

11、4、is41等。is系列标准之所以被列为暂定标准是因为它的时限性，最初定义的标准有效期限是5年，现在是3年。除了is系列标准之外，tia还颁布其它类型的规范，如电信系统公告tsb（telecommunications service bulletin）文件。tsb不是标准，但可以提供与现存标准相关的信息或对工业界非常重要的其它事宜。tia开发出的标准在经ansi所有成员同意之后即可成为ansi的正式标准。tia目前由9个tr委员会组成，即tr8、tr14、tr29、tr30、tr32、tr34、tr41、tr45、tr46，其中与cdma标准关系最为密切的是tr45（移动和个人通信公用标准），

12、它的下面包括7个子委员会，分别负责不同接口标准的制订，如tr45.2负责网络部分，tr45.4负责a接口部分，tr45.5负责空中接口等。 除了ansitia之外，其他一些标准化组织和生产厂商对cdma标准的制订也起到积极作用。如cdg（cdma发展小组）和3gpp2（负责第三代cdma移动通信标准的制订），先后推出了有关a接口的ios系列标准，涉及的内容包括从窄带的cdma到第三代移动通信宽带cdma。一批知名的通信公司如motorola、lucent、nortel、qualcomm等首先提出了有关cdma标准的方案和建议，经过多次协商讨论，最终修改成为目前被普遍接受的通用标准。 1.3.1

13、 um接口标准的发展   cdma在蜂窝系统中的应用几乎是和gsm同时被提出来的，但一直没有得到重视，其中的主要原因在于cdma的蜂窝系统必须具有高速、精确的功率控制要求，否则整个系统难以理想地工作甚至出现系统崩溃。功率控制技术在当时的条件下还难以攻破，直到qualcomm公司解决了这一难题后这一状况才有所变化。该解决方案主要是通过测量移动台和基站的接收功率，利用开环和闭环相结合的功率控制方式，命令移动台调整发射功率，使移动台输出的功率电平在维持适当性能的情况下达到最小。一方面减轻了对其他用户的干扰，同时有助于克服衰落，使得cdma码分多址技术应用于蜂窝移动通信成为可能，并由此拉开了

14、cdma数字蜂窝移动通信系统蓬勃发展的序幕。 qualcomm公司于1990年7月公布了最早的cdma标准，经过许多移动通信运营商和制造厂家的协商讨论，于1990年9月发布了建议标准的修订版本，并于1990年10月公布了暂行规定，成为此后一段时间内被广泛认可的主要规范。1993年7月，美国ansitia再次征集各方面的建议，经会议讨论后正式将其确认为is95标准，即“双模式宽带扩频蜂窝系统的移动台基站兼容标准”。is95标准由此成为cdma移动通信的核心标准，世界上许多国家以此为蓝本生产和建设码分多址数字移动通信系统。 经过多年的开发修订，以is95为代表的窄带cdma系列标准已经日趋完善。i

15、s95系列标准的发展先后经历了is95、is95a、tsb74、is95b（ansi95）、is2000、is2000a等多种标准。需要补充说明的是tsb74是与is95a有关的tsb文件，是在is95a的基础上增加了14.4kb/s速率组、指配或切换到pcs频段、min/imsi共存等内容。作为第三代移动通信标准之一的is2000及is2000a完全兼容is95标准，也就是说现有的is95系统可以平滑过渡到第三代移动通信。 1.3.2 a接口标准的发展 作为基站子系统和网络子系统之间的接口，a接口标准的规范性和透明度至关重要，它决定着cdma设备制造厂家能否独立地开发基站设备或网络设备。对于

16、cdma系统的运营商来说，他们同样要求开放的系统结构，开放的a接口为cdma系统提供了竞争环境。cdmaa接口标准的形成过程与其它标准最大的不同点在于，它是在各厂家已经开发出商用产品之后，通过谈判协商而形成的，经历了一个相当复杂的过程。各标准制订组织和生产厂家为a接口标准的制订做了大量细致的工作。 现在支持开放的cdmaa接口的标准有两个，即is634系列和ios系列。 1991年，motorola公司提出了一个a接口，并提交给美国国家标准委员会ansi审议，该接口为支持cdma和其它空中接口起到很大的促进作用。但由于当时的a接口只是gsm系统a接口的一个简单翻版，错误甚多，几乎没有什么可操作

