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目前，關(guān)于第三代移動通信系統(tǒng)的無線接入技術(shù)已經(jīng)有較為統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，包括1個TDMA（時分多址）和3個CDMA（碼分多址）標(biāo)準(zhǔn)。CDMA是第三代無線接入技術(shù)的主流，3個CDMA的標(biāo)準(zhǔn)分別是DS-CDMA、MC-CDMA、TDD-CDMA。這篇文章將詳細(xì)介紹DS-CDMA通信標(biāo)準(zhǔn)。
什么是DS-CDMA？
DS-CDMA技術(shù)遵循ITU規(guī)定的IMT-2000規(guī)格，并以W-CDMA方式為基礎(chǔ)的一種通信技術(shù)。該技術(shù)能夠利用5MHz的信道提供高達2Mbps的數(shù)據(jù)速度，同時能夠擴大系統(tǒng)容量，提高通話時的語音質(zhì)量，降低通話的掉線率，支持IP數(shù)據(jù)服務(wù)。DS-CDMA技術(shù)除了能提供窄帶業(yè)務(wù)(如話音業(yè)務(wù))之外，還能提供多種用戶速率通信、VOD帶寬的能力，以及根據(jù)不同業(yè)務(wù)提供不同服務(wù)等級的能力。
在CDMA標(biāo)準(zhǔn)中，DS-CDMA技術(shù)是其中的重要部分，是實現(xiàn)無線多媒體通信的關(guān)鍵。DS-CDMA技術(shù)最早起源于歐洲和日本的第三代無線研究活動，GSM的巨大成功對第三代系統(tǒng)在歐洲的標(biāo)準(zhǔn)化產(chǎn)生重大影響。在1996年，日本推出了一套DS-CDMA的實驗系統(tǒng)方案，并得到了當(dāng)時世界上主要的移動設(shè)備制造商的支持。1998年12月成立的3GPP（第三代伙伴項目）極大地推動了DS-CDMA技術(shù)的發(fā)展，加快了DS-CDMA的標(biāo)準(zhǔn)化進程，并最終使DS-CDMA技術(shù)成為ITU批準(zhǔn)的國際通信標(biāo)準(zhǔn)。
DS-CDMA基于ANSI-41核心網(wǎng)，它使用新的頻帶，采用FDD工作方式，碼片速率為3.84Mbps。DS-CDMA有更大的覆蓋范圍，采用自適應(yīng)天線及多用戶檢測等新技術(shù)，并可支持頻率間切換。由DS-CDMA技術(shù)組成的通信系統(tǒng)通常包括無線基地局裝置、無線網(wǎng)絡(luò)控制裝置、多媒體信號處理裝置。DS-CDMA系統(tǒng)的空中連接采用5MHz、10MHz或20MHz的無線信道。
引入DS-CDMA的原因
21世紀(jì)的無線移動通信要求能夠傳輸語音、圖像以及數(shù)據(jù)等寬帶多媒體業(yè)務(wù)，可以提供2Mbps范圍內(nèi)各種不同速率業(yè)務(wù)的傳輸。而在當(dāng)前的第二代移動通信系統(tǒng)中主要業(yè)務(wù)是語音通信，每個用戶的傳輸速率大概只有10kbps左右，這不能滿足移動通信業(yè)務(wù)發(fā)展的要求。而且，現(xiàn)有GSM系統(tǒng)存在容量不足、語音失真度大、易掉線串線、功率輻射強、數(shù)據(jù)傳輸慢等問題。為了能解決這些問題，各大通信運營商以及手機生產(chǎn)商正在努力不懈地進行研究設(shè)計，希望能通過引入新的通信技術(shù)和通信系統(tǒng)，來緩解目前通信系統(tǒng)存在的通信壓力，并在此基礎(chǔ)上能進一步提高原有通信系統(tǒng)的能力。為此人們將注意力集中到了第三代移動通信系統(tǒng)IMT-2000上，而DS-CDMA作為第三代移動通信系統(tǒng)中的標(biāo)準(zhǔn)之一，它的引入也就成為自然而然的事情了。
DS-CDMA有哪些優(yōu)勢？
用戶希望未來通信能滿足各種業(yè)務(wù)要求，例如在線銀行業(yè)務(wù)、手機定位業(yè)務(wù)等，此外，他們還希望能通過手機進行快速無線上網(wǎng)，并希望在網(wǎng)上能傳遞各種多媒體業(yè)務(wù)。然而，目前的通信技術(shù)和通信能力對這些新興的業(yè)務(wù)與功能根本無能為力，而DS-CDMA作為第三代移動通信的代表，完全有能力提供上述通信能力。它與第二代通信技術(shù)相比，具有下面幾個優(yōu)勢：
1. 通信容量比第二代移動通信系統(tǒng)有大幅提升。由于DS-CDMA的基本標(biāo)稱帶寬為5MHz，但其實際值可以以200kHz為步長，根據(jù)需要在4.4M～5.2MHz之間調(diào)整�；編捒梢詳U展至10／20MHz。。
2. 有較高的數(shù)據(jù)傳輸率。由于DS-CDMA的碼片速率高，有效地利用了頻率選擇性分集和空間的接收和發(fā)射分集，可以解決多徑問題和衰落問題，并且DS-CDMA還采用Turbo信道編解碼，所有這些技術(shù)都提高了數(shù)據(jù)傳輸效率。
