CDMA - Technologie

CDMA (Code Division Multiple Access) ist eine Art Multiplexing, das es verschiedenen Signalen ermöglicht, einen einzelnen Übertragungskanal zu belegen. Es optimiert die Nutzung der verfügbaren Bandbreite. Die Technologie wird üblicherweise in Ultrahochfrequenz-Mobiltelefonsystemen (UHF) verwendet, deren Bänder zwischen 800 MHz und 1,9 GHz liegen.

CDMA-Übersicht

Das Code Division Multiple Access-System unterscheidet sich stark vom Zeit- und Frequenzmultiplex. In diesem System hat ein Benutzer während der gesamten Dauer Zugriff auf die gesamte Bandbreite. Das Grundprinzip besteht darin, dass unterschiedliche CDMA-Codes verwendet werden, um zwischen den verschiedenen Benutzern zu unterscheiden.

Im Allgemeinen verwendete Techniken sind direkte Sequenzspreizspektrummodulation (DS-CDMA), Frequenzsprung oder gemischte CDMA-Detektion (JDCDMA). Hier wird ein Signal erzeugt, das sich über eine große Bandbreite erstreckt. Ein Code namensspreading codewird verwendet, um diese Aktion auszuführen. Unter Verwendung einer Gruppe von Codes, die orthogonal zueinander sind, ist es möglich, ein Signal mit einem gegebenen Code in Gegenwart vieler anderer Signale mit unterschiedlichen orthogonalen Codes auszuwählen.

Wie funktioniert CDMA?

CDMA ermöglicht bis zu 61 gleichzeitige Benutzer in einem 1,2288-MHz-Kanal, indem jedes Sprachpaket mit zwei PN-Codes verarbeitet wird. Es stehen 64 Walsh-Codes zur Verfügung, um zwischen Anrufen und theoretischen Grenzwerten zu unterscheiden. Betriebsgrenzen und Qualitätsprobleme reduzieren die maximale Anzahl von Anrufen etwas unter diesen Wert.

Tatsächlich können viele verschiedene "Signal" -Basisbänder mit unterschiedlichen Spreizcodes auf demselben Träger moduliert werden, um die Unterstützung vieler verschiedener Benutzer zu ermöglichen. Bei Verwendung verschiedener orthogonaler Codes ist die Interferenz zwischen den Signalen minimal. Wenn umgekehrt Signale von mehreren Mobilstationen empfangen werden, kann die Basisstation jede isolieren, da sie unterschiedliche orthogonale Spreizcodes haben.

Die folgende Abbildung zeigt die Technik des CDMA-Systems. Während der Weitergabe haben wir die Signale aller Benutzer gemischt. Dabei verwenden Sie jedoch denselben Code wie den Code, der zum Zeitpunkt des Sendens der Empfangsseite verwendet wurde. Sie können nur das Signal jedes Benutzers herausnehmen.

CDMA-Kapazität

Die Faktoren, die die CDMA-Kapazität bestimmen, sind -

  • Verarbeitungsgewinn
  • Signal-Rausch-Verhältnis
  • Sprachaktivitätsfaktor
  • Effizienz der Frequenzwiederverwendung

Die Kapazität in CDMA ist gering, CDMA hat alle Benutzer auf jeder Frequenz und Benutzer sind durch Code getrennt. Dies bedeutet, dass CDMA bei Vorhandensein von Rauschen und Interferenzen arbeitet.

Außerdem verwenden benachbarte Zellen dieselben Frequenzen, was bedeutet, dass keine Wiederverwendung erfolgt. Daher sollten CDMA-Kapazitätsberechnungen sehr einfach sein. Kein Codekanal in einer Zelle, multipliziert mit keiner Zelle. Aber so einfach ist das nicht. Obwohl nicht verfügbare Codekanäle 64 sind, ist es möglicherweise nicht möglich, eine einzelne Zeit zu verwenden, da die CDMA-Frequenz dieselbe ist.

Zentralisierte Methoden

  • Das in CDMA verwendete Band beträgt 824 MHz bis 894 MHz (50 MHz + 20 MHz Abstand).
  • Der Frequenzkanal ist in Codekanäle unterteilt.
  • 1,25 MHz FDMA-Kanal sind in 64 Codekanäle unterteilt.

Verarbeitungsgewinn

CDMA ist eine Spread-Spectrum-Technik. Jedes Datenbit wird durch eine Codesequenz verteilt. Dies bedeutet, dass auch die Energie pro Bit erhöht wird. Dies bedeutet, dass wir davon profitieren.

P (Verstärkung) = 10 log (W / R)

W ist die Ausbreitungsrate

R ist die Datenrate

Für CDMA ist P (Verstärkung) = 10 log (1228800/9600) = 21 dB

Dies ist ein Verstärkungsfaktor und die tatsächliche Datenausbreitungsrate. Im Durchschnitt erfordert eine typische Übertragungsbedingung ein Signal-Rausch-Verhältnis von 7 dB für eine angemessene Sprachqualität.

In ein Verhältnis übersetzt muss das Signal fünfmal stärker sein als das Rauschen.

Tatsächliche Verarbeitungsverstärkung = P (Verstärkung) - SNR

= 21 - 7 = 14 dB

CDMA verwendet einen Codierer mit variabler Rate

The Voice Activity Factor of 0.4 is considered = -4dB.

Daher hat CDMA eine 100% ige Frequenzwiederverwendung. Die Verwendung derselben Frequenz in umgebenden Zellen verursacht zusätzliche Interferenzen.

In CDMA frequency, reuse efficiency is 0.67 (70% eff.) = -1.73dB

Vorteile von CDMA

CDMA hat eine weiche Kapazität. Je mehr Codes vorhanden sind, desto mehr Benutzer gibt es. Es hat folgende Vorteile:

  • CDMA erfordert eine strenge Leistungskontrolle, da es unter Nah-Fern-Effekten leidet. Mit anderen Worten, ein Benutzer in der Nähe der Basisstation, der mit der gleichen Leistung sendet, übertönt das letztere Signal. Alle Signale müssen am Empfänger mehr oder weniger gleich stark sein

  • Rechenempfänger können verwendet werden, um den Signalempfang zu verbessern. Verzögerte Versionen der Zeit (ein Chip oder später) des Signals (Mehrwegesignale) können gesammelt und verwendet werden, um Entscheidungen auf Bitebene zu treffen.

  • Flexible Übertragung kann verwendet werden. Mobile Basisstationen können wechseln, ohne den Betreiber zu wechseln. Zwei Basisstationen empfangen ein Mobilsignal und das Mobiltelefon empfängt Signale von den beiden Basisstationen.

  • Transmission Burst - reduziert Störungen.

Nachteile von CDMA

Die Nachteile der Verwendung von CDMA sind wie folgt:

  • Die Codelänge muss sorgfältig ausgewählt werden. Eine große Codelänge kann zu Verzögerungen führen oder Störungen verursachen.

  • Zeitsynchronisation ist erforderlich.

  • Eine schrittweise Übertragung erhöht den Einsatz von Funkressourcen und kann die Kapazität verringern.

  • Da die Summe der von einer Basisstation empfangenen und gesendeten Leistung eine konstant strenge Leistungssteuerung erfordert. Dies kann zu mehreren Übergaben führen.