No Image

Code division multiple access

СОДЕРЖАНИЕ
322 просмотров
10 марта 2020

CDMA (Code Division Multiple Access) – метод множественного доступа с кодовым разделением. Этот метод отличается от двух других наиболее распространенных методов разделения каналов FDMA (Frequency Division Multiple Access) и TDMA (Time Division Multiple Access) тем, что коды в отличие от времени и частоты не являются явным ресурсом канала связи. Несмотря на сложность реализации данный метод используется в радиосвязи уже довольно давно, т.к. обладает очень заманчивыми преимуществами, которых не имеют другие методы множественного доступа.

Принцип CDMA заключается в том, что каждому источнику информации назначается индивидуальный код, при помощи которого он кодирует передаваемое сообщение. Приемник информации также знает этот код и его задача в том, чтобы выделить закодированное сообщение нужного отправителя из всего потока других сообщений. В этом и заключается вся сложность, т.к. коды должны быть как можно меньше похожи друг на друга, даже при временном смещении сообщений. На математическом языке свойство "похожести" называется корреляцией. Таким образом, закодированные сообщения должны обладать как можно меньшей корреляцией. Этим свойством обладают ортогональные коды, взаимное скалярное произведение которых равно 0. На практике удается получить не полностью ортогональные коды, а почти ортогональные. Это означает, что ортогональное произведение стремится к 0, но не достигает его, чего вполне достаточно для устойчивой работы системы, но, в свою очередь, накладывает определенные ограничения. В теории если бы можно было сгенерировать бесконечное число полностью ортогональных кодов, то в одном канале связи смогут одновременно работать бесконечное число абонентов. Из-за неполной ортогональности кодов сигналы различных источников могут создавать помехи друг на друга. Причем чем выше мощности сигналов, тем ощутимее может оказаться влияние. Поэтому число одновременно работающих абонентов и максимально возможная передаваемая мощность в системе с CDMA ограничены.

Метод CDMA используется в основном в системах радиодоступа, т.к. в проводных системах его нецелесообразно использовать из-за высокой сложности и стоимости приемо-передающих устройств. В сотовой связи принцип CDMA нашел применение в стандартах 2G и 3G. В частности стандарт CDMA 2000 включает этот метод множественного доступа на участке между базовой станцией (BTS) и мобильным оборудованием (MS). В UMTS используется модифицированный метод – WCDMA (Wideband Code Division Multiple Access – широкополосный метод множественного доступа с кодовым разделением), главное отличие которого от CDMA заключается в ом, что сигнал перед передачей в радиоэфир дополнительно расширяется. Это в свою очередь, позволяет добиться лучшей помехустойчивости, безопасности и снижения потребляемой мощности.

При использовании материалов ссылка на сайт обязательна

CDMA (англ. Code Division Multiple Access — множественный доступ с кодовым разделением (МДКР)) — технология связи, обычно радиосвязи, при которой каналы передачи имеют общую полосу частот, но разные кодирующие последовательности. Наибольшую известность на бытовом уровне получила после появления сетей сотовой мобильной связи, её использующих.

Содержание

Принцип работы [ править | править код ]

Для радиосистем существует два основных ресурса — частота и время. Разделение пар приёмников и передатчиков по частотам таким образом, что каждой паре выделяется часть спектра на всё время соединения, называется FDMA (Frequency Division Multiple Access). Разделение по времени таким образом, что каждой паре приёмник-передатчик выделяется весь спектр или большая его часть на выделенный отрезок времени, называют TDMA (Time Division Multiple Access). В CDMA (Code Division Multiple Access) для каждого узла выделяется весь спектр частот и всё время. CDMA использует специальные коды для идентификации соединений. [1] Каналы TRAFIK при таком способе разделения среды создаются посредством применения широкополосного кодо-модулированного радиосигнала — шумоподобного сигнала, передаваемого в общий для других аналогичных передатчиков канал в едином широком частотном диапазоне. В результате работы нескольких передатчиков эфир в данном частотном диапазоне становится ещё более шумоподобным. Каждый передатчик модулирует сигнал с применением присвоенного в данный момент каждому пользователю отдельного числового кода, приёмник, настроенный на аналогичный код, может вычленять из общей какофонии радиосигналов ту часть сигнала, которая предназначена данному приёмнику. В явном виде отсутствует временное или частотное разделение каналов, каждый абонент постоянно использует всю ширину канала, передавая сигнал в общий частотный диапазон, и принимая сигнал из общего частотного диапазона. При этом широкополосные каналы приёма и передачи находятся на разных частотных диапазонах и не мешают друг другу. Полоса частот одного канала очень широка, вещание абонентов накладывается друг на друга, но, поскольку их коды модуляции сигнала отличаются, они могут быть дифференцированы аппаратно-программными средствами приёмника.

