1.基本概念
所谓扩频是把信息的频谱扩展到宽带中进行传输的技术。扩频技术具有抗干扰、抗多径、隐蔽、保密和多址特性。适用于CDMA系统的扩频技术是直接序列扩频（DS）或简称直扩。扩频信号的产生包括调制和扩频两个步骤。比如，先用要传送的信息比特对载波进行调制，再用伪随机序列（PN序列）扩展信号的频谱；也可以先用伪随机序列与信息比特相乘（把信息的频谱扩展），再对载波进行调制，二者是等效的。
设信息速率为Rb（单位为bit/s），伪随机序列的速率为Rp（单位为bit/s），定义扩频因子为
通常L>>1，且为整数，它是信号频谱的扩展倍数，也等于扩频系统抑制噪声的处理增益。接收端要从收到的扩频信号中恢复出它携带的信息，必须经过解扩和解调两个步骤。所谓解扩是接收机以相同的伪随机序列与接收的扩频信号相乘，也称相关接收。解扩后的信号再经过常规的解调，即可恢复出其中传送的信息。
2.CDMA系统的关键技术
扩频技术是CDMA系统的基础，CDMA系统要真正成为一种商业应用的通信系统，除扩频技术外，还有很多技术问题需要解决。下面就对CDMA系统所包含的主要技术进行讨论。
（1）可变速率声码器和语音激活技术 可变速率声码器是对模拟语音信号进行数字化编译码的部件，其目的是在保证语音传输质量的同时使数据传输速率尽可能低，同时采用语音激活技术来降低数据传输速率。从码分多址扩频通信系统的特点中，我们已经知道，小区内所有用户使用同一载波，占用相同带宽，共同享用一个无线频道。这就会出现任意一个用户对其他用户的干扰，称为多址干扰。用户越多，干扰越严重，这会限制用户的发展。如果减小多址干扰，就可以提高CDMA的容量，因此降低多址干扰的技术是CDMA系统中的首选技术，语音激活技术就是其中之一。
对通话时的语音分析统计表明，语音停顿以及听对方讲话等待时间占了讲话时间的65%以上。如果采用相应的编码和功率调整技术，使用户发射机发射功率随用户语音大小、强弱、有无来调整发射机输出功率，这样可使其多址干扰减少65%，这就是所谓的语音激活技术，也就是说当原系统容量一定时，采用语音激活技术，可以使系统容量增加了约3倍。
（2）功率控制 CDMA系统中，功率控制技术被认为是所有关键技术的核心。前面我们讲到的语音激活技术，就是属于功率控制的一种类型。这里主要讲述无线信道中，因存在远近效应问题而采用的功率控制技术。
所谓远近效应，是指如果小区中各用户均以同等功率发送信号，靠近基站的移动台信号强，而远离基站的移动台信号到达基站时很弱，这就会导致强信号掩盖弱信号的现象发生，这种现象就称为远近效应，远近效应会导致自干扰。
由于在移动通信中存在远近效应问题，若移动台以相同的功率发射信号，远离基站的移动台信号到达基站时的强度要比离基站近的移动台信号弱很多，从而被强信号所淹没。为了减小用户间的干扰、提高系统容量，CDMA系统中必须采用功率控制技术，及时调整发射功率，维持接收信号电平在所需水平。功率控制分为正向功率控制和反向功率控制。
1）正向功率控制：基站根据移动台提供的信号功率测量结果，调整基站对每个移动台发射的功率。它又可分为两种：一种为开环控制，是基站根据接收移动台功率，估算正向信道传输损耗，从而控制基站业务信道发送功率的大小；另一种为闭环控制，是基站与移动台相结合进行的动态功率控制。
2）反向功率控制：反向功率控制也分为开环功率控制和闭环功率控制两种。反向开环功率控制是移动台根据在小区中所接收功率的变化，迅速调节移动台发射功率。开环功率控制的目的是使所有移动台（不管远、近情况）发出的信号在到达基站时都有相同的标称功率。它是一种移动台自己的功率控制。反向闭环功率控制的目的是使基站对移动台的开环功率进行迅速估算或纠正，使移动台始终保持最理想的发射功率。这解决了正向链路和反向链路间增益容许度和传输损耗不一致的问题，保证了基站收到每个移动台的信号功率足够大，同时对其他移动台的干扰又最小。
