1 LAS-CDMA产生的背景
1.1CDMA在无线领域中的局限性
一直以来，无线业的发展始终被低估了，致使很多运营商对其系统的话音和数据服务的需求措手不及。现在，包括CDMA、GSM和TDMA（时分
多址）等许多系统，都无法满足用户对更好的话音质量和更高数据速率的要求。随着新业务和更大价格“套餐”的迅速推出，3G的CDMA网络也
将很快饱和。
CDMA技术对TDMA来说是一个重大的改进，并成为3G公认的标准。它实现了从时分多址到码分多址的转变，并允许同一频率不同小区间的重
复使用，大大地提高了CDMA系统的容量，例如，CDMA是GSM或TDMA(IS-136)标准时容量的2倍以上。然而，现行的CDMA有其局限性，特别是在进
一步提高频谱效率上。这主要是由于CDMA系统在小区网络系统中面向多用户使用的扩展码和扰码。这些码会在系统内产生干扰，如：
*符号间干扰（ISI）和多址干扰（MAI）（又称为同小区或小区内干扰）：在单小区内限制用户数量；
*相邻小区干扰（ACI）（又称为小区间或他区干扰）：限制了相邻基站的互相靠近，产生容量受限的干扰。
使用这些码的另一个结果是使WCDMA和CDMA2000系统不能有效地在同一载波内实现话音和数据同传，导致低效覆盖网络（如1xEV/DO，它是
在CDMA2000系统之上传送分组数据的射频载波信号覆盖解决方案）。全球电信网络正以不可阻挡之势朝着在同一网络系统内实现话音、多媒体
、电子邮件和因特网浏览业务的同传方向发展，这将最终导致上述的解决方案的被废弃。
这两个严重的限制因素（有限的频谱效率和不能同传的方案）意味着无线业界对新技术发展的需求迫在眉睫。当其他电信部门继续分享高
速发展的喜悦之际，毫无疑问，止步不前必将导致无线业发展的缓滞。
1.2无线通信业发展的新需求
*数据业务大幅度的增长和转变。虽然今天的数据通信业务仅仅占无线业务的5%左右，但是无线因特网服务的增长将使它在几年内超过语音
业务。随着无线数据业务的增加，数据传输也要求从目前的低数据率电路交换连接（如14.4kbps）演进到高数据率（高达5Mbps以上）的分组交
换服务。
*从以传统电路为核心网和接入网全IP分组网络的根本转变。这个转变与固定的有线网络的发展进程相类似，标志着不同网络系统的融入新
一代全IP网和分组交换无线网络系统的技术。
*无线通信和因特网的融合。便利、普及、随时可用的便携式无线设备将取代上世纪老式的台式/有线调制解调器模式。
要达到这些要求，一定有一种经济的办法来实现其应用。的确，为了跟上需求并以更经济的方式来配置新的宽带应用技术，无线运营商们
将需要找到增强其网络系统容量的途径。然而，随着频谱使用费的不断上涨（可以参看最近各国的频谱拍卖：在英国为324.4亿美元，德国为
462亿美元，而意大利为116美元），运营商们正在寻找增强型的无线技术，不仅能提高频谱效率（即可用频段内业务服务信道容量的比率），
而且能有效地服务于新的无线分组数据应用技术。ITU最近定义的现在的第三代（3G）技术，更恰当地说是早的3G配置，也将很快需要升级以满
足市场环境变化的需求。
事实上，无论是推进早期无线产业发展的第一代和第二代技术，还是当今的第三代标准都不是十分健全和完备的，不能适应3G及3G以上技
术升级的要求。新的、改良的技术将用于解决呈指数级增长的用户和数据业务，同时提高容量和频谱效率。
因此，无线业务必须确定一种新技术以适应和增强为现有标准设计的系统，同时推动未来发展。无线业需要新一代的技术。它将4G无线技
术引入今日，来改善3G技术并向未来的全IP网络演进。
LAS－CDMA技术是头一个超出IMT-2000要求的无线技术。它是一个创新的概念，增强了现有3G技术，使其频谱效率至少提高到3倍。运营商
们将LAS－CDMA技术纳入到他们的规划中去，现有的系统就能满足其对容量和带宽的需求。LAS－CDMA通过在大区域系统中将LAS－CDMA和TDD（
时分双工）技术创新地结合在一起，被列为第四代（4G）无线系统的首先方案。
2 LAS－CDMA技术概述
LAS－CDMA（大区域同步码分多址联接）技术的特点在于使用了一种被称为LAS编码的创新性的扩频编码设计，通过减少系统产生的干扰来
增加系统容量。LAS编码由被称为LA码和LS码的两级编码组成。
当FDMA（频分多址）TDMA系统受限于其自身的规模（如TDMA时隙的数量）时，而典型的CDMA系统只受限于编码资源的设计。例如：在一个
依照IS-95的标准设计并采用Walsh码作为多址方式的系统中，尽管有64个码可用，但其容量单载波每扇区很少超过20个话音用户。正因为如此
，CDMA被称为“干扰受限”系统，其系统容量取决于要承受的干扰程度。