17、性。而且由于当时没有其它公司愿意开放该接口，因此a接口一直被放置在美国国家标准委员会中。直至1995年7月，由于一批大的运营商强烈要求开放a接口，美国标准委员会通过了基于motorola a+建议的is634revo。虽然该标准的可操作性不强，但毕竟是在许多厂家共同协商后才达成的，从此当时的几个主要的cdma设备生产厂家走向共同开发a接口的道路。由于is-634 rev.0存在许多逻辑错误和缺陷，1995年12月对其修正后成为tsb-80。该接口支持基站中的多种语音编码器并以电路中继模式和ss7消息传送msc和bss间的语音和信令。is634a版本于1998年6月完成并出版，1998年10月a

18、nsi投票并最终于1999年3月以ansi/eia-634b的名义出版。is634a具有a、b两种结构，其中a结构中引入了a3和a7接口，用于支持不同bsc之间的软切换。 is634a版本所涉及的范围相当广泛，它不仅支持cdma，而且支持amps、namps和tdma。因此该标准不可避免的包含了许多不适合cdma运作的多种选项、消息和参数。事实上只有cdma运营者才关心并有计划地实施is634a。但另一方面，就cdma应用而言，is634a有点过于“松散”而难以实施。为了定义一个仅为cdma应用，更实际并更具有可操作性的a接口规范，1997年由美国sprint pcs牵头，联合cdma工业界的

19、lucent、motorola、nortel及qualcomm等公司，在吸收tsb80的基础上，制订了sprint pcs ios v2.0a。这一ios互操作规范属于内部文件，sprint pcs于1998年10月将其提交给cdma发展组cdg作为公开的行业规范。ios系列标准得到了众多厂家的认可，也使得该系列标准得到迅速发展，趋于完善，目前已经发展到ios2.x、ios3.x、ios4.o、ios5.o等多个版本。cdgios2.x包括v2.o、v2.1、v2.2，均基于sprint pcs ios v2.0a,并支持如下功能：8kb/s evrc声码器；在呼叫建立过程中支持完整的业务选择

20、谈判；电路型数据（9.6/14.4kb/s）和传真；短消息业务；话音加密；bsc间硬切换（同一厂家的bsc间的软切换可用其内部协议支持）。 cdgiosv3.x的最新版本v3.1于1999年4月出版。v3.x均基于is634a，与v2.2相比增加了如下主要功能：引入了采用分组模式的a3、a7接口；支持不同厂家bsc间的软切换；更多的omc功能。 3gpp2负责制订支持第三代cdma移动通信cdma-2000的ios标准。3g-iosv4.0已于1999年10月完成，它支持cdma-2000的1xrtt。3g-ios v4.0在cdgiosv3.1的基础上增加了支持高速分组数据业务和支持mobi

21、le ip业务等功能。3g-ios v5.0由3gpp2于1999年12月完成并支持cdma20003xrtt。1.33 网络接口标准的发展 网络接口是网络子系统各功能实体之间以及与其他通信网络之间的接口的总称。相对于a接口来说，网络接口标准的制订过程比较简单。目前通用和网络接口标准主要为is-41系列，这套标准是由ansi tia授权lucent公司贝尔实验室制订的。is-41系列标准在其发展过程中，主要产生了is-41a、is-41b、is-41c、ansi-41、is-41d等几个版本。与is41b有关的tsb文件有tsb41、tsb51、tsb56、tsb64、tsb65等，其中除ts

22、b56之外，均已经在1996年修订并加入到is-41c版本，使is-41c成为一个相对完善的版本。不久之后，美国国家标准委员会接收其为正式的网络接口标准，成为ansi-41标准。 is-41c由六部分组成：功能概述；切换消息流程；自动漫游消息流程；操作、管理和维护消息流程；信令实现程序。 除了上述的协议标准之外，还有一些标准主要用于完善cdma移动通信网络的业务功能，如数据业务、计费、无线智能网win等方面的标准，共同构成了庞大的网络接口标准体系。 数据业务类包括：is-99，有关传真和异步数据业务的标准；is-657，用于描述分组数据业务； is-707，包括无线链路协议rlp、传真、异步数