功率控制的准则通常有功率平衡准则、信干比平衡准则和混合型准则等。功率平衡准则是指在接收端收到的有用信号功率相等。对于下行链路，是使各移动台接收到的基站信号功率相等；对于上行链路，是使各移动台发射信号到达基站的信号功率相等。
（3）分集接收 移动通信系统中，存在着严重的多径衰落，造成接收信号质量下降，采用分集接收技术可以有效地改善信道传输条件，提高接收信号质量。由于移动通信电波传播条件恶劣，又在强干扰条件下工作，这给通信带来了极其不利的影响。因此人们采用多种技术来克服和尽量消除这些不利的影响。其中，采用分集接收技术尤为重要。分集接收技术大体分为两大类：显分集和隐分集。采用的分集方式是显而易见的，称显分集，如空间分集、频率分集、时间分集、极化分集、路径分集等。
（4）软切换、软容量 各种移动通信系统中都有切换（交接）的技术。移动通话时，移动用户从一个小区到另一个小区，从一个基区到另一个基区都要进行切换。
软切换是CDMA系统独有的切换功能，可有效地提高切换的可靠性，而且当移动台处于小区的边缘时，软切换能提供前向业务信道和反向业务信道的分集，从而保证通信的质量。当移动用户要切换时，不需要先进行收、发频率切换，只需在码序列上作相应调整，然后再与原来的通话链路断开。这种先通后断的切换方式，称为软切换。软切换方式的切换时间短，不会中断语音，也不会出现硬切换时的“乒乓”效应。
所谓软容量是指模拟频分和数字时分的移动通信系统中，每个小区的信道数是固定的，很难改变。当没有空闲信道时，系统会出现忙音，移动用户既不能再呼叫也不能接收其他用户的呼叫。而码分多址CDMA系统中，在一频道（较宽频带范围）内的多用户是靠码型来区分的，其标准信道数是以一定的输入、输出信噪比为条件。接收机在允许最小信噪比条件下，增加一个用户或几个用户只使信噪比有所下降，不会因没有信道而不能通话。
（5）扇区划分技术 扇区划分技术也是为减小各小区内各用户多址干扰而采用的天线技术。它是利用各小区内天线的定向特性，把蜂窝小区再分成不同的扇面，所以称为扇区划分技术，常用的有利用120°天线组成的三叶草天线区、利用60°扇形定向天线组成的三角形无线蜂窝区等。采用扇区划分技术，其系统容量也会增加。
（6）同步技术 同步技术也是码分多址扩频通信系统的关键技术之一。在扩频通信系统的发送端，利用伪随机码（PN码）对信号数据进行频谱扩展；在接收端，首先要用与本地码一致的伪随机码对其解扩，这就必须使接收端地址码与发送端地址码频率、相位完全一致，即要实现同步才能使系统正常工作。扩频通信系统中，除载波同步、位同步、帧同步外，伪码序列的同步是特有的，其同步系统比一般数字系统更复杂。
3.CDMA系统的特点
1）根据理论分析，CDMA系统与模拟移动通信系统FDMA或数字移动通信系统TDMA相比具有更大的通信容量。
2）CDMA系统的全部用户共享一个无线信道，用户信号只靠所用码型的不同来区分，因此当蜂窝系统的负荷满载时，再增加少数用户，只会引起语音质量的轻微下降（或者说信干比稍微降低），而不会出现阻塞现象。FDMA系统或TDMA系统中，当全部频道或时隙被占满以后，哪怕只增加一个用户也没有可能。CDMA系统的这种特征，使系统容量与用户数之间存在一种“软”关系。
在业务高峰期间，可以稍微降低系统的误码性能，以适当增加系统的用户数目，即在短时间内提供稍多的可用信道数。举例来说，如规定可同时工作的用户数为50个，当52个用户同时通话时，信干比的差异仅为10log（52/50）dB=0.17dB。这就是说CDMA系统具有“软容量”特性，或者说“软过载”特性。在其他通信系统中，当用户过境切换而找不到可用频道或时隙时，通信必然中断，CDMA系统的软容量特性可以避免发生类似现象。
