gsm和cdma是什么意思

全球移动通信系统（GSM）与码分多址（CDMA）是第二代移动通信技术的两大核心标准。全球移动通信系统基于时分多址技术，实现了全球漫游与清晰的语音通话；码分多址则凭借其独特的扩频技术，提供了更高的安全性与频谱效率。本文将深入剖析两者的技术原理、发展历程、优缺点及实际应用，帮助您全面理解这两项塑造了现代移动通信格局的关键技术。

       在智能手机普及的今天，我们几乎每天都会与移动通信网络打交道。然而，当谈及支撑这些服务的底层技术时，许多人可能会对“全球移动通信系统”和“码分多址”这两个术语感到陌生。它们并非遥不可及的概念，而是深深植根于我们每一次通话、每一条短信背后的技术基石。作为第二代移动通信技术的两大主流标准，它们在上世纪九十年代至本世纪初的“争霸”，直接塑造了全球电信产业的格局，其影响甚至延续至今。理解它们，不仅是回顾一段技术发展史，更是理解我们当前所处的移动互联世界的基础。

       移动通信的代际演进与标准之争

       要理解全球移动通信系统和码分多址，首先需要将其置于移动通信技术代际演进的大背景下。第一代移动通信系统采用模拟信号技术，仅能提供基本的语音服务，存在安全性差、容量低、互不兼容等问题。进入二十世纪八十年代末，产业界开始寻求数字化的解决方案，这催生了第二代移动通信技术。第二代移动通信技术的核心目标，是将语音信号数字化，并采用更高效的多址接入技术，以支持更多用户、提升通话质量并增强安全性。正是在这一进程中，欧洲主导的全球移动通信系统标准与美国崛起的码分多址标准，走上了两条不同的技术道路，并展开了全球市场的激烈竞争。

       全球移动通信系统的定义与起源

       全球移动通信系统，最初是“移动特别小组”的缩写，该小组成立于1982年，旨在为欧洲制定一个统一的数字移动通信标准，以结束当时各国模拟系统互不兼容的混乱局面。这一标准后来取得了巨大成功，其名称也逐渐演变为“全球移动通信系统”的简称。全球移动通信系统于1991年在芬兰投入商用，标志着全球移动通信进入数字化时代。它的设计哲学强调标准化和全球化，其核心目标之一是实现用户在成员国之间的无缝漫游，这一特性为其日后成为全球最主流的第二代移动通信标准奠定了坚实基础。

       全球移动通信系统的核心技术：时分多址

       全球移动通信系统采用“时分多址”作为其核心的多址接入技术。我们可以将无线频谱资源想象成一条宽阔的高速公路，“时分多址”技术则将这条公路在时间维度上进行切片。它将时间划分为极短的、周期性的时隙，每个用户在一个周期内被分配一个专属的时隙来发送或接收数据。就像公路上，不同车辆被安排在不同时间片段通过同一路段，从而共享道路资源。这种技术使得单个频率信道可以同时为多个用户服务，极大地提高了频谱利用率。全球移动通信系统的通话语音首先被数字化并压缩，然后被装载到这些特定的时隙中进行传输。

       码分多址的定义与军事渊源

       码分多址，即“码分多址”，其技术思想最早可追溯至第二次世界大战期间的军事抗干扰通信领域。好莱坞影星海蒂·拉玛与作曲家乔治·安太尔在1940年代提出的“跳频”技术专利，被视为其理论先驱之一。与全球移动通信系统源于欧洲的民用标准化协作不同，码分多址技术的深度研发与美国高通的崛起密不可分。高通公司对其核心技术进行了大规模商用化开发和专利布局，使其成为北美及部分亚洲地区第二代移动通信网络的重要选择。码分多址的设计理念更侧重于抗干扰、安全性和容量。

       码分多址的核心技术：扩频通信

       码分多址的技术核心是“扩频通信”。它与全球移动通信系统的“时分多址”思路截然不同。在码分多址系统中，所有用户在同一时间、同一频段上进行通信。它是如何区分不同用户的信号呢？答案在于“码”。系统会为每个用户分配一个唯一的伪随机码，在发送端，用户的原始数字信号会与这个独有的码进行“混合”，将信号频谱大大扩展；在接收端，使用相同的码进行“解混合”，即可从宽频信号中还原出该用户的原始信号。对于其他用户的信号，由于伪随机码不匹配，在接收端只会表现为低功率的背景噪声。这就像在一个嘈杂的鸡尾酒会上，每个人用不同的语言交谈，你只能听懂你熟悉的那种语言。