23、据及分组数据等各种业务；is-658，描述网络互通功能iwf。 计费类标准主要是is-124。 无线智能网win的标准主要有：is-771，无线智能网第一阶段的标准；pn4287，描述了基于无线智能网的预付费标准；pn4289，用于无线智能网第二阶段的标准。 。 1.3.4    我国cdma标准的发展 我国目前采用的cdma标准主要是向美国标准靠拢，同时结合我国的实际情况。如空中接口在美国的标准中注重cdma与amps双模兼容，而在我国则没有这种需求，因此其频率、基本频道的设置及imsi等方面都需要进行修改；在a接口上，美国的标准兼容了多种制式，而在我国只需要其中的cdm

24、a一种；同样网络接口is-41系列标准也需要进行必要的修改。 我国在1999年4月成立了中国无线通信标准研究组cwts，其主要目的是加强我国的标准制订工作。cwts下面分了五个工作组wg，其中wg1为imt-2000工作组，wg2为gsm工作组，wg3为寻呼工作组，wg4为cdma工作组，此外还有一个知识产权组。cdma工作组的主要任务就是制订适合我国具体情况的cdma标准、反映网络运营者的要求、鼓励生产厂商参与标准化工作，加强中国对国际标准制订的影响力。到目前为止，wg4已拥有26个成员单位，成功地组织了多次标准化会议。 按照wg4的工作计划，我国cdma标准的制订主要分为三个阶段。 第一阶

25、段主要是建立起我国标准体系的基本框架。这一阶段主要以引进国际标准为主，如is-95、is634、ios2.x、is41等系列标准，并根据我国网络的具体情况进行相应的修改。主要包括：接口标准，空中接口、a接口、移动应用部分即网络接口；设备标准，基站、移动台和交换机；其他，isup等。 目前第一阶段的工作已基本完成。第二阶段的主要任务是在第一阶段工作成果的基础上，充分发挥已建立的基本框架功能，提供更多的功能和业务，可能包含的内容有：uim、无线智能网、低速数据（14.4kb/s）、短消息及其他一些必要的业务。目前所处阶段即为第二阶段。 第三阶段是从2000年年底到2001年，面向第三代移动通信，积

26、极开展预研，参考国际上已有的标准，如is-95b、is-2000、is-2000a等，加强对分组数据网、无线智能网标准的研究，并积极介入国际标准的制订工作。 在吸收和引进国外各项标准的同时，我国也正在积极开发满足我国电信网络的cdma标准，并且已经向国际电信联盟递交了第三代移动通信技术规范td-cdma标准，该标准在1999年11月结束的有关世界第三代移动通信标准制订会上被最终确定为第三代移动通信技术规范的系列标准之一。这是中国提出的电信技术标准第一次被国际电信联盟所采用，同时也证明了我国的通信技术水平已逐渐与世界同步，我们的民族产业也日益引起世界的瞩目。  1.4 cdma系统提供

27、的电信业务从业务角度来看，cdma系统从服务的角度出发，为用户提供了更加丰富、多样且应用灵活方便的业务。按照cdma的规范，交换子系统应能向用户提供用户终端业务、承载业务、补充业务三类业务。14.1   用户终端业务用户终端业务是在用户终端协议互通基础上提供终端间信息传递能力的业务，该类业务包括电话业务、紧急呼叫业务、短消息业务和语音邮箱业务等。1 电话业务电话业务是cdma规范定义的用户终端业务的一种，它是cdma移动通信系统应用最广泛的业务。电话业务为plmn移动用户提供了与pstn、isdn或另一plmn移动用户进行语音通信能力。2 紧急呼叫业务紧急呼叫业务是指移动用

