CDMA手机系统原理和话机管理系统的设计（通信论文）
CDMA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(C／I)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。
1.2.2 CDMA的发展方向
由于CDMA的优点很多，例如网络建设投资小、基站覆盖面积大、容量大、节约频率资源等，因此CDMA的发展前景还是比较光明的。目前北京市场上销售的机型主要有美国高通、摩托罗拉以及韩国三星等品种，其中由于高通公司是CDMA的创始者，在技术及质量方面都具有相当的优势。 如果从技术上看，市场上首先出现的数字网是GSM、其次是DCS，其实它也是GSM网的一种，只不过原先的GSM网用的是900兆频段，DCS网用的是1800兆频段，因而我们也把DCS叫做GSM1800网；第三代才是当前的热点CDMA网。模拟网和GSM网的发展情况相当好。目前北京地区这几个网上的手机用户总数已经超过80万。GSM网还在不断优化网络和进行扩容。为什么有了数字GSM网，还要花大力气、投入巨资发展CDMA？如果我们把GSM手机比作声像世界中的VCD，那么CDMA就是DVD。DVD代表了声像的未来潮流，事实上，CDMA同样代表了移动电话的未来潮流。
CDMA技术最先运用于美国军事部门，以后逐渐推广商用，并被美洲、亚洲地区的电信公司广泛采用。目前亚洲的日本、韩国基本上是CDMA的天下。而我国目前也在大力推广CDMA技术作为新一代移动电话系统的标准。由于CDMA最先运用于军事领域，因而它的通话保密程度相当好，不易被窃听。
CDMA的系统容量特别大，同样的频率资源，CDMA网的系统容量可以是模拟网的8-10倍、GSM网的3-4倍。GSM网要覆盖北京全市，大约需要建立300个以上的基站，而CDMA只需建80个左右的基站即可达到这一目的，节约了有限的频率资源。CDMA特有的宽带传输手段，具有极强的抗干扰能力，并适用于在手机上开出高速数据传输业务等。
从用户角度来说，CDMA手机的另一大优点即是它的话音音质特别好，打手机时基本没有背景噪音，通话时音质如同打有线电话，因而被誉为“高保真”手机，并被称作“无线通信，有线效果”。
有了以上卓越的先进功能，那么CDMA会不会很快取代GSM，成为市场上主导性手机呢？我国人口众多，手机市场需求量很大，频率资源又相当有限，所以不会发生一种制式的移动电话网可以“统吃”市场的情况，正如当前如火如荼的GSM网没有完全取代模拟网一样，也不可能以CDMA去取代GSM，此为其一。其二，CDMA目前仅在我国少数几个城市进行试验性商用，而手机要真正在市场上走俏需要建立庞大的网络，便于实现各地之间的漫游，因此CDMA要想成为手机家族的一匹“黑马”尚需经历一段较长的时间。
1.2.3国内外CDMA的应用
自1993年TIA批准CDMA为扩频率数字蜂窝系统标准以来，CDMA技术在国外得到迅速发展，已呈后来居上之势。尤其在GSM的大本营欧洲，ETSI（欧洲电信标准委员会）审议G3（第三代移动通信）标准，无论采用Nokia、Ericsson还是Motorola、Siemens原型，都将采用CDMA作为空中接口标准，这也进一步确立了CDMA为商业移动通信网的主流方向。
在美国10大蜂窝公司中有7家选用CDMA。在亚洲，CDMA技术商业化趋势更强，1995年，韩国LGIC公司推出世界上首批商用CDMA交换系统。1995年9月，世界上第一个商用CDMA移动网在香港地区开通，1996年在韩国汉城附近开通世界上最大的商用的CDMA网，新加坡的CDMA个人通信网于1997年开通，这也是亚洲第一个CDMA个人通信网。所有这些迹象表明，CDMA正在成为一项全球性的无线通信技术。
目前的世界移动通讯领域在模拟系统和GSM等数字系统之后，备受人们关注的无疑是CDMA系统。除了技术本身的优势之外，重要的是ITU（国际电信联盟）组织已将CDMA（宽带）订为未来世界移动电话的统一标准（IMT-2000标准），以实现一机一号走遍世界个人自由移动通讯的理想。也就是说，在进入二十一世纪之后，世界各国的网络建设都将遵守“IMT-2000标准”（CDMA），届时人们手中拿着CDMA手机，走遍世界各国而通讯毫无阻碍。
从我国的情况来看，走过模拟和GSM之后，CDMA已经开始在我国投入使用。1997年成立了以推动CDMA网络商用为宗旨的电信长城公司，在北京、上海、西安、广州四城市开通使用。现今中国联通推出联通新时空CDMA广受欢迎，而且HOLLEY集团又与荷兰PHILIPS 公司进行CDMA项目合作开发，效果良好，因此，接下来将是CDMA在中国发展的一个高潮。
2 系统设计
2.1 系统概述
无线桌面电话CDMA是在CDMA手机系统的基础上增加了电话管理功能实现的。它采用世界先进的CDMA技术制造，具有保密性强、通话清晰、无辐射危害、绿色环保等特点。话机采用机卡分离技术，实现无线接入方式，为用户提供方便、灵活的通信服务。其主要技术指标如下：
一般性能指标
工作频率 发射 824~848MHZ
接收 869~893MHZ
信道间隔 1.25MHZ
调制方式 接收QPSK，发射OQPSK
工作电压 6V直流电压
通话时间 3~4小时（备用电池）
待机时间 100~120小时（备用电池）
工作温度 0~+50摄氏度
发射性能指标
最大输出功率 1.0W
频率误差 300HZ
接收性能指标
参考灵敏度 -104dbm
误帧率 <0.5%
2.1.1 系统原理
无线桌面电话CDMA是基于CDMA手机系统原理和话机管理系统原理设计而成的无线商话。系统的设计包括硬件和软件。硬件设计以CDMA通讯接口模块为核心，并结合相应的电源电路、语音电路、键盘电路和液晶显示电路等外围电路完成的。软件的设计主要包括通信协议的设计和电话管理功能的实现，特别是网管功能的设计。本人在设计过程中主要负责硬件设计。
硬件设计所采用的核心通讯模块是国内唯一与PHILIPS 公司合作开发CDMA项目的HOLLEY公司提供的。该CDMA通讯接口模块由基带处理和射频电路组成，并提供LCD液晶显示接口、键盘接口、UIM卡控制接口、RS232通信接口、通用输入/输出口等多种接口。 多种即插即用接口的提供，大大方便了用户的连接应用。
我们以该通讯模块为核心，设计相应的外围电路，为提高系统的稳定性和可靠性，电源电路设计和语音电路的设计又是尤为重要的。蜂窝电话设计需要低压差、低噪声、高PSRR、低静态电流(Iq)、低成本的线性稳压器，并要求这些线性稳压器能够提供稳定的输出，输出端允许采用超小型电容器。因此我们在设计中采用二次稳压，并采用低压差的线性稳压器278R33来实现，同时在设计中还采用了备用电池，以保证在突然出现断电的情况下保证系统的稳定。语音电路的处理是系统设计的重要组成部分，因为语音的好坏直接影响通话质量，因此我们在设计中采用了LM4871语音处理芯片并选择合适的电容来实现。
系统硬件设计的关键是外围电路的设计要与CDMA通讯接口模块相匹配，具体设计见第3章。
