CDMA-テクノロジー

符号分割多元接続（CDMA）は、さまざまな信号が単一の伝送チャネルを占有するのを容易にする一種の多重化です。利用可能な帯域幅の使用を最適化します。この技術は、800 MHz〜1.9 GHzの範囲の帯域の極超短波（UHF）携帯電話システムで一般的に使用されています。

CDMAの概要

符号分割多元接続システムは、時間および周波数多重化とは大きく異なります。このシステムでは、ユーザーは全期間にわたって全帯域幅にアクセスできます。基本的な原則は、異なるCDMAコードを使用して異なるユーザーを区別することです。

一般的に使用される技術は、直接シーケンススペクトラム拡散変調（DS-CDMA）、周波数ホッピング、または混合CDMA検出（JDCDMA）です。ここでは、広い帯域幅に広がる信号が生成されます。と呼ばれるコードspreading codeこのアクションを実行するために使用されます。互いに直交するコードのグループを使用して、異なる直交コードを持つ他の多くの信号の存在下で、特定のコードを持つ信号を選択することが可能です。

CDMAはどのように機能しますか？

CDMAでは、各音声パケットを2つのPNコードで処理することにより、1.2288MHzチャネルで最大61人の同時ユーザーを許可します。呼び出しと理論上の制限を区別するために使用できる64のウォルシュコードがあります。運用上の制限と品質の問題により、呼び出しの最大数がこの値よりいくらか少なくなります。

実際、異なる拡散コードを持つ多くの異なる「信号」ベースバンドを同じキャリアで変調して、多くの異なるユーザーをサポートできるようにすることができます。異なる直交コードを使用すると、信号間の干渉が最小限に抑えられます。逆に、信号が複数の移動局から受信される場合、基地局は、異なる直交拡散コードを持っているため、それぞれを分離することができます。

次の図は、CDMAシステムの技術を示しています。伝播中、すべてのユーザーの信号を混合しましたが、それによって、受信側の送信時に使用されたコードと同じコードを使用します。各ユーザーの信号のみを取り出すことができます。

CDMA容量

CDMA容量を決定する要因は次のとおりです。

処理ゲイン
信号対雑音比
音声活動係数
周波数再利用効率

CDMAの容量はソフトで、CDMAには各周波数にすべてのユーザーがいて、ユーザーはコードで区切られています。これは、CDMAがノイズと干渉の存在下で動作することを意味します。

さらに、隣接するセルは同じ周波数を使用します。つまり、再利用はありません。したがって、CDMA容量の計算は非常に簡単です。セルにコードチャネルがなく、セルが乗算されていません。しかし、それはそれほど単純ではありません。利用できないコードチャネルは64ですが、CDMA周波数が同じであるため、1回使用できない場合があります。

一元化された方法

CDMAで使用される帯域は、824 MHz〜894 MHz（50 MHz + 20 MHzの間隔）です。
周波数チャネルはコードチャネルに分割されます。
1.25MHzのFDMAチャネルは64のコードチャネルに分割されます。

処理ゲイン

CDMAはスペクトラム拡散技術です。各データビットは、コードシーケンスによって拡散されます。これは、ビットあたりのエネルギーも増加することを意味します。これは、私たちがこれを得るということを意味します。

P（ゲイン）= 10log（W / R）

Wは拡散率です

Rはデータレートです

CDMAの場合P（ゲイン）= 10 log（1228800/9600）= 21dB

これはゲイン係数であり、実際のデータ伝搬速度です。平均して、一般的な伝送条件では、適切な音声品質を得るために7dBの信号対雑音比が必要です。

比率に換算すると、信号はノイズの5倍の強度が必要です。

実際の処理ゲイン= P（ゲイン）-SNR

= 21 – 7 = 14dB

CDMAは可変レートコーダーを使用します

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

したがって、CDMAは100％周波数を再利用します。周囲のセルで同じ周波数を使用すると、追加の干渉が発生します。

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

CDMAの利点

CDMAの容量はソフトです。コードの数が多いほど、ユーザーの数も多くなります。以下の利点があります-

CDMAは、遠方からの影響を受けるため、厳密な電力制御が必要です。言い換えれば、同じ電力で送信している基地局の近くのユーザーは、後者の信号を溺れさせます。すべての信号は、受信機でほぼ等しい電力を持っている必要があります
レーキ受信機を使用して、信号の受信を改善できます。信号（マルチパス信号）の遅延バージョン（チップ以降）を収集して、ビットレベルでの決定に使用できます。
柔軟な転送を使用できます。モバイル基地局は、オペレーターを変更せずに切り替えることができます。2つの基地局がモバイル信号を受信し、モバイルが2つの基地局から信号を受信します。
トランスミッションバースト-干渉を低減します。

CDMAのデメリット

CDMAを使用することの欠点は次のとおりです。

コード長は慎重に選択する必要があります。コード長が長いと、遅延が発生したり、干渉が発生したりする可能性があります。
時間の同期が必要です。
段階的な転送は、無線リソースの使用を増やし、容量を減らす可能性があります。
基地局から送受信される電力の合計は、一定の厳密な電力制御を必要とするためです。これにより、複数のハンドオーバーが発生する可能性があります。