28、户发起呼叫到就近紧急呼叫中心（如急救中心）。紧急呼叫业务是用户终端业务中的一种，它类似于电话业务但建立呼叫相对来说简捷快速。plmn运营商可以根据本国和本地区实际情况来设置紧急呼叫号码。3 短消息业务 短消息业务（这里指点到点短消息业务），是目前cdma系统中唯一只利用信令信道即可完成的用户终端业务，它可同时与话音等业务并行。该业务给cdma移动用户提供了一种简单实用、功能丰富的文字信息交互平台。就这一平台最基本的业务功能而言，短消息业务实现了移动台用户之间的双向寻呼功能，所以，短消息业务在目前cdma网络通话接通率偏低的情况下，无疑提供了一种可行的替代性通信手段，提高了移动用户之间信息交互的

29、能力，增加了移动用户接收信息的渠道。因此，短消息业务给plmn运营商提供了一个良好的增值业务平台。4 语音邮箱业务 语音邮箱业务为用户提供语音信息存储、转发功能。当用户忙时，它允许用户将其来话转接到预先设置的语音邮箱。1.4.2  承载业务承载业务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能接受的信息。移动终端mt作为plmn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120014400bit/s异步数据、120014400bit/s分组数据及交替语音乐会与120014400bit/s数据等承载业务。1.4.3

30、   补充业务 cdma规范定义了支持提供给各承载业务和用户终端业务的补充业务。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进行，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。1 遇忙呼叫前转cfb 遇忙呼叫前转业务指当用户忙时，允许用户将其来话转接到预先设置的电话或语音信

31、箱。移动用户忙分为网络决定的忙和用户决定的忙。网络决定的忙是指由网络记录的用户状态为忙，如用户正在通话等；而用户决定的忙是指用户收到呼叫振铃通知、直接拒绝应答。2 无条件呼叫前转cfu 无条件呼叫前转业务允许用户将它的所有来话转接到预先设置的电话或语音信箱。当执行这项业务后，在转送来话时，用户手机上将收到提示音。3 无应答呼叫前转cfna 这项业务允许用户在下列情况下将其来话转接到预先设置的电话或语音信箱。(1).系统寻呼ms失败或长时间振铃后用户没有应答；(2).用户处于去活状态；(3).系统不知道用户的当前位置；(4).用户当前不可接入（如去活了呼叫转接业务或激活了免打扰业务）。4 隐含呼

32、叫前转cfd 这项业务允许用户在下列情况下将其来话转接到预先设置的电话或语音信箱：(1).用户忙；(2).系统寻呼ms失败或长时间振铃后用户没有应答；(3).用户处于去活状态；(4)系统不知道用户的当前位置；(5)用户当前不可接入（如激活了免打扰业务）。 从功能上看，这项业务相当于无应答呼叫前转和遇忙呼叫前转的功能之和。5 主叫号码识别显示cnip 主叫号码识别显示属于被叫移动用户补充业务，当移动用户接收呼叫时，网络向用户提示主叫用户号码。6 主叫号码别限制cnir 主叫号码识别限制属于主叫移动用户补充业务，当移动用户作主叫时，不允许网络向被叫用户显示主叫号码。另外还有主叫号码识别限业务cni

33、rover，如果已向移动用户b提供clir业务，则当移动用户b呼叫用户c时，如果c有激活的cnirover业务，则用户c能够显示移动用户b的mdn号码。 7 呼叫等待cw 呼叫等待业务是指当用户忙时，通知用户有新的来话，用户可以选择接受或拒绝来话。如果用户应答了新的来话，还可以在两个来话之间进行反复切换。呼叫等待业务必须在呼叫保持激活的前提下才能实现。 8 呼叫转移ct 在两个用户通话过程中，其中一方用户可以将电话转移至第三方用户，同时该用户挂机，使另一方用户与第三方用户继续通话。 9 会议电话cc 会议电话业务指允许多个用户之间进行通信。申请了这项业务的用户可以随时作为主控用户召开电话会议。

34、主控用户可以通过逐个输入电话号码来增加参加会议的人员。 10 免打扰dnd 激活这项业务后用户拒绝接入任何来话。同时，系统也不再向用户发送呼叫前转的通知音和消息等待通知音。 11 消息等待通知mwn 消息等待通知业务指使用特定的提示音通知用户有语音信箱消息或短消息等待接收。 12 三方通话3wc 三方通话业务指允许三个成员之间进行通信。 13 密码呼叫接受pca 这项业务可使用户有选择地接入一些呼叫而拒绝另一些呼叫。激活这项业务后，系统在接续过程中将向主叫用户要求输入密码，系统在接收到正确的密码后才继续进行接续，否则将拒绝呼叫或将呼叫接续至语音信箱或设定的前转电话。 14 选择呼叫接受sca

