25729

CDMA

Контрольная

Коммуникация, связь, радиоэлектроника и цифровые приборы

В CDMA Code Division Multiple Access для каждого узла выделяется весь спектр частот и всё время. CDMA использует специальные коды для идентификации соединений. Телефоны CDMA имеют меньшую пиковую мощность излучения и потому возможно менее вредны. [править]Эволюция систем сотовой связи использующих технологию CDMA Технология множественного доступа с кодовым разделением каналов известна давно.

Русский

2013-08-17

52.13 KB

9 чел.

CDMA (англ. Code Division Multiple Access — множественный доступ с кодовым разделением) — технология связи, обычно радиосвязи, при которой каналы передачи имеют общую полосу частот, но разную кодовую модуляцию. Наибольшую известность на бытовом уровне получила после появления сетей сотовой мобильной связи, ее использующих, из-за чего часто ошибочно исключительно с ней (сотовой мобильной связью) и отождествляется.

Принцип работы

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 (или большая часть) спектра 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 трафика 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.

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 Tb комбинируется при помощи операции XOR с кодом сигнала, длительность импульса которого равна  (зам: ширина полосы пропускания пропорциональна , где  = время передачи одного бита), следовательно ширина полосы пропускания сигнала с данными равна  и ширина полосы пропускания получаемого сигнала равна . Так как  много меньше , ширина полосы частот получаемого сигнала намного больше, чем таковая оригинального сигнала передаваемых данных. Величина  называется базой сигнала и, в какой-то мере[какой?], определяет верхний предел числа пользователей, поддерживаемых базовой станцией единомоментно.

Преимущества

  1.  Высокая спектральная эффективность. Кодовое разделение позволяет обслуживать больше абонентов на той же полосе частот, чем другие виды разделения (TDMAFDMA).
  2.  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.
  3.  Более высокая защищённость каналов. Выделить нужный канал без знания его кода весьма трудно. Вся полоса частот равномерно заполнена шумоподобным сигналом.
  4.  Телефоны CDMA имеют меньшую пиковую мощность излучения и потому, возможно, менее вредны.

[править]Эволюция систем сотовой связи, использующих технологию CDMA

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).

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 происходит при использовании той же полосы частот 1,23 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 новую фазу — 1XEV-DO Rev B, — с целью достигнуть следующих скоростей на одном частотном канале: 4,9 Мбит/с к абоненту и 2,4 Мбит/с от абонента. К тому же будет обеспечиваться возможность объединения нескольких частотных каналов для увеличения скорости. Например, объединение 15-ти 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, видеотелефония, сетевые игры и т. п.

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 200мВт). В системах GSM-1800 — 1 Вт (в импульсе, средняя чуть меньше 100мВт).


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

83104. Людські чесноти: добро, доброта 104.5 KB
  Мета: ознайомити учнів з людськими чеснотами, вчити характеризувати події та явища, як прояв добра і зла; розкрити моральний зміст доброти; сприяти розвитку в учнів мотивації до добрих, гуманних вчинків, розвивати мислення, творчу уяву, збагачувати словниковий запас...
83105. Святкуємо Різдвяні свята разом із музикою 66.5 KB
  Дидактична мета: закріпити поняття про виражальні та зображальні можливості музики. Розвиваюча мета: розвивати музично-творчі здібності дітей, природну музичність, вокально-хорові навички на основі сприймання художньо-образного музичного матеріалу, інтелектуальну гнучкість.
83106. На сонці тепло, біля матері добре. О.Єфімов «Задачі трапляються різні» 708 KB
  На сонці тепло біля матері добре. Обладнання: мультимедійна дошка проектор презентаційний матеріал картки із завданнями малюнки дітей вправи для розвитку техніки читання азбука почуттів. Вправи на вдосконалення техніки читання картки вправа Ланцюжки. Робота з текстом перед читанням твору.
83107. Урок природознавства «Ґрунт» 263 KB
  Земля на якій ростуть рослини називається ґрунтом. Тож завданням нашої експедиції буде дізнатися: що таке ґрунт; яке значення має ґрунт для всього живого на нашій планеті: рослин тварин людей. З часом вода вітер зміна температури та живі організми сприяли утворенню ґрунту.
83108. Будь обережним. Правила безпечної поведінки вдома (з побутовими приладами, газом, водою, вогнем) 72 KB
  Прибери з кімнати небезпечні предмети Діти називають предметиякі потрібно прибрати з кімнати. Накажи щоб усі діти обережно поводились з електричними приладами сірниками. Отже діти ніколи не залишайте увімкненою газову плиту і не грайтеся зі сірниками.
83109. Спільнокореневі слова (українська мова); Легенди та перекази про птахів (читання, позакласне читання); Птахи (природознавство); Як живеться вам, птахи? (малювання) 512 KB
  Передавати елементарну будову птахів засобами графіки. Обладнання: Диски цифрові носії дидактичний матеріал: картки загадки вірші оповідання ілюстрації птахів енциклопедія для дітей книжкирозгортки Тваринний світ ребуслегенди про птахів.
83110. Свойства воды. Круговорот воды в природе 73.5 KB
  Цели: - формировать у учащихся представление о круговороте воды в природе; закрепить знания о разнообразии состояний воды в окружающей среде; свойствах воды; развивать логическое мышление, исследовательские навыки, умение наблюдать и делать выводы; воспитывать познавательный интерес.
83111. Робота з природним матеріалом. Створення композиції «Осінній вернісаж» 32.5 KB
  Мета: навчальна: вчити працювати з природним матеріалом; продовжувати вдосконалювати вміння та навички виготовляти композиції з листя, трав, квітів розвивальна: розвивати художній смак, мислення, пробуджувати пізнавальні інтереси виховна: виховувати любов до природи, рідного краю, мистецтва.
83112. Таблиця ділення на 4. Усне розвʼязування рівнянь методом підбору. Виконання творчих завдань 53 KB
  Удосконалювати навички обчислення прикладів на множення та розвʼязування задач на конкретний зміст дії множення. Формувати вміння з рівностей на множення числа 4 складати рівностіщо містять ділення на 4 розв’язувати рівняння на знаходження невідомого множника.