|
第五媒体（书摘）
随着通信网络与互联网日益密切的结合，移动通信网除了提供最基础的通话功能之外，还不断添加越来越多的增值服务:彩铃、彩信、图片下载、手机上网等业务的开展要求网络能够提供更高的数据传输率来适应这些业务的发展。同时新技术的不断涌现也使人们把目光开始投向一种新型的网络——第三代移动通信技术，即3G网络。 2.4.1 CDMA的提出 在前面的介绍中简单解释了码分多址CDMA(Code Division Multiple Access)的原理，即为每个用户分配不同的编码形式，对于其他用户来说虽然也能收到该用户的信号，但是编码不匹配就不能解码，这样的信号就被当作噪声而抛弃。这样一种在通信史上具有重大意义的新理论一般说来肯定会被认为是研究人员辛勤工作得出的成果，然而令人惊叹的是如果追溯CDMA理论的源头，其创始者竟是两位完全与通信技术行业无关的人，一位是海蒂·拉玛(Hedy Lamarr)，另一位是乔治安塞尔，图2.16为这两位理论创始者的照片。
图2.16 海蒂和乔治 海蒂1913年出生于奥地利的维也纳，是当时好莱坞极美貌的一个影视明星。她20岁的时候嫁给一个军火商人，在与这位军火商人的婚姻中，她了解到了一些无线传输方面的知识。当时纳粹正在积极地强化潜艇的战斗力，那时潜艇在鱼雷发射前，只能做“直线的瞄准”。但是鱼雷发射以后，因为海浪及其他众多变数，往往会错失目标，于是纳粹希望利用“无线电波”来开发出能够“无线遥控”鱼雷的控制系统。四年后因婚姻失败海蒂来到伦敦，后来在好莱坞认识了乔治·安塞尔，就是图2.16中那位弹钢琴的音乐家。因第二次世界大战的爆发，乔治·安塞尔被迫从欧洲回到好莱坞。在无意间海蒂向乔治提起一个秘密通信系统(Secret Communications System)的想法，想要研发出能够抵挡敌军电波干扰或防窃听的军事通信系统。受音乐演奏中众多乐器同步演奏的启发，他们发明了跳频的概念。基本想法是为了避免干扰而将信号的发射从一个频率跳到另外一个频率，他们将这一原理在细节上做了很多论证工作，在其他科学家的帮助下，他们完成了这项研究，并且在1942年的8月在美国取得专利，并且将这项专利免费送给美国政府，希望能够对当时正如火如荼进行中的二次大战有所帮助，可是在当时并没有引起军方科学家们的注意。1959年，该专利到期，技术人员开始在其基础上做更多的应用研究，这项技术就是后来作为CDMA理论基础的扩频技术。 最初CDMA技术是由于战争需要而出现的，在其出现后的相当长的一段时间之内，CDMA技术主要被应用于军事领域抗干扰方面的研究应用，后来在美国高通公司的介入下，才将其运用到商用无线通信网络中来。1989年，高通向太平洋电话公司提供了CDMA数字蜂窝移动通信系统并进行了小规模试验。1995年，香港和记电讯开通了全球第一个CDMA商用系统，CDMA技术理论上的诸多优势在实践中得到了检验。紧随其后在北美、南美和亚洲等地纷纷出现了使用CDMA技术组网的无线通信网络，现在越来越多的国家和地区，包括中国香港、韩国、日本、美国都已建有CDMA商用网络。在美国和日本，CDMA更成为主流的移动通信技术。据统计，在1996年底全球的CDMA网络用户仅为100万;到1998年3月已迅速增长到1000万;截至1999年9月用户数量已超过4000万。2000年初全球CDMA移动电话用户的总数已突破5000万，在一年内用户数量增长率达到118%。亚洲地区CDMA用户数量增长达到88%，美国地区的增长率更是高达143%，达到1650万。在亚太地区，中国香港、日本、韩国、澳大利亚、泰国、印度、菲律宾、新西兰、孟加拉国等许多国家和地区都建立了CDMA商用网络。在我国，联通公司是唯一运营CDMA网络的运营商，CDMA的一期工程于2001年底完成并于2002年初正式放号销售，之后联通的CDMA网络经过几次扩建、升级，形成了现在的CDMA1X网络，拥有用户超过三千万。 由于CDMA技术具有的众多特殊优点使得在GSM网络已相当成熟的情况下，CDMA网络仍能够如此迅猛地发展起来。CDMA网络具有抗干扰性好，抗多径衰落，保密安全性高，频率复用率高，可以以对通信质量的轻微影响为代价换取极高的系统容量等特点。这些都使CDMA网络比其他系统具有非常明显的优势。 在CDMA网络的系统容量方面，理论上使用相同频率资源的情况下，CDMA网络比第一代模拟网容量大20倍，实际使用中是模拟网的10倍，GSM网络的4~5倍。同时由于CDMA以不同编码来区分用户的特性决定了系统容量可以进行灵活的设置。在CDMA网络中不存在对用户数量的最大数量限制，只要通过增加互不相同的编码方式就可以达到增加用户数的目的，当然用户数量的增加会造成话音质量的下降，但通过对每个用户功率的控制，这种影响是有限的。也就是说在CDMA网络中可以以一定的通信质量的轻微影响为代价换取系统容量的增加。就像前面介绍CDMA技术时打一样的比方，在酒会上大家说不同的语言，互相之间由于不能理解其他人说话的意思，因而这些声音就相当于噪声，显然当有更多的人同时都在说话时，相当于周围的噪声也就越大，但是只要每个人都合理地控制自己的音量，其他人还是可以顺利进行通信的。这中间不同的语言代表着CDMA网络中不同的编码方式，更多的谈话者就是系统中增加的用户，而大家说话的音量就相当于每个用户通信中的功率，可见CDMA网络具有软容量，没有一个具体的数值上限。 同时CDMA网络还可以提供更好的通话质量，即使在用户数较多、噪声较大的情况下，也可以保证较好的通话质量。而且由于CDMA系统采用软切换技术“掉话”的现象将大大减少，“掉话”现象是由于用户从一个小区移动至另一个小区时需要切换为用户服务的基站，在GSM系统中采取“先断开后连接”的硬切换方式，即先切断用户和原基站之间的连接，再建立与新基站之间的连接，因此在这个过程中有时因为网络繁忙等原因在断开与原基站的连接后没有马上与新基站连接上而出现通话的中断，而在CDMA网络“先连接再断开”的软切换技术，即先把用户连接到新基站上，再切断与原基站的联系，这样就克服了硬切换容易掉话的缺点。 实践证明与FDMA及TDMA相比，CDMA具有的多项优点，能够很好地适应下一代网络对系统容量、通信质量等多方面的要求，因此CDMA当仁不让地成为第三代移动通信的基础技术。
▲
|
|
|
