Im Kontext der Code Division Multiple Access (CDMA)-Technologie bezieht sich ein CDMA-Kanal auf einen bestimmten Kommunikationskanal innerhalb des CDMA-Netzwerks. CDMA nutzt einen einzigartigen Ansatz zur Kanalzuweisung, der es mehreren Benutzern ermöglicht, gleichzeitig dasselbe Frequenzspektrum zu nutzen. Lassen Sie uns die Details eines CDMA-Kanals und seine Funktionsweise innerhalb eines CDMA-Netzwerks untersuchen:
1. CDMA-Kanal-Grundlagen:
- Frequenzwiederverwendung:
- Im Gegensatz zu herkömmlichen Frequenzmultiplex- (FDMA) oder Zeitmultiplex- (TDMA) Technologien verwendet CDMA eine Spread-Spectrum-Technik.
- Bei CDMA wird das gesamte Frequenzband von allen Benutzern gemeinsam genutzt und jedem Benutzer wird ein eindeutiger Code zur Unterscheidung seines Signals zugewiesen.
- Codes verbreiten:
- CDMA-Kanäle zeichnen sich durch die Verwendung von Spreizcodes aus, die auch als Orthogonalcodes oder Spreizsequenzen bezeichnet werden.
- Spreading-Codes verteilen die Daten des Benutzers über ein breites Frequenzband, sodass mehrere Benutzer gleichzeitig senden