Читайте также:  Как посчитать процент от определенной суммы

При кодовой модуляции применяется техника расширения спектра с множественным доступом. Она позволяет увеличить пропускную способность при неизменной мощности сигнала. Передаваемые данные комбинируются с более быстрым шумоподобным псевдослучайным сигналом с использованием операции побитового взаимоисключающего ИЛИ (XOR). На изображении ниже показан пример, демонстрирующий применение метода для генерации сигнала. Сигнал данных с длительностью импульса T b <displaystyle T_> комбинируется при помощи операции XOR с кодом сигнала, длительность импульса которого равна T c <displaystyle T_> (зам: ширина полосы пропускания пропорциональна 1 / T <displaystyle 1/T> , где T <displaystyle T> = время передачи одного бита), следовательно ширина полосы пропускания сигнала с данными равна 1 / T b <displaystyle 1/T_> и ширина полосы пропускания получаемого сигнала равна 1 / T c <displaystyle 1/T_> . Так как T c <displaystyle T_> много меньше T b <displaystyle T_> , ширина полосы частот получаемого сигнала намного больше, чем таковая оригинального сигнала передаваемых данных. Величина T b / T c <displaystyle T_/T_> называется фактором распространения или базой сигнала и определяет в известной мере верхний предел числа пользователей, поддерживаемых базовой станцией одновременно.

Преимущества [ править | править код ]

  • Гибкое распределение ресурсов. При кодовом разделении нет строгого ограничения на число каналов. С увеличением числа абонентов постепенно возрастает вероятность ошибок декодирования, что ведёт к снижению качества канала, но не к отказу обслуживания.
  • Более высокая защищённость (скрытность) каналов. Выделить нужный канал без знания его кода весьма трудно. Вся полоса частот равномерно заполнена шумоподобным сигналом.
  • Телефоны CDMA имеют меньшую пиковую мощность излучения и потому позволяют более экономно расходовать батарею.

Эволюция систем сотовой связи, использующих технологию CDMA [ править | править код ]

Технология множественного доступа с кодовым разделением каналов известна давно. В СССР первая работа, посвящённая этой теме, была опубликована ещё в 1935 году Д. В. Агеевым в работе «Кодовое разделение каналов». В ней было показано, что при использовании линейных методов возможны три вида разделения сигналов: частотное, временное и компенсационное (по форме).

Читайте также:  Почему не могу подключить телефон к wifi

Технология кодового разделения каналов CDMA, благодаря высокой спектральной эффективности, является радикальным решением дальнейшей эволюции сотовых систем связи.

CDMA2000 является стандартом 3G в эволюционном развитии сетей cdmaOne (основанных на IS-95). При сохранении основных принципов, заложенных версией IS-95A, технология стандарта CDMA непрерывно развивается.

Последующее развитие технологии CDMA происходит в рамках технологии CDMA2000. При построении системы мобильной связи на основе технологии CDMA2000 1Х первая фаза обеспечивает передачу данных со скоростью до 153 кбит/с, что позволяет предоставлять услуги голосовой связи, передачу коротких сообщений, работу с электронной почтой, интернетом, базами данных, передачу данных и неподвижных изображений.

Переход к следующей фазе CDMA2000 1X EV-DO Rev. 0 происходит при использовании той же полосы частот 1,25 МГц, скорость передачи — до 2,4 Мбит/с в прямом канале и до 153 кбит/с в обратном, что делает эту систему связи отвечающей требованиям 3G и даёт возможность предоставлять самый широкий спектр услуг, вплоть до передачи видео в режиме реального времени.

Следующей фазой развития стандарта в направлении увеличения сетевой ёмкости и передачи данных является 1XEV-DO Rev A: передача данных со скоростью до 3,1 Мбит/с по направлению к абоненту и до 1,8 Мбит/с — от абонента. Операторы смогут предоставлять те же услуги, что и на базе Rev. 0, а, кроме того, передавать голос, данные и осуществлять широковещание по IP сетям. В мире уже есть несколько таких действующих сетей.