35、允许用户有选择地接入一些呼叫而拒绝其它呼叫。用户在激活这项业务的时候将允许接入的一组主叫号码输入系统。系统收到来话后，与预先设定的号码比较，如果不相同则拒绝接受或将呼叫前转到语音信箱设定的电话。 15         in码拦截spini 激活这项业务后，只有输入密码后才能进行特定的始呼或业务操作（如长途电话）。   16 用户pin码接入spina 用户pin码接入业务是一种防止手机失窃的方法。激活这项业务以后，手机完全被锁住，不能进行任何始呼或业务操作。只有去活这项业务后才能继续使用该手机。

36、 17 取回语音信息vmr 取回语音信息业务指从语音信箱系统中提取留言。在cdma系统中，这一操作被定义为一项单独业务。考虑到移动用户经常使用自己的手机提取留言，因此规定了一种植简便的操作方法实现这个功能。ans1664规定了两种方法，一是用户拨打自己的号码，二是用户拨打一个短号码。目前采用第二种方法。  18 优选语言pl 优选语言业务与网络服务有关。这项业务确定网络播送录音通知或发送短消息时使用的语言或码表。  19 用户群提示fa 这项业务类似于固定电话的并机。当系统收到来话时，同时向多个终端（包括cdma手机、固定电话或其他制式的手机）振铃，当其中一个终端应答后，停

37、止对其它终端振铃。这项业务包括单用户型和多用户型两种，它们的区别在于当一个终端忙时，单用户型即认为用户群忙，不再向其它终端振铃，而多用户型则继续向其它终端振铃。 20 移动接入寻线mah 当收到来话时，系统按照预先设定的次序依次向多个终端（可以包括cdma手机、固定电话或其他制式的手机）振铃，直到用户在某个终端上应答为止。这项业务包括单用户型和多用户型两种。单用户型与多用户型的区别是：当一个终端忙时，单用户型即认为用户群忙，不再向其它终端振铃；而多用户型则继续向其它终端振铃。 随着cdma系统的不断发展和商用化，它将向用户提供更加丰富，应用更加灵活的业务。1.5.cdma存在的问题 （1）cd

38、ma鉴权问题      cdma标准中已经详细规定了 cdma鉴权的场合和需要的参数，但由于网络现状，许多系统目前不支持鉴权功能，许多手机既没有鉴权算法也无法输入。另外，在cdma鉴权中起重要作用的a-key参数的管理也存在问题，即如何输入手机，如何进行管理。为了防止a-key的被盗，必须由尽量少的人处理，使用非常保密的系统，不能被任何人读取，在手机和鉴权中心（ac）中修改a-key必须以保密的方式进行，tia已经建议了一种将a-key编入手机的程序，但目前还很难操作。a-key的输入与管理应由运营者按照一定规则进行，与用户无关，应尽快规范。（2）cdm

39、a国际漫游问题cdma技术起源于美国，目前北美均使用10位min码进行漫游，在这10位 min码中是不含移动国家码的，为了尽快实现cdma的国际漫游，ifast（international forum on amps standards technology）将min码的第一位为0和1预留给国际，供美洲之外的其它cdma运营者国际漫游时使用。这在is41不支持imsi之前（is95和is634是支持15位imsi号码的），也不失为一个权宜之计，尤其是对于急切需要国际漫游的国家而言。但从长远来讲（也许仅是近一二年之内的事情），min码预留给国际的号码很少，再加上这些号码经过按国家的分配、国内各地

40、区的分配，号码利用率很低，很难满足cdma的发展需要，况且使用min 进行国际漫游会带来许多额外的工作。因为最终国际漫游是要靠imsi来实现的，到那时，所有签约漫游国家的数据就需要修改，各国国内gt翻译数据也需要修改，这就给cdma的国际漫游带来很大困难。标准应该为运营做好技术上的准备，不应拖运营的后腿，阻碍技术的发展。因此所有 cdma运营者应该统一认识，尽快督促厂家提供基于imsi的产品，实现基于imsi的cdma国际漫游。2.1 cdma的基本概念 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

