Kolekcje

Co to jest CDMA: samouczek wielokrotnego dostępu z podziałem kodu

Co to jest CDMA: samouczek wielokrotnego dostępu z podziałem kodu


Code Division Multiple Access, CDMA było innowacyjnym zastosowaniem technologii bezpośredniego widma rozproszonego, stosowanej do zapewnienia schematu wielodostępu dla telefonii komórkowej i innych systemów bezprzewodowych.

CDMA wykorzystywała właściwość DSSS, że o ile nadajnik i odbiornik nie używały tego samego kodu rozpraszającego na obu końcach procesu, sygnału nie można było zdekodować iw ten sposób był w stanie zapewnić środki umożliwiające różnym użytkownikom korzystanie ten sam kanał, aby uzyskać dostęp do stacji bazowej bez wzajemnych zakłóceń.

W ten sposób, używając CDMA, różnym użytkownikom przydzielono różne kody zamiast różnych slotów, kanałów itp.

Historia CDMA

CDMA opiera się na formie transmisji znanej jako Direct Sequence Spread Spectrum. Historię CDMA można bezpośrednio powiązać z początkami lat czterdziestych XX wieku, kiedy to przewidywano tę formę transmisji. Wraz z rozwojem technologii elektronicznej zaczęto ją wykorzystywać do tajnych przekazów wojskowych ze względu na fakt, że transmisje wyglądają jak szum, trudno jest je rozszyfrować bez znajomości odpowiednich kodów, a ponadto trudno jest zagłuszyć.

Wraz z rewolucją w telekomunikacji komórkowej, która miała miejsce w latach osiemdziesiątych XX wieku, mało znana wówczas firma Qualcomm zajmująca się transmisjami DSSS zaczęła postrzegać to jako podstawę systemu wielokrotnego dostępu w telekomunikacji komórkowej - CDMA - wielodostęp z podziałem kodowym.

Koncepcja CDMA musiała zostać sprawdzona w terenie i odpowiednio do Qualcomm dołączyli amerykańscy operatorzy sieci Nynex i Ameritech, aby opracować pierwszy eksperymentalny system CDMA. Później zespół został powiększony, gdy Motorola i AT&T (obecnie Lucent) połączyły siły, aby przyspieszyć rozwój.

W rezultacie w 1990 r. Można było rozpocząć pisanie specyfikacji dla CDMA. Przy wsparciu Stowarzyszenia Przemysłu Telekomunikacji Komórkowej (CTIA) i Stowarzyszenia Przemysłu Telekomunikacyjnego (TIA) powstała grupa normalizacyjna. Grupa ta opublikowała następnie standard dla pierwszego systemu CDMA w postaci IS-95, co zaowocowało formalną publikacją IS-95-A w 1995 roku.

Pierwszy system CDMA został uruchomiony we wrześniu 1995 r. Przez Hutchison Telephone Co. Ltd. w Hongkongu i SK Telecom w Korei, a wkrótce potem sieci w USA.

Był to tylko jeden system telekomunikacji komórkowej, chociaż był to pierwszy. Jego rozwój doprowadził do powstania serii standardów CDMA2000.

Zastosowanie CDMA nie zakończyło się na CDMA2000, ponieważ konieczne stało się rozwinięcie standardu GSM, aby mógł on przenosić dane i zapewniać znaczną poprawę w zakresie wydajności wykorzystania widma. W związku z tym dla tego standardu przyjęto CDMA w postaci Wideband CDMA (WCDMA).

Kluczowe elementy CDMA

CDMA jest formą technologii transmisji widma rozproszonego opartą na schemacie zwanym widmem rozproszonym z sekwencją bezpośrednią.

