CDMA - Technologia

Code Division Multiple Access (CDMA) to rodzaj multipleksowania, który ułatwia różnym sygnałom zajmowanie jednego kanału transmisyjnego. Optymalizuje wykorzystanie dostępnej przepustowości. Technologia ta jest powszechnie stosowana w systemach telefonii komórkowej o ultrawysokiej częstotliwości (UHF), w pasmach od 800 MHz do 1,9 GHz.

Przegląd CDMA

System wielokrotnego dostępu z podziałem kodowym bardzo różni się od multipleksowania czasowego i częstotliwościowego. W tym systemie użytkownik ma dostęp do całej przepustowości przez cały czas trwania. Podstawową zasadą jest to, że różne kody CDMA są używane do rozróżniania różnych użytkowników.

Ogólnie stosowane techniki to bezpośrednia modulacja widma z rozproszeniem sekwencji (DS-CDMA), przeskok częstotliwości lub detekcja mieszana CDMA (JDCDMA). Tutaj generowany jest sygnał, który rozciąga się na szerokim paśmie. Kod wywołanyspreading codesłuży do wykonywania tej czynności. Korzystając z grupy kodów, które są względem siebie ortogonalne, można wybrać sygnał o danym kodzie w obecności wielu innych sygnałów o różnych kodach ortogonalnych.

Jak działa CDMA?

CDMA pozwala na 61 jednoczesnych użytkowników w kanale 1,2288 MHz, przetwarzając każdy pakiet głosowy dwoma kodami PN. Dostępne są 64 kody Walsha do rozróżnienia połączeń i teoretycznych ograniczeń. Limity operacyjne i problemy z jakością zmniejszą maksymalną liczbę połączeń nieco poniżej tej wartości.

W rzeczywistości wiele różnych pasm podstawowych „sygnałów” z różnymi kodami rozpraszania może być modulowanych na tej samej nośnej, aby umożliwić obsługę wielu różnych użytkowników. Stosując różne kody ortogonalne, interferencja między sygnałami jest minimalna. I odwrotnie, gdy odbierane są sygnały z kilku stacji ruchomych, stacja bazowa jest w stanie izolować każdą z nich, ponieważ mają one różne ortogonalne kody rozpraszania.

Poniższy rysunek przedstawia techniczną stronę systemu CDMA. Podczas propagacji zmiksowaliśmy sygnały wszystkich użytkowników, ale w ten sposób używasz tego samego kodu, co kod, który był używany w momencie wysyłania strony odbierającej. Możesz usunąć tylko sygnał każdego użytkownika.

Pojemność CDMA

Czynniki decydujące o pojemności CDMA to:

Zysk przetwarzania
Stosunek sygnału do szumu
Współczynnik aktywności głosowej
Efektywność ponownego wykorzystania częstotliwości

Pojemność w CDMA jest niewielka, CDMA ma wszystkich użytkowników na każdej częstotliwości, a użytkownicy są oddzieleni kodem. Oznacza to, że CDMA działa w obecności szumów i zakłóceń.

Ponadto sąsiednie komórki używają tych samych częstotliwości, co oznacza brak ponownego wykorzystania. Zatem obliczenia pojemności CDMA powinny być bardzo proste. Brak kanału kodu w komórce pomnożony przez brak komórki. Ale to nie jest takie proste. Chociaż niedostępne kanały kodowe to 64, może nie być możliwe użycie jednego czasu, ponieważ częstotliwość CDMA jest taka sama.

Scentralizowane metody

Pasmo używane w CDMA to 824 MHz do 894 MHz (separacja 50 MHz + 20 MHz).
Kanał częstotliwości jest podzielony na kanały kodowe.
1,25 MHz kanału FDMA jest podzielone na 64 kanały kodowe.

Zysk przetwarzania

CDMA jest techniką widma rozproszonego. Każdy bit danych jest rozproszony przez sekwencję kodu. Oznacza to, że energia na bit jest również zwiększona. Oznacza to, że zyskujemy na tym.

P (wzmocnienie) = 10log (W / R)

W to stopa spreadu

R to szybkość transmisji danych

Dla CDMA P (wzmocnienie) = 10 log (1228800/9600) = 21dB

Jest to współczynnik wzmocnienia i rzeczywista szybkość propagacji danych. Średnio typowe warunki transmisji wymagają sygnału do szumu o stosunku 7 dB dla odpowiedniej jakości głosu.

Przetłumaczony na stosunek, sygnał musi być pięć razy silniejszy niż szum.

Rzeczywiste wzmocnienie przetwarzania = P (wzmocnienie) - SNR

= 21 - 7 = 14 dB

CDMA używa kodera o zmiennej szybkości

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

W związku z tym CDMA ma 100% ponowne wykorzystanie częstotliwości. Użycie tej samej częstotliwości w otaczających komórkach powoduje dodatkowe zakłócenia.

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

Zalety CDMA

CDMA ma miękką pojemność. Im większa liczba kodów, tym większa liczba użytkowników. Ma następujące zalety -

CDMA wymaga ścisłej kontroli mocy, ponieważ cierpi na efekt bliskiej odległości. Innymi słowy, użytkownik znajdujący się w pobliżu stacji bazowej nadający z tą samą mocą, zagłuszy sygnał później. Wszystkie sygnały muszą mieć mniej więcej taką samą moc w odbiorniku
Do poprawy odbioru sygnału można użyć odbiorników Rake. Opóźnione wersje czasu (chip lub później) sygnału (sygnały wielościeżkowe) mogą być gromadzone i wykorzystywane do podejmowania decyzji na poziomie bitów.
Można zastosować transfer elastyczny. Mobilne stacje bazowe mogą się przełączać bez zmiany operatora. Dwie stacje bazowe odbierają sygnał mobilny, a telefon komórkowy odbiera sygnały z dwóch stacji bazowych.
Transmisja Burst - zmniejsza zakłócenia.

Wady CDMA

Wady korzystania z CDMA są następujące -

Długość kodu musi być starannie dobrana. Duża długość kodu może powodować opóźnienie lub powodować zakłócenia.
Wymagana jest synchronizacja czasu.
Stopniowy transfer zwiększa wykorzystanie zasobów radiowych i może zmniejszyć przepustowość.
Ponieważ suma mocy odbieranej i przesyłanej ze stacji bazowej wymaga stałej ścisłej kontroli mocy. Może to spowodować kilka przekazań.