41、恢复出原始数据，这是因为该用户码序列与其它用户冯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：1所传信号的带宽必须远大于信息的带宽。2所产生的射频信号的带宽与所传信息无关。所传信号的带宽bt与信息带宽bi之比称为扩频系统的处理增益gp gp=btbi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

42、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 具有隐私性能 抗人为干扰的能力 具有低载获概率的性能 具有抗窄带干扰的能力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，如图1所示。直接序列扩频（ds-ss）发射机和接收机的构成如图2所示。2.2 cdma蜂窝移动通信网的特点    与fdma和tdma相比，cdma具有许多独特的优点，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

43、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，所要求的载干比(ci)小于1，容量和质量之间可做权衡取舍等属性。这些属性使cdma比其它系统有非常重要的优势。    系统容量大理论上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。     系统容量的灵活配置：这与cdma的机理有关。cdma是一个自扰系统，所有移动用户都占用相同带宽和频率，我们打个比方，我们将带宽想象成一个大房子。所有的人将进入

44、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音限制住了我们.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。     通话质量好：cdma系统话音质量很高，声码器可以动态地调整数据传输速率，并根据适当的门限值选择不同的电平级发射。同时门限值根据背景噪声的改变而改变，这样即使在背景噪声较大的情况下，也可以得到较好的通话质量。另外cdma系统采用软切换技术，“先连接再

45、断开”，这样完全克服了硬切换容易掉话的缺点。      频率规划简单用户按不同的序列码区分，所以不相同cdma载波可在相邻的小区内使用，网络规划灵活，扩展简单。     延长手机电池寿命采用功率控制和可变速率声码器，手机电池使用寿命延长。 建网成本下降。2.3  ds-cdma的基本单元下面我们简单介绍ds-cdma应用在第三代移动通信系统中的基本单元，即rake接收机、功率控制、软切换、频率切换和多用户检测。rake接收机发射机发出的扩频信号，在传输过程中受到不同建筑物、山岗等各种障

46、碍物的反射和折射，到达接收机时每个波束具有不同的延迟，形成多径信号。如果不同路径信号的延迟超过一个伪码的码片的时延，则在接收端可将不同的波束区别开来。将这些不同波束分别经过不同的延迟线，对齐以及合并在一起，则可达到变害为利，把原来是干扰的信号变成有用信号组合在一起。这就是rake接收机的基本原理。功率控制在ds-cdma系统中，不同用户发射的信号由于距基站的距离不同，到达时的功率也不同。距离近的信号功率大，距离远的功率小，相互形成干扰。这种现象称为远近效应。ds-cdma系统要求所有用户到达基站接收机信号的平均功率要相等才能正常解扩，功率控制就是为解决这一问题。它调整各个用户发射机的功率，使其

47、到达基站接收机的平均功率相等。功率控制的原理有两种类型：开环控制与闭环控制。开环控制主要是用户根据测量到的帧差错概率来调整发射功率，而闭环功率控制则由基站根据收到移动台发来的信号测量其信干比（sir）发出指令，调整移动台发射机的功率。对于下行链路的功率控制主要是用来减少对邻小区的干扰。软切换移动台如果与两个基站同时连接时进行的切换称为软切换。在cdma系统中软切换可以减少对于其它小区的干扰，并通过宏分集还可以改善性能。更软切换则指的是一个小区内不同扇区问的软切换。软切换的原理如下：移动台在上行链路中发射的信号被两个基站所接收，经解调后转发到基站控制器（bsc），下行链路的信号也同时经过两个基站

