Zbirke

Kaj je CDMA: vadnica za večkratni dostop z deljenjem kod

Kaj je CDMA: vadnica za večkratni dostop z deljenjem kod


Code Division Multiple Access, CDMA, je bila inovativna uporaba tehnologije razširjenega spektra z neposrednim zaporedjem, ki se uporablja za zagotavljanje sheme večkratnega dostopa za mobilne telekomunikacije in druge brezžične sisteme.

CDMA je uporabil lastnost DSSS, da če oddajnik in sprejemnik nista uporabila iste kode za širjenje za oba konca postopka, signala ni bilo mogoče dekodirati in je na ta način omogočil, da različnim uporabnikom omogoča uporabo isti kanal za dostop do bazne postaje brez medsebojnih motenj.

Na ta način so bili različnim uporabnikom z uporabo CDMA dodeljene različne kode in ne različne reže, kanali itd.

Zgodovina CDMA

CDMA temelji na obliki prenosa, imenovani Direct Sequence Spread Spectrum. Zgodovino CDMA lahko neposredno povežemo v štirideseta leta prejšnjega stoletja, ko je bila ta oblika prenosa prvič predvidena. Ko se je elektronska tehnologija izboljševala, se je začela uporabljati za prikrite vojaške prenose, saj so menjalniki videti kot hrup, težko jih je razvozlati brez vednosti pravih kod, poleg tega pa je težko zatakniti.

Z revolucijo v celičnih telekomunikacijah, ki se je zgodila v osemdesetih letih prejšnjega stoletja, je takrat malo poznano podjetje Qualcomm, ki se ukvarja s prenosom DSSS, začelo na to gledati kot na osnovo za sistem cestnih telekomunikacij z večkratnim dostopom - CDMA - večdelni dostop s kodno delitvijo.

Koncept CDMA se je moral izkazati na terenu, zato sta se Qualcommu pridružila ameriška omrežna operaterja Nynex in Ameritech za razvoj prvega eksperimentalnega sistema CDMA. Kasneje so ekipo razširili, ko sta se pridružila Motorola in AT&T (danes Lucent), da bi pospešila razvoj svojih virov.

Kot rezultat tega je bilo mogoče leta 1990 začeti pisati specifikacijo za CDMA. S podporo Združenja celične telekomunikacijske industrije (CTIA) in Združenja telekomunikacijske industrije (TIA) je bila ustanovljena skupina za standarde. Ta skupina je nato objavila standard za prvi sistem CDMA v obliki IS-95, kar je leta 1995 uradno objavilo IS-95-A.

Prvi sistem CDMA so septembra 1995 uvedli Hutchison Telephone Co. Ltd. v Hongkongu in SK Telecom v Koreji, kmalu pa sta sledila omrežja v ZDA.

To je bil le en celični telekomunikacijski sistem, čeprav je bil prvi. Njegov razvoj je privedel do serije standardov CDMA2000.

Uporaba CDMA se pri CDMA2000 ni ustavila, saj je bilo treba razviti standard GSM, da bo lahko prenašal podatke in zagotovil pomembne izboljšave glede učinkovitosti uporabe spektra. Skladno s tem je bil za ta standard sprejet CDMA v obliki širokopasovnega CDMA (WCDMA).

Ključni elementi CDMA

CDMA je oblika tehnologije razširjenega spektra, ki temelji na shemi, imenovani razširjeni spekter z neposrednim zaporedjem.

Opomba o spektru širjenja neposrednih zaporedij DSSS:

DSSS z neposrednim razširjenim spektrom je oblika radijskega prenosa, ki se uporablja v različnih radijskih prenosih. Podatki, ki jih je treba prenesti, se pomnožijo z bitnim zaporedjem z visoko hitrostjo prenosa podatkov in nato modulirajo na RF nosilec, da ustvarijo signal z veliko širšo pasovno širino kot samo podatki. Za rekonstitucijo podatkov na sprejemniku se za pridobivanje podatkov iz signala uporablja isto zaporedje bitov z visoko hitrostjo prenosa podatkov.

Preberite več o Spektr za širjenje neposrednih zaporedij, DSSS.

S tem, ko različnim uporabnikom dokazujejo različne kode za širjenje, lahko različni uporabniki uporabljajo isti frekvenčni kanal, hkrati pa lahko še vedno individualno komunicirajo z bazno postajo.

Uporaba CDMA je bila primerjana s tem, da ste v sobi, kjer veliko ljudi govori različne jezike, in da lahko kljub visoki ravni hrupa razumete nekoga, ki govori v vašem jeziku.

Signal CDMA bo mogoče dekodirati, ko bo sprejemnik uporabil isto kodo, kot se uporablja za prenos, kljub prisotnosti drugih signalov z različnimi kodami, ki se uporabljajo na istem kanalu.

CDMA ima številne značilnosti, ki so ključne za tehnologije širjenja spektra:

  • Uporaba široke pasovne širine: CDMA, tako kot druge tehnologije razširjenega spektra, uporablja širšo pasovno širino, kot bi bila sicer potrebna za prenos podatkov. To ima za posledico številne prednosti, vključno z večjo odpornostjo na motnje ali motenje in dostopom več uporabnikov.
  • Uporabljene kode za širjenje: Da bi dosegli večjo pasovno širino, se podatki širijo z uporabo kode, ki je neodvisna od podatkov.
  • Raven varnosti: Za sprejem podatkov mora prejemnik poznati šifrirno kodo, brez tega poslanih podatkov ni mogoče razvozlati, kar zagotavlja mero varnosti.
  • Večkratni dostop: Uporaba kod za širjenje, ki so za vsakega uporabnika neodvisne, skupaj s sinhronim sprejemom omogoča več uporabnikom, da istočasno dostopajo do istega kanala.

Prednosti tehnologije CDMA

Uporaba CDMA ponuja več prednosti, zato je bila tehnologija CDMA sprejeta za številne celične telekomunikacijske sisteme 3G.

  • Izboljšanje predaje / predaje: Z uporabo CDMA lahko terminal komunicira z dvema baznima postajama hkrati. Posledično je treba staro povezavo prekiniti šele, ko je nova trdno vzpostavljena. To zagotavlja pomembne izboljšave glede zanesljivosti predaje / prenosa iz ene bazne postaje v drugo.
  • Izboljšanje zmogljivosti: Ena glavnih trditev CDMA je, da je znatno izboljšala omrežne zmogljivosti. Prvotna pričakovanja nekaterih zagovornikov tehnologije CDMA so bila za nekatere zelo pomembne izboljšave, čeprav so bila v resnici nekoliko pretirana glede na ugotovitve iz resnične svetovne izkušnje:
    • 18-kratno povečanje zmogljivosti v primerjavi z AMPS (1G tehnologija, ki se uporablja v ZDA)
    • 6-kratno povečanje zmogljivosti v primerjavi z ameriškim TDMA (tehnologija 2G, ki se uporablja v ZDA) - podobna povečanja so zahtevali tudi pri GSM.
    V resnici prvotna pričakovanja niso bila izpolnjena, čeprav se je v primerjavi z ameriškim TDMA in GSM povečalo za približno dvakrat. To je samo po sebi pomenilo pomemben napredek.

CDMA