Code Division Multiple Access 1x (CDMA 1x) ist eine digitale drahtlose Technologie, die zur CDMA2000-Standardfamilie gehört. Es stellt eine Weiterentwicklung der ursprünglichen CDMA-Technologie dar und bietet Verbesserungen sowohl für die Sprach- als auch für die Datenkommunikation. Hier ist eine detaillierte Erklärung der Technologie von CDMA 1x:
1. Grundprinzipien von CDMA:
- Spread-Spectrum-Technik:
- CDMA nutzt eine Spread-Spectrum-Technik, die es mehreren Benutzern ermöglicht, gleichzeitig dasselbe Frequenzband zu nutzen.
- Das Signal jedes Benutzers wird mithilfe eines eindeutigen Codes über einen breiten Frequenzbereich verteilt.
- Orthogonale Codes:
- CDMA verwendet orthogonale Codes, um zwischen den Signalen verschiedener Benutzer zu unterscheiden.
- Diese Codes sind orthogonal zueinander, was bedeutet, dass sie bei Kombination nur minimale Interferenzen verursachen.
2. Evolution zu CDMA 1x:
- Verbesserungen gegenüber CDMAOne:
- CDMA 1x ist eine Weiterentwicklung des ursprünglichen CDMAOne (IS-95)-Standards und bietet höhere Datenraten und verbesserte Effizienz.
- Das „1x“ bedeutet eine Verdoppelung der Datengeschwindigkeit im Vergleich zu CDMAOne.
- Sprach- und Datenunterstützung:
- CDMA 1x unterstützt sowohl Sprach- als auch Datendienste und ist somit vielseitig für verschiedene Kommunikationsanforderungen geeignet.
3. Luftschnittstelle und Modulation:
- CDMA 1x Luftschnittstelle:
- CDMA 1x verwendet eine TDD-Luftschnittstelle (Time Division Duplex), bei der Übertragung und Empfang zu unterschiedlichen Zeiten erfolgen.
- Dies steht im Gegensatz zum Frequency Division Duplexing (FDD), das in anderen Technologien verwendet wird.
- Modulationsschema:
- CDMA 1x verwendet Quadrature Phase Shift Keying (QPSK) als Modulationsschema für die Datenübertragung.
- QPSK ermöglicht die Kodierung mehrerer Bits pro Symbol und erhöht so die Effizienz der Datenübertragung.
4. Kanalstruktur:
- Vorwärts- und Rückwärtskanäle:
- CDMA 1x umfasst Vorwärts- und Rückwärtskanäle für die Kommunikation zwischen dem Mobilgerät und der Basisstation.
- Vorwärtskanäle übertragen Daten von der Basisstation zum Mobilgerät, während Rückwärtskanäle Daten in die entgegengesetzte Richtung übertragen.
- Mehrere Zugriffsmethoden:
- CDMA 1x verwendet mehrere Zugriffsmethoden, einschließlich CDMA für den Vorwärtslink und CDMA oder TDMA für den Rückwärtslink.
- Dies ermöglicht eine effiziente Nutzung des verfügbaren Spektrums.
5. Datenraten und Kanalisierung:
- Variable Datenraten:
- CDMA 1x unterstützt variable Datenraten und ermöglicht so die Anpassung an unterschiedliche Serviceanforderungen.
- Datenraten können von mehreren zehn Kilobit pro Sekunde (Kbit/s) bis zu mehreren hundert Kbit/s variieren.
- Channelisierung:
- CDMA 1x nutzt die Kanalisierung, um verschiedene Kommunikationskanäle innerhalb der verfügbaren Bandbreite zu trennen.
- Dies hilft bei der gleichzeitigen Verwaltung mehrerer Benutzer und Dienste.
6. Sprach- und Datenintegration:
- Gleichzeitige Sprache und Daten:
- CDMA 1x ermöglicht gleichzeitige Sprach- und Datendienste, sodass Benutzer Anrufe tätigen und gleichzeitig auf Datendienste zugreifen können.
- Diese Integration verbessert das Benutzererlebnis und die Flexibilität der Technologie.
7. Netzwerkarchitektur:
- Basisstationen und Mobile Switching Center:
- CDMA 1x-Netzwerke bestehen aus Basisstationen, die mit mobilen Geräten kommunizieren.
- Das Mobile Switching Center (MSC) verwaltet die Anrufweiterleitung, Übergaben und andere Kernnetzwerkfunktionen.
- Kernnetzwerkelemente:
- CDMA 1x umfasst Kernnetzwerkelemente wie das Home Location Register (HLR), das Visitor Location Register (VLR) und das Authentication Center (AUC) für die Abonnentenverwaltung und -sicherheit.
8. Übergaben und Interferenzmanagement:
- Weiche und harte Übergaben:
- CDMA 1x unterstützt sowohl Soft- als auch Hard-Handovers, um nahtlose Übergänge zwischen verschiedenen Zellen oder Sektoren zu gewährleisten.
- Soft Handovers beinhalten die gleichzeitige Kommunikation mit mehreren Basisstationen, während Hard Handovers einen vollständigen Wechsel zu einer neuen Basisstation beinhalten.
- Interferenzunterdrückung:
- Die CDMA-Technologie bietet von Natur aus Funktionen zur Interferenzunterdrückung und gewährleistet so eine robuste Leistung bei Vorhandensein von Signalinterferenzen.
9. Datenoptimierungen:
- CDMA2000 1xEV-DO:
- CDMA2000 1x Evolution-Data Only (1xEV-DO) ist eine Erweiterung von CDMA 1x, die sich speziell auf Hochgeschwindigkeits-Datendienste konzentriert.
- Es bietet verbesserte Datenraten für mobile Breitbandanwendungen.
10. Migration zu 3G und darüber hinaus:
- Entwicklung zu 3G-Standards:
- CDMA 1x stellt einen entscheidenden Schritt in der Entwicklung hin zu 3G-Standards dar und bildet die Grundlage für nachfolgende CDMA2000-Technologien.
- Übergang zu 4G:
- Mit dem Aufkommen der 4G-LTE-Technologien wandte sich die Branche von CDMA-basierten Netzwerken ab, was schließlich in bestimmten Regionen zum Auslaufen der CDMA-Technologien führte.
11. Fazit:
- Vielseitiger Kommunikationsstandard:
- Zusammenfassend lässt sich sagen, dass CDMA 1x ein vielseitiger digitaler drahtloser Kommunikationsstandard ist, der auf den Prinzipien der CDMA-Technologie aufbaut.
- Seine Integration von Sprach- und Datendiensten, variable Datenraten und die effiziente Nutzung des Spektrums machen es zu einer bedeutenden Technologie in der Entwicklung der Mobilkommunikation.
CDMA 1x spielte eine entscheidende Rolle bei der Weiterentwicklung der mobilen Kommunikationsfähigkeiten, bot Verbesserungen gegenüber seinem Vorgänger und trug zum Übergang zu schnelleren Datendiensten in den nachfolgenden CDMA2000-Standards bei.