48、再传送到移动台。移动台可以将收到的两路信号合并，起到宏分集的作用。因为处理过程是先通后断，故称为软切换，而一般的硬切换则是先断后通。频率间切换3g cdma系统中在一个小区中有多个载波频率。例如在热点小区中，其频率数要多于相邻小区。同时在多层小区结构中，微小区有不同的频率而不同于重叠在一起的宏小区，因此，存在不同频率之间的切换。有效的处理过程可以采用压缩模式或双接收机对另一频率进行测量。多用户信号检测目前的cdma接收机都是基于rake接收机原理，它将其他用户的信号作为干扰来对待。在理想接收机中，如将所有用户信号都检测出来，则可把其他用户信号从总信号中减掉，则保存有用信号。在ds-cdma系统

49、采用rake接收机时其容量是干扰受限的系统。多用户信号检测，或称为联合检测与干扰消除技术则提供了一种有效地减少多址干扰的方法，从而增加了系统的容量。同时，它也能改善远近效应，通过首先扣除近距离大信号干扰而达到。由于最佳多用户检测十分复杂，而在实际上很难实现。目前研究得最多的还是次最佳多用户信号检测器。2.4 cdma移动通信系统的关键技术 1功率控制技术    功率控制技术是cdma系统的核心技术。cdma系统是一个自扰系统，所有移动用户都占用相同带宽和频率，“远近效用”问题特别突出。cdma功率控制的目的就是克服“远近效用”，使系统既能维护高质量通信，又不对其他

50、用户产生干扰。功率控制分为前向功率控制和反向功率控制，反向功率控制又可分为仅由移动台参与的开环功率控制和移动台、基站同时参与的闭环功率控制。(l)反向开环功率控制。它是移动台根据在小区中接受功率的变化，调节移动台发射功率以达到所有移动台发出的信号在基站时都有相同的功率。它主要是为了补偿阴影、拐弯等效应，所以它有一个很大的动态范围，根据is95标准，它至少应该达到正负32db的动态范围。(2)反向闭环功率控制。闭环功率控制的设计目标是使基站对移动台的开环功率估计迅速做出纠正，以使移动台保持最理想的发射功率。(3)前向功率控制。在前向功率控制中，基站根据测量结果调整每个移动台的发射功率，其目的是对

51、路径衰落小的移动台分派较小的前向链路功率，而对那些远离基站的和误码率高的移动台分派较大的前向链路功率。2pn码技术    pn码的选择直接影响到cdma系统的容量、抗干扰能力、接入和切换速度等性能。cdma信道的区分是靠pn码来进行的，因而要求pn码自相关性要好，互相关性要弱，实现和编码方案简单等。目前的cdma系统就是采用一种基本的pn序列m序列作为地址码，利用它的不同相位来区分不同用户。3rake接收技术    移动通信信道是一种多径衰落信道，rake接收技术就是分别接收每一路的信号进行解调，然后叠加输出达到增强接收效果的目的，这

52、里多径信号不仅不是一个不利因素，而且在cdma系统变成一个可供利用的有利因素。 4软切换技术    先连接，再断开称之为软切换。cdma系统工作在相同的频率和带宽上，因而软切换技术实现起来比tdma系统要方便容易得多；5话音编码技术    目前cdma系统的话音编码主要有两种，即码激励线性预测编码(celp)8kbit/s和13bit/s。8kbit/s的话音编码达到gsm系统的13bit/s的话音水平甚至更好。13bit/s的话音编码已达到有线长途话音水平。celp采用与脉冲激励线性预测编码相同的原理，只是将脉冲位置和幅度用一个矢量

53、码表代替。 2.5 cdma个人通信系统关键技术     个人通信的多址通信技术直接影响个人通信的频谱利用率、系统容量、小区结构、业务能力、设备复杂度和成本，特别是与系统容量大小密切相关。在常见的多址通信技术中，cdma（码分多址）通信技术能实现更大的系统容量，并且有抗干扰、软切换、同频利用、接入方便等优点，cdma个人通信将成为今后个人通信的主流和发展方向。       根据不同的应用环境和使用要求，可构成各种各样的cdma系统，最典型的是is-95 cdma蜂窝移动通信系统。is-95涉及的cdma技术集中体现了近20年