       网络架构与用户身份识别差异

       两者在网络架构和用户管理上也存在显著区别。在全球移动通信系统中，用户身份信息存储在一张可插拔的“用户识别模块”卡中。这张小小的芯片卡包含了用户的号码、通讯录、短信等关键数据。用户可以自由更换手机，只需将“用户识别模块”卡插入新手机即可，实现了“机卡分离”。而早期典型的码分多址网络则采用“机卡一体”的设计，用户的身份信息被直接写入手机的硬件或只读存储器中，更换手机通常需要联系运营商重新烧录信息，便利性不足。这一差异直接影响了两者在用户灵活性和终端市场开放性上的表现。

       语音编码与通话质量的对比

       在语音质量方面，两种技术各有特点。全球移动通信系统通常采用“增强型全速率”等语音编码方案，能够提供相对清晰、稳定的通话质量，尤其是在信号较好的情况下。码分多址由于其扩频技术本身具备一定的抗干扰和抗衰落能力，在信号较弱或移动速度较快的环境下（如高速行驶的车辆中），往往能保持更连贯、不易掉话的通话体验。有用户形容，全球移动通信系统的通话像“固定电话般清晰”，而码分多址的通话则像“背景噪音更小的对讲机”，这形象地反映了其技术特性带来的不同听感。

       频谱效率与网络容量的较量

       频谱是宝贵的不可再生资源，频谱效率是衡量移动通信技术优劣的关键指标。理论上，码分多址技术因其“软容量”特性而更具优势。所谓“软容量”，是指其网络容量不像全球移动通信系统那样有严格的信道数量上限。全球移动通信系统的容量受限于预先划分的时隙数量，用户数达到上限后，新用户将无法接入。而码分多址系统增加用户只会导致所有用户通话质量的轻微、渐进下降，直至达到工程设计的极限。这使得码分多址在用户密集区域可能具有更好的容量弹性。

       覆盖能力与信号穿透性分析

       在覆盖范围和信号穿透性上，两者因使用的频段和技术不同而存在差异。全球移动通信系统早期主要使用900兆赫和1800兆赫频段，较低的频率（如900兆赫）波长较长，绕射能力强，在广域覆盖和建筑物穿透方面有一定优势。码分多址早期多使用800兆赫和1900兆赫等频段。单从技术原理看，码分多址的扩频信号因其宽频特性，在对抗多径效应（信号经不同路径反射造成的干扰）方面表现更佳，这有助于改善在复杂城市环境中的信号稳定性。实际覆盖效果更多取决于运营商基站部署的密度和功率。

       安全性设计的根本不同

       安全性是第二代移动通信技术相较于第一代的重要改进。全球移动通信系统通过“用户识别模块”卡的加密认证和空中接口的加密算法来保障安全。然而，其加密算法后来被证明存在漏洞，可能被破解。码分多址在安全性上享有先天优势，这直接源于其军事背景。由于其扩频信号在空气中传播时类似于宽频噪声，不易被侦测和截获。更重要的是，不知道特定伪随机码，就无法解调出有效信息，这相当于为通信增加了一层强大的“密码锁”。因此，在早期，码分多址被视为比全球移动通信系统更安全的通信技术。

       全球漫游能力的巨大落差

       这是全球移动通信系统取得全球性胜利的关键因素之一。全球移动通信系统从设计之初就致力于全球化标准，全球绝大多数国家和地区都部署了全球移动通信系统网络。得益于“机卡分离”和统一的网络接口规范，用户携带一部全球移动通信系统手机和“用户识别模块”卡，几乎可以在全球任何地方通过更换当地运营商的“用户识别模块”卡或开通国际漫游服务来使用网络。相比之下，码分多址标准在早期存在多个不兼容的变种，且网络部署范围远小于全球移动通信系统，导致其国际漫游能力较弱，这极大地限制了其终端产品的全球流通和用户出行的便利性。