3）CDMA蜂窝系统可以充分利用人类对话的不连续特性来实现语音激活技术，以提高系统的通信容量。(www.xing528.com)
4）CDMA蜂窝系统以扩频技术为基础，因而它具有扩频通信系统所固有的优点，如抗干扰、抗多径衰落和具有保密性等。
通常L>>1，且为整数，它是信号频谱的扩展倍数，也等于扩频系统抑制噪声的处理增益。接收端要从收到的扩频信号中恢复出它携带的信息，必须经过解扩和解调两个步骤。所谓解扩是接收机以相同的伪随机序列与接收的扩频信号相乘，也称相关接收。解扩后的信号再经过常规的解调，即可恢复出其中传送的信息。
2.CDMA系统的关键技术
扩频技术是CDMA系统的基础，CDMA系统要真正成为一种商业应用的通信系统，除扩频技术外，还有很多技术问题需要解决。下面就对CDMA系统所包含的主要技术进行讨论。
（1）可变速率声码器和语音激活技术 可变速率声码器是对模拟语音信号进行数字化编译码的部件，其目的是在保证语音传输质量的同时使数据传输速率尽可能低，同时采用语音激活技术来降低数据传输速率。从码分多址扩频通信系统的特点中，我们已经知道，小区内所有用户使用同一载波，占用相同带宽，共同享用一个无线频道。这就会出现任意一个用户对其他用户的干扰，称为多址干扰。用户越多，干扰越严重，这会限制用户的发展。如果减小多址干扰，就可以提高CDMA的容量，因此降低多址干扰的技术是CDMA系统中的首选技术，语音激活技术就是其中之一。
对通话时的语音分析统计表明，语音停顿以及听对方讲话等待时间占了讲话时间的65%以上。如果采用相应的编码和功率调整技术，使用户发射机发射功率随用户语音大小、强弱、有无来调整发射机输出功率，这样可使其多址干扰减少65%，这就是所谓的语音激活技术，也就是说当原系统容量一定时，采用语音激活技术，可以使系统容量增加了约3倍。
（2）功率控制 CDMA系统中，功率控制技术被认为是所有关键技术的核心。前面我们讲到的语音激活技术，就是属于功率控制的一种类型。这里主要讲述无线信道中，因存在远近效应问题而采用的功率控制技术。
所谓远近效应，是指如果小区中各用户均以同等功率发送信号，靠近基站的移动台信号强，而远离基站的移动台信号到达基站时很弱，这就会导致强信号掩盖弱信号的现象发生，这种现象就称为远近效应，远近效应会导致自干扰。
由于在移动通信中存在远近效应问题，若移动台以相同的功率发射信号，远离基站的移动台信号到达基站时的强度要比离基站近的移动台信号弱很多，从而被强信号所淹没。为了减小用户间的干扰、提高系统容量，CDMA系统中必须采用功率控制技术，及时调整发射功率，维持接收信号电平在所需水平。功率控制分为正向功率控制和反向功率控制。
1）正向功率控制：基站根据移动台提供的信号功率测量结果，调整基站对每个移动台发射的功率。它又可分为两种：一种为开环控制，是基站根据接收移动台功率，估算正向信道传输损耗，从而控制基站业务信道发送功率的大小；另一种为闭环控制，是基站与移动台相结合进行的动态功率控制。
2）反向功率控制：反向功率控制也分为开环功率控制和闭环功率控制两种。反向开环功率控制是移动台根据在小区中所接收功率的变化，迅速调节移动台发射功率。开环功率控制的目的是使所有移动台（不管远、近情况）发出的信号在到达基站时都有相同的标称功率。它是一种移动台自己的功率控制。反向闭环功率控制的目的是使基站对移动台的开环功率进行迅速估算或纠正，使移动台始终保持最理想的发射功率。这解决了正向链路和反向链路间增益容许度和传输损耗不一致的问题，保证了基站收到每个移动台的信号功率足够大，同时对其他移动台的干扰又最小。
功率控制的准则通常有功率平衡准则、信干比平衡准则和混合型准则等。功率平衡准则是指在接收端收到的有用信号功率相等。对于下行链路，是使各移动台接收到的基站信号功率相等；对于上行链路，是使各移动台发射信号到达基站的信号功率相等。