现有的CDMA系统存在这些严重的局限性，主要是因为它所用的码具有较强的自干扰和相互干扰（或称为自相关和互相关）特性导致的。根
据设计，现有CDMA系统在不影响传输质量的前提下只能承受一定程度的干扰。由于噪音平台的影响，干扰会导致解调难度的增加和误码率的提
高。
LAS－CDMA是一个智能扩频编码，通过利用强大的零干扰多址码，很大地改善了这些限制。LA码和LS码作用于系统可以减少或完全消除所产
生的干扰。
3 LAS－CDMA的特点
LAS－CDMA专利技术是利用智能扩频码来消除干扰的下一代无线技术，从而显著地提高了无线网络的容量，并实现了在同一载波内话音和数
据的同传。
LAS－CDMA与现有CDMA相比，实现了系统性能和容量上的指数级的飞跃，而且它的设计确保对现有系统的最大再用率。LAS－CDMA技术提供
：
*比现有CDMA和GSM技术更高的容量，具有所有无线技术中最高的频谱效率；
*在同一载波上能同时传输数据和话音；
*是当今唯一能用FDD网络来设置TDD空中接口的技术，能够为无线因特网业务提供不对称通信而无需牺牲频谱效率。
*更高的数据容量；
*更大的覆盖范围；
*简单的设计，提高了成本效益。
对于手机和基站设备生产商而言，这意味着具备了提供更高容量的设备，以满足不断增长的用户需求；对于运营商而言，LAS－CDMA技术将
与新网络建设及容量升级相关的额外开支降至最低。这使运营商在低成本条件下竞争的同时，又能向用户提供新的增强服务，如高速因特网连
接，交互式多媒体服务、无线本地环路和全球移动管理。
4 “全IP”系统的LAS－CDMA技术的优势
当今无线电信制造商在提供服务方面面临着巨大的压力，他们不仅要客户继续提供更高的语音质量，而且同时推出与目前有线线路联接速
度几乎相同并能上网的数据服务。但现有的无线电信标准在功能上无法满足这些需要。
在系统设计方面，多址联接和双工技术被公认为可提供这些先进功能的关键性技术。FDD、FDMA用于第一代（1G）无线系统的技术，主要侧
重于模拟蜂窝电话业务。FDD、TDMA、和FDD、CDMA用于第二代（2G）无线系统的技术，它将语音从模拟提高到数字蜂窝和PCS。在我们进入第三
代（3G）之际，全世界都在翘首期待着无线数据或移动IP标准化系统的出现。特别是，这种系统需具备：
更高的频谱效率和移动速度，以更好地支持“移动通信”不对称业务；更高的吞吐量和更少的延迟，以提高各项“IP”能力。LAS－CDMA（
大区域同步码分多址联接）在性能上明显地优于其它所有第三代（3G）备选标准，故将成为第三代无线通信系统的新标准。StrategisGroup是
一家总部设在美国哥伦比亚特区华盛顿的市场研究和顾问公司。这家公司高度地概括了无线电信运营公司和制造商在发展3G系统方面所面临的
三大问题，而这些问题可通过LAS－CDMA迎刃而解。
4.1附加频谱
由于LAS－CDMA可提供比现有2G标准高20多倍，比CDMA2000高3至6倍的容量，所以可最大限度地减少附加网络的建设和开支，从而使电信公
司能以较低的成本在市场上竞争，并以最经济的方式向客户提供新颖和改良的服务。
4.2新型网络结构
从设计角度看，LAS－CDMA技术不仅能够强化当前的第二代（2G）网络，而且还能为3G提供前所未有的功能，并能成功地推动第四代（4G）
无线网络的发展。这些优势可为电信公司提供多方面的利益。这项先进技术在开发中统筹兼顾，可适用于各代无线通信系统的体系结构。电信
公司可通过这项技术轻而易举地发展各自的系统而无需在网络结构上做额外的修改，从而大幅度地降低成本、缩短工期。LAS－CDMA将成为无线
业从电路交换/话音业务为中心的网络向分组交换/数据业务为中心的网络演进的技术选择方案。LAS－CDMA将与针对这一转变而研制的未来全IP
结构相结合。
LAS－CDMA为运营商指出了迈向无线技术统一的第一步。因为所有的LAS－CDMA模式运用的扩展、编码、调制和系统程序，设计和生产LAS－
CDMA设备可获得规模经济效益。
4.3全球兼容性
世界各地所采用的无线电信技术不甚相同，现行的几种技术包括GSM、CDMA、TDMA等。由于LAS－CDMA与所有现行和未来的标准兼容，故易
于现有系统向LAS－CDMA过渡。此外，LAS－CDMA还能顺应各项可进一步提高系统性能和容量的先进技术。作为一项空中接口技术，LAS－CDMA可
通过配置使其作为一种增强模式与UTRA、IS-95、IS-2000以及TD-CDMA等其他现有系统兼容。
LAS－CDMA还可显著地改进服务质量。在这方面，LAS－CDMA可通过其专利扩频技术大幅度地消除目前CDMA系统上出现的干扰现象。因为这