54、来扩频通信技术的研究开发成果。在此基础上，许多国家、公司和制造商都在研究开发不同频段的cdma个人通信系统，使cdma方式在个人通信和移动通信中的应用日臻成熟。 1.cdma个人通信系统的总体设计        cdma个人通信系统的空中接口、无线通信部分都参考is-95技术标准，而与交换机的接口，应有3种不同的技术规范，以适应蜂窝移动通信、无线用户环、无线用户终端的不同应用要求。这样才能有更大的应用前景，有更多的系统支持，有更大的技术市场。同时，有更大的经济效益和社会效益。     在cdma个人通信系

55、统的总体设计中，有许多基本参数是必须考虑的。 工作频带       国际上通行的800mhz900mhz频段、1.8ghz1.9ghz频段、2.2ghz2.4ghz频段，都可考虑在cdma个人通信系统中使用。由于这些频段的大气传播特性、城市传播特性的不同，80mhz900 mhz频段适合应用于工作小区较大的蜂窝移动通信系统。1.8ghz1.9ghz频段不如800mhz900 mhz理想，但仍有较好的传播特性，比较适合较小区、微小区的个人通信系统。我们建议cdma个人通信系统使用1800mhz1825mhz(前向),1875mhz1900mhz(

56、反向)。2.2ghz2.4ghz频段的传播特性比较适合于给定小区，在cdma无线用户终端系统中应用。 信号功率和小区半径     信号功率按用户移动台的天线发射功率设计，伴随相应的工作小区半径。信号功率和小区半径设计为以下3种：信号功率(最大)为1w,小区半径(最大)为10km15km；信号功率(最大)为500mw,小区半径(最大)为5km8km；信号功率(最大）为100mw，小区半径（最大）为2km3km。     移动台可以根据系统结构和工作环境作不同的信号功率和小区半径选择，而不改变其它工作状态。 信道配置  

57、0;  参照is-95标准，用户移动台设有cdma的入网信道和业务信道，实际是一个cdma物理信道采用不同扩频码的应用形态，对我们提出的3种系统结构的任何一种都是适用的。但前向信道（基站发往移动台）的配置却可以根据系统结构不同作适当变动。我们的建议是：对公众服务的蜂窝移动通信系统，应设有cdma的导引信道、同步信道、寻呼信道和业务信道。而cdma无线用户环，可对使用的扩频码稍加处理，仅用导引信道、寻呼信道和业务信道。而无线用户终端系统，可只设同步信道和业务信道。 系统定时       is-95标准的系统定时是采用gps装入基站系统完

58、成的，这是一个很好的办法。我们还建议在某些应用环境中，由移动交换中心提供高精度定时信号，在移动交换中心到基站有线连接传播时延准确给定的情况下，可以获得相当满意的系统定时性能。 2.扩频编码的设计       cdma个人通信系统的扩频编码采用3层结构。底层是正交扩频编码，码长64，提供cdma信道，不同的正交码作为不同的信道。但是，整个通信系统都使用这一组正交扩频码。第2层是基站码，也是扩频编码，码长为215-1,不同的基站使用具有不同相位状态的扩频码。第3层是移动用户码，一个用户一个，各不相同，它是由相当长的扩频码（240-1242-1）加上

59、移动用户自身代码复合而成的。这3层编码中，对通信特性影响最大的是底层正交扩频编码的选取。        is-95标准给出的是walsh正交码，它生成容易，应用方便，但其自相关特性极不理想，有相当大的自相关旁瓣，且分布不均匀，直接用于扩频通信中是不利的。我们研究提出的正交gold序列，同样有walsh码的完全正交特性，同时具有相当好的自相关特性，自相关旁瓣小，分布集中，利于扩频通信的同步捕捉和跟踪稳定。因此，我们建议使用正交gold序列，并且已在技术研究和系统开发中实现，能够随时给出瞬时相位状态。 3.定时同步与扩频相关处理     定时同步有两个含义，一是系统定时，又叫全局定时，如前所述。可采用gps或移动交换中心时间标准定时。在全局定时的诸多作用中，保证成功进行软切换是其重要作用之一。由于定时精度要求不低于20 ns，用gps也不是很容易实现的。其处理复杂度不比使用移动交换中心时间标准定时简便多少，还受制于人。     另一是移动台与基站(或系统)的定时同步。移动台要准确置移动用户码相位，要实现软切换要求的、可同时与2个基站通话。移动台同步定时