（3）分集接收 移动通信系统中，存在着严重的多径衰落，造成接收信号质量下降，采用分集接收技术可以有效地改善信道传输条件，提高接收信号质量。由于移动通信电波传播条件恶劣，又在强干扰条件下工作，这给通信带来了极其不利的影响。因此人们采用多种技术来克服和尽量消除这些不利的影响。其中，采用分集接收技术尤为重要。分集接收技术大体分为两大类：显分集和隐分集。采用的分集方式是显而易见的，称显分集，如空间分集、频率分集、时间分集、极化分集、路径分集等。
（4）软切换、软容量 各种移动通信系统中都有切换（交接）的技术。移动通话时，移动用户从一个小区到另一个小区，从一个基区到另一个基区都要进行切换。
软切换是CDMA系统独有的切换功能，可有效地提高切换的可靠性，而且当移动台处于小区的边缘时，软切换能提供前向业务信道和反向业务信道的分集，从而保证通信的质量。当移动用户要切换时，不需要先进行收、发频率切换，只需在码序列上作相应调整，然后再与原来的通话链路断开。这种先通后断的切换方式，称为软切换。软切换方式的切换时间短，不会中断语音，也不会出现硬切换时的“乒乓”效应。
所谓软容量是指模拟频分和数字时分的移动通信系统中，每个小区的信道数是固定的，很难改变。当没有空闲信道时，系统会出现忙音，移动用户既不能再呼叫也不能接收其他用户的呼叫。而码分多址CDMA系统中，在一频道（较宽频带范围）内的多用户是靠码型来区分的，其标准信道数是以一定的输入、输出信噪比为条件。接收机在允许最小信噪比条件下，增加一个用户或几个用户只使信噪比有所下降，不会因没有信道而不能通话。
（5）扇区划分技术 扇区划分技术也是为减小各小区内各用户多址干扰而采用的天线技术。它是利用各小区内天线的定向特性，把蜂窝小区再分成不同的扇面，所以称为扇区划分技术，常用的有利用120°天线组成的三叶草天线区、利用60°扇形定向天线组成的三角形无线蜂窝区等。采用扇区划分技术，其系统容量也会增加。
（6）同步技术 同步技术也是码分多址扩频通信系统的关键技术之一。在扩频通信系统的发送端，利用伪随机码（PN码）对信号数据进行频谱扩展；在接收端，首先要用与本地码一致的伪随机码对其解扩，这就必须使接收端地址码与发送端地址码频率、相位完全一致，即要实现同步才能使系统正常工作。扩频通信系统中，除载波同步、位同步、帧同步外，伪码序列的同步是特有的，其同步系统比一般数字系统更复杂。
3.CDMA系统的特点
1）根据理论分析，CDMA系统与模拟移动通信系统FDMA或数字移动通信系统TDMA相比具有更大的通信容量。
2）CDMA系统的全部用户共享一个无线信道，用户信号只靠所用码型的不同来区分，因此当蜂窝系统的负荷满载时，再增加少数用户，只会引起语音质量的轻微下降（或者说信干比稍微降低），而不会出现阻塞现象。FDMA系统或TDMA系统中，当全部频道或时隙被占满以后，哪怕只增加一个用户也没有可能。CDMA系统的这种特征，使系统容量与用户数之间存在一种“软”关系。
在业务高峰期间，可以稍微降低系统的误码性能，以适当增加系统的用户数目，即在短时间内提供稍多的可用信道数。举例来说，如规定可同时工作的用户数为50个，当52个用户同时通话时，信干比的差异仅为10log（52/50）dB=0.17dB。这就是说CDMA系统具有“软容量”特性，或者说“软过载”特性。在其他通信系统中，当用户过境切换而找不到可用频道或时隙时，通信必然中断，CDMA系统的软容量特性可以避免发生类似现象。
3）CDMA蜂窝系统可以充分利用人类对话的不连续特性来实现语音激活技术，以提高系统的通信容量。
4）CDMA蜂窝系统以扩频技术为基础，因而它具有扩频通信系统所固有的优点，如抗干扰、抗多径衰落和具有保密性等。
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