Uwaga dotycząca DSSS, Direct Sequence Spread Spectrum:

DSSS jest formą transmisji radiowej używaną w różnych transmisjach radiowych. Dane do przesłania są mnożone przez sekwencję bitów o dużej szybkości transmisji danych, a następnie modulowane na nośnej RF w celu wytworzenia sygnału o znacznie szerszym paśmie niż same dane. Aby odtworzyć dane w odbiorniku, stosuje się tę samą sekwencję bitów o dużej szybkości transmisji danych, aby wyodrębnić dane z sygnału.

Przeczytaj więcej o Bezpośrednie widmo rozproszenia sekwencji, DSSS.

Udowodniając różnym użytkownikom różne kody rozpraszania, różni użytkownicy są w stanie wykorzystywać ten sam kanał częstotliwości, jednocześnie będąc w stanie indywidualnie komunikować się ze stacją bazową.

Korzystanie z CDMA jest porównywane do przebywania w pomieszczeniu, w którym jest wiele osób mówiących różnymi językami i jest w stanie zrozumieć kogoś mówiącego w Twoim języku pomimo wysokiego poziomu hałasu.

Sygnał CDMA będzie mógł być dekodowany, gdy odbiornik używa tego samego kodu, który jest używany do transmisji, pomimo obecności innych sygnałów o różnych kodach używanych na tym samym kanale.

CDMA ma wiele wyróżniających cech, które są kluczowe dla technologii transmisji widma:

  • Wykorzystanie szerokiego pasma: CDMA, podobnie jak inne technologie widma rozproszonego, wykorzystuje szersze pasmo, niż byłoby to potrzebne do transmisji danych. Daje to szereg korzyści, w tym zwiększoną odporność na zakłócenia lub zagłuszanie oraz dostęp dla wielu użytkowników.
  • Zastosowane kody rozrzutu: Aby uzyskać zwiększoną przepustowość, dane są rozprowadzane za pomocą kodu, który jest niezależny od danych.
  • Poziom bezpieczeństwa: Aby odebrać dane, odbiorca musi znać kod rozpraszający, bez tego nie jest możliwe rozszyfrowanie przesyłanych danych, a to daje pewien stopień bezpieczeństwa.
  • Wielokrotny dostęp: Zastosowanie kodów rozpraszających, które są niezależne dla każdego użytkownika wraz z odbiorem synchronicznym, umożliwia wielu użytkownikom jednoczesny dostęp do tego samego kanału.

Zalety technologii CDMA

Zastosowanie CDMA ma kilka zalet iz tego powodu technologia CDMA została zastosowana w wielu systemach telekomunikacji komórkowej 3G.

  • Poprawa w przekazywaniu / przekazywaniu: Używając CDMA, terminal może komunikować się jednocześnie z dwiema stacjami bazowymi. W rezultacie stare łącze musi zostać zerwane tylko wtedy, gdy nowe jest mocno ustanowione. Zapewnia to znaczną poprawę pod względem niezawodności przekazywania / przekazywania z jednej stacji bazowej do drugiej.
  • Poprawa zdolności: Jednym z głównych twierdzeń CDMA jest to, że dała znaczną poprawę przepustowości sieci. Pierwotne oczekiwania niektórych zwolenników technologii CDMA dotyczyły kilku bardzo znaczących ulepszeń, chociaż w rzeczywistości były one nieco przesadzone w porównaniu z doświadczeniami z prawdziwego świata:
    • 18-krotny wzrost wydajności w porównaniu do AMPS (technologia 1G stosowana w USA)
    • 6-krotny wzrost wydajności w porównaniu z amerykańskim TDMA (technologia 2G stosowana w USA) - podobny wzrost odnotowano również w porównaniu z GSM.
    W rzeczywistości pierwotne oczekiwania nie zostały spełnione, chociaż zaobserwowano około dwukrotny wzrost w porównaniu z amerykańskimi TDMA i GSM. Już samo to było znaczącą poprawą.

CDMA


Obejrzyj wideo: Jak działają sieci komórkowe? RS Elektronika #129 (Styczeń 2022).