3. 有較強的抗干擾性能。DS-CDMA中采用了快速功率控制技術(shù)，使發(fā)射機的發(fā)射功率總是處于最小的水平，從而減少了多址干擾。另外，在下行鏈路發(fā)送用戶專用導(dǎo)頻信號而不是公共導(dǎo)頻信號，使下行鏈路使用自適應(yīng)天線成為可能，從而減少了小區(qū)的多用戶干擾，這些技術(shù)保證了DS-CDMA有較強的抗干擾性能。
4. 能支持更高帶寬業(yè)務(wù)和提供更靈活的多種混合業(yè)務(wù)。與傳統(tǒng)通信系統(tǒng)相比，DS-CDMA在通信速度方面有了很大的提升，現(xiàn)在它的最高速度可支持2Mbps的高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。此外，由于在DS-CDMA系統(tǒng)的下行鏈路上，基站中碼分復(fù)用的用戶分享總的功率，在上行鏈路中，基站有一個最大干擾容限，這個功率在小區(qū)中產(chǎn)生干擾的移動臺之間分配。共享功率使DS-CDMA能靈活地處理有不同速率的業(yè)務(wù)。
5. 能從GSM系統(tǒng)平滑過渡。為了保證運營商的投資，為未來通信運營提供良好的技術(shù)基礎(chǔ)，DS-CDMA能夠?qū)崿F(xiàn)從現(xiàn)存的通信系統(tǒng)到下一代移動通信系統(tǒng)的平滑過渡。
6. 系統(tǒng)操作更加靈活方便。DS-CDMA系統(tǒng)采用連續(xù)導(dǎo)頻技術(shù)，能夠支持高速移動終端；同時支持非平衡頻帶下采用時分雙工的模式，采用單信元頻率復(fù)用；支持自適應(yīng)天線陣列技術(shù)與多用戶檢測技術(shù)；還支持基站間的異步操作以及支持智能網(wǎng)等。
7. 有較高的安全保障。為防止通信過程中的盜聽和手機密碼的盜用，DS-CDMA系統(tǒng)在安全保密方面作了很大的改進。它可以向通信用戶提供對用戶平臺數(shù)據(jù)的保護，提供在接入網(wǎng)絡(luò)集中進行保護和基于網(wǎng)絡(luò)的端到端的保護; 在核心網(wǎng)中提供對控制平臺的保護和對用戶平臺的保護等。
DS-CDMA技術(shù)的應(yīng)用
基于DS-CDMA的特點，DS-CDMA適用的業(yè)務(wù)種類很多，使用方法靈活。DS-CDMA特別適用于用戶點多、分布面廣、移動中、短信息使用等。
1. 無線因特網(wǎng)
DS-CDMA系統(tǒng)一旦推出，將憑借其自身的優(yōu)勢，給無線上網(wǎng)提供足夠的帶寬來確保上網(wǎng)的速度。
2. 電子商務(wù)和交易
在商業(yè)金融交易領(lǐng)域，如持卡購物、證券交易、電子銀行、金融保險、POS系統(tǒng)等，都可用上DS-CDMA系統(tǒng)。
3. 移動辦公
現(xiàn)代的生活節(jié)奏是快速的，許多工作或業(yè)務(wù)都需要在辦公室以外的地方進行，DS-CDMA能幫助他們實現(xiàn)移動辦公。
4. 其他增值應(yīng)用
由于DS-CDMA系統(tǒng)能比傳統(tǒng)通信系統(tǒng)提供更大的帶寬，因此能實現(xiàn)其他各種增值服務(wù)，例如通過移動終端舉行視訊會議、接收電子郵件、進行網(wǎng)上購物、游戲、與公司局域網(wǎng)連接并查詢相關(guān)信息等；而收費機制將以傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量為基礎(chǔ)，從而能夠有效促進移動通信業(yè)務(wù)的蓬勃發(fā)展，并且與互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)商、IT軟硬件制造商以及其他傳統(tǒng)行業(yè)形成良好的互動。
DS-CDMA的發(fā)展規(guī)劃
隨著人們對通信能力的要求不斷提高，人們就開始把目光落到DS-CDMA的發(fā)展規(guī)劃上。當(dāng)現(xiàn)有GSM網(wǎng)絡(luò)擴容時，使用DS-CDMA的基站子系統(tǒng); 在用戶集中地區(qū)的GSM基站中，增加DS-CDMA基站。如果用戶使用DS-CDMA／GSM雙頻用戶終端，在DS-CDMA基站覆蓋區(qū)內(nèi)，可以享受3G服務(wù)；在覆蓋區(qū)域外，則以GSM方式通信。初期用戶享受3G服務(wù)時，只能在同一BSS的DS-CDMA基站之間實現(xiàn)越區(qū)切換，但GSM功能不受影響。用此方式，能以比簡單的GSM網(wǎng)絡(luò)擴容更低的費用改造網(wǎng)絡(luò)，不僅可解決頻譜資源不足造成的容量問題，滿足用戶密集區(qū)的移動通信需求，還可提供第三代業(yè)務(wù)，同時，為今后全網(wǎng)進入第三代打下基礎(chǔ)。在沒有達到全國和全球覆蓋之前，自動漫游當(dāng)然還得依靠GSM系統(tǒng)。上述解決方案不僅可以在GSM系統(tǒng)中采納，同樣可以在IS-95標(biāo)準(zhǔn)的第二代CDMA系統(tǒng)中采納。
摘自《計算機世界報》