Разработчики оборудования CDMA связи запустили [ когда? ] новую фазу — 1XEV-DO Rev B, — с целью достигнуть следующих скоростей на одном частотном канале: 4,9 Мбит/с к абоненту и 1,8 Мбит/с от абонента. К тому же будет обеспечиваться возможность объединения нескольких частотных каналов для увеличения скорости. Например, объединение 15 частотных каналов (максимально возможное количество) позволит достигать скоростей 73,5 Мбит/с к абоненту и 27 Мбит/с от абонента. Применение таких сетей — улучшенная работа чувствительных к временным задержкам приложений типа VoIP, Push to Talk, видеотелефонии и сетевых игр.

Основными компонентами коммерческого успеха системы CDMA2000 являются более широкая зона обслуживания, высокое качество речи (практически эквивалентное проводным системам), гибкость и дешевизна внедрения новых услуг, высокая помехозащищённость, устойчивость канала связи от перехвата и прослушивания.

Также немаловажную роль играет низкая излучаемая мощность радиопередатчиков абонентских устройств. Так, для систем CDMA2000 максимальная излучаемая мощность составляет 250 мВт. Для сравнения: в системах GSM-900 этот показатель равен 2 Вт (в импульсе, при использовании GPRS+EDGE с максимальным заполнением; максимум при усреднении по времени при обычном разговоре — около 200 мВт). В системах GSM-1800 — 1 Вт (в импульсе, средняя чуть меньше 100 мВт).

Читайте также:  Как обновить биос если батарея не работает

Code Division Multiple Access — (abrégé en CDMA, la commission générale de terminologie et de néologie propose le terme accès multiple par répartition en code, abrégé en AMRC), est un système de codage des transmissions, utilisant la technique d étalement de spectre. Il permet… … Wikipédia en Français

Code division multiple access — Générations et normes de téléphonie mobile 0G PTT MTS IMTS AMTS 0,5G Autotel/PALM ARP 1G NMT AMPS Hicap CDPD Mobitex DataTac TACS RC2000 C NETZ Comvik NTT … Wikipédia en Français

Code Division Multiple Access — Code Division Multiple Access, Codemultiplexverfahren … Universal-Lexikon

code division multiple access — UK US noun [U] (ABBREVIATION CDMA) ► COMMUNICATIONS a method of sending radio signals so that more than one signal can be sent over a single communication channel (= a system used for sending electronic signals) … Financial and business terms

Code division multiple access — This article is about a channel access method. For the mobile phone technology referred to as CDMA, see IS 95 and CDMA2000. Multiplex techniques Circuit mode (constant bandw >Wikipedia

Code Division Multiple Access — Dieser Artikel oder Abschnitt bedarf einer Überarbeitung. Näheres ist auf der Diskussionsseite angegeben. Hilf mit, ihn zu verbessern, und entferne anschließend diese Markierung. Das Codemultiplexverfahren (Code Division Multiplex, CDM oder Code… … Deutsch Wikipedia

code division multiple access — daugkartinė kodinio tankinimo kreiptis statusas T sritis radioelektronika atitikmenys: angl. code division multiple access vok. Kodemultiplexzugriff, m rus. многократный доступ с кодовым уплотнением, m pranc. accès multiple par répartition en… … Radioelektronikos terminų žodynas

Code Division Multiple Access — (in Cellular Communication) use of a unique code for each user (allows transferal of all of the calls for subscribers of one cell on a very w >English contemporary dictionary

code division multiple access — (CDMA) A form of digital cellular communication that assigns a unique numerical code to each cellular conversation, allowing numerous calls to be transmitted simultaneously on one radio frequency … IT glossary of terms, acronyms and abbreviations

Code Division Multiple Access — Abbreviated CDMA, also known as spread spectrum. A digital cellular standard approved by the Telecommunications Industry Association (TIA) in 1993 and known as IS 95. CDMA combines both data and voice into a single wireless network and can… … Dictionary of networking

Multi-carrier code division multiple access — (MC CDMA) is a multiple access scheme used in OFDM based telecommunication systems, allowing the system to support multiple users at the same time. MC CDMA spreads each user symbol in the frequency domain. That is, each user symbol is carried… … Wikipedia

Комментировать
322 просмотров
Комментариев нет, будьте первым кто его оставит

Это интересно
Adblock
detector