种现象不仅影响语音服务质量，而且最终也会影响数据服务质量。在LAS－CDMA系统中，所有信号的ISI（码间干扰）和MAI（多址干扰）都可在
“无干扰”时间窗口内降为零，ACI（相邻蜂窝区干扰）也要降低到边际水平。因此，LAS－CDMA不仅提高了系统性能和容量，而且也不会在其
它CDMA系统上增加任何复杂性。
LAS－CDMA TDD模式从设计上已将先进的LAS－CDMA技术也已被IP选取的TDD技术综合为一体，因此非常适合于支持移动IP业务。
4.4高频谱效率和传输速率
在任何2G和3G现有技术中，LAS－CDMA提供了最高的频谱效率。当今的CDMA技术是一个干扰受限系统，通过运用LAS智能码，可将所有信号
的ISI和MAI“无干扰”时间窗口内降为零，并将ACI降低到国际水平。因此，LAS－CDMA能取得高频谱效率。在中国，LAS－CDMA原型系统的测试
证实LAS智能码可以在室内及车载移动环境下运作。
在静止环境中传输速度可高达15Mbps。在车载移动的环境下可以达到或超过1-2Mbps的要求。最近英国UMTS的频谱拍卖表明频谱是缺乏的资
源，也就是一个可以在一个相对狭窄的频谱中传送达到那些数据速率的解决方案，将成为宽带的首选方案。
4.5高速移动性
在传统的CDMA TDD系统中，功率控制速率受帧长度限定。因此，系统不能取得快速的闭环功率控制。因为，补偿高速信道衰落需要这一控
制，并以此提供速度较高的移动性，所以，传统的CDMA TDD系统不能支持高速移动。但是，在LAS－CDMA TDD系统中，所有信号均将通过双同
步而被保持在一个“无干扰”的时间窗口内。所以LAS－CDMA系统不需要高速功率控制，它只采用低速功率控制节省移动站的电力。
4.6不对称业务
LAS－CDMA TDD系统采用FDMA/TDMA/CDMA组合多址联结方案。在这一方案中，发射/接收基于的单元为“子帧（或时隙）－码－频率”。待
数据单元模块化后，该方案可经过修改用来支持可变数据速率，特别是分组数据。由于上行链路和下行链路的交换点可在一个帧内灵活地分配
，而且所有子帧（时隙）亦可灵活地分配到上行链路或下行链路，所以在支持IP不对称业务方面这是一个理想的方案。
4.7频分双工（FDD）
FDD（频分双工）是所有现行的1G、2G和3G无线技术的组成部分，它是大部分现有无线系统使用的空中接口技术。FDD使用两个信道分别进
行传送和接收数据。LAS－CDMA技术能增强FDD系统，进一步地减少各种类型的干扰。例如，在1X EVDO系统中，高速数据只能在一个指定的无线
信道中完成。应用LAS－CDMA技术，高速数据传输率的业务信道可以在同一无线载波内与低速率的话音信道相结合，从而提高载波的频谱效率。
同时，LAS－CDMA技术还可以应用于其他任何FDD系统来减少或消除干扰。
5形成LAS－CDMA产业联盟
LAS－CDMA技术所具有的强大优势，不仅引起了专家的关注，政府部门对此格外重视。2001年，在上海市政府的运行和推动下，连宇通信与
上海广电集团开始共建LAS－CDMA试验网。此后，上海市及国家无线电管委会相继批准了该试验网所需的频率申请。此外，中国移动、中国联通
都对LAS－CDMA技术表示了支持。目前发展LAS－CDMA的当务之急，一是尽快拿出产品；二是形成LAS－CDMA的产业联盟，让更多的公司加入到
LAS－CDMA中来。
尽管在2001年LAS－CDMA就通过了专家的评估，但一直没有商品化的产品上市，业界主要进行产品的开发与研究，让LAS－CDMA技术尽快成
熟。目前，基于LAS－CDMA技术的原型手机已经成型，还要进一步产品化。与此同时，已有不少国内通信厂商准备加入到LAS－CDMA产业联盟中
来。由连宇通信提供专利技术和芯片、软件，由通信厂家开发手机系统，共享具有自主知识产权的通信技术。
未来移动通信工业将从“面向电路/以话音为中心”的网络向“面向信息包/以数据为中心”的网络发展，LAS－CDMA正是顺应这一发展趋势
的技术。虽然LAS－CDMA刚刚起步，但是业界认为LAS－CDMA将为我国的移动通信业带来巨大的经济效益，由于它具有最高的频谱效率，将为我
国新一代通信网络建设至少节省投资50%；由于LAS－CDMA是我国的自主知识产权，并且回避了传统CDMA领域中所有的专利，这将大大降低我国
产业所使用的专利许可费用；我国无线运营市场采用LAS－CDMA技术，使我国无线产业可通过LAS－CDMA，为国外企业建立一定的技术壁垒，相
对滞后他们进入我国市场的时间，为我国无线产业占领更大市场提供条件，以促进我国民族无线产业的发展。
摘自《广播电视信息》2002.3
|