       终端生态与产业影响力的分野

       技术标准之争的背后是产业生态的竞争。全球移动通信系统开放的“机卡分离”模式，催生了一个高度繁荣、竞争激烈的手机终端市场。任何制造商只要生产符合全球移动通信系统规范的手机，就能在全球大部分市场销售，用户选择权极大。这直接促进了诺基亚、爱立信、三星等一批手机巨头的崛起。而码分多址早期相对封闭的生态，以及高通公司收取的较高专利授权费，在一定程度上抬高了终端成本，限制了终端厂商的参与度和产品多样性，影响了其在消费市场的普及速度。

       向第三代移动通信的演进路径

       随着移动互联网需求的萌芽，第二代移动通信技术开始向能够支持高速数据业务的第三代移动通信演进。全球移动通信系统的演进道路相对清晰，通过“通用分组无线服务”和“增强型数据速率全球移动通信系统演进”等技术作为过渡，最终走向宽带码分多址。而码分多址则直接演进至码分多址2000系列标准。有趣的是，在第三代移动通信时代，两种技术路径在核心网上逐渐融合，但在空中接口上仍保留了各自的技术遗产。宽带码分多址实际上也采用了码分多址的扩频多址技术，这证明了码分多址技术理念的生命力。

       在第二代移动通信时代的历史地位

       回顾历史，全球移动通信系统无疑是第二代移动通信时代最大的赢家。根据全球移动通信系统协会的历史数据，其全球用户份额曾长期占据绝对主导地位，最高时超过全球移动用户的八成。它成功实现了移动通信的全球标准化和规模化，将移动电话从奢侈品变为大众消费品。码分多址虽然在市场份额上不敌全球移动通信系统，但它在北美、日本、韩国等关键市场取得了成功，证明了扩频技术在民用移动通信领域的巨大潜力，并为后续的第三代移动通信技术奠定了直接的技术基础，其历史贡献不容忽视。

       对后续通信技术的深远影响

       全球移动通信系统和码分多址的技术基因并未随着第四代移动通信和第五代移动通信的到来而消失。全球移动通信系统建立的全球漫游框架、用户识别与管理体系被后续网络继承。而码分多址所代表的扩频、码分多址思想，更是深度融入了第三代移动通信乃至第四代移动通信的某些关键技术之中。例如，第四代移动通信的核心多址技术正交频分多址，就可以看作是一种特殊形式的频域码分。它们如同两条汇入江河的支流，共同滋养了现代移动通信技术的浩瀚海洋。

       当前的应用现状与退网进程

       进入第五代移动通信时代，第二代移动通信网络正逐步完成其历史使命。全球范围内，许多运营商已经或正在计划关闭其全球移动通信系统和码分多址网络，以便将宝贵的低频段频谱资源释放出来，用于部署覆盖更广、能效更高的第四代移动通信和第五代移动通信网络。然而，在全球一些偏远地区或作为物联网设备的后备链路，第二代移动通信网络因其成熟、稳定和覆盖广的特点，仍在特定领域发挥作用。这是一个技术迭代的自然过程，标志着移动通信技术持续向前发展。

       留给今日的启示与遗产

       全球移动通信系统与码分多址的故事，远不止于一场技术标准的胜负。它深刻地揭示了在通信产业中，技术的先进性并非市场成功的唯一决定因素。全球移动通信系统的胜利，是全球化标准、开放产业生态、用户便利性（如漫游）共同作用的结果。而码分多址则展示了底层技术创新的巨大价值，其思想持续影响着后世。对于今天的我们而言，理解这段历史，能让我们更清晰地看待当前第五代移动通信乃至未来第六代移动通信的竞争与合作，明白任何一项伟大的技术，都必须在性能、成本、生态和用户体验之间找到最佳平衡点。

       综上所述，全球移动通信系统与码分多址是移动通信史上两座重要的里程碑。它们以不同的技术哲学，共同推动了社会进入个人移动通信时代。全球移动通信系统以其全球统一的标准和开放的生态，实现了“连接世界”的梦想；码分多址则凭借其精巧的扩频技术和安全性，证明了通信技术的另一种可能。如今，当我们享受着高速移动宽带时，不应忘记正是这些前辈技术的探索与竞争，为今天的一切铺平了道路。它们的遗产，早已融入我们手中那台智能设备的每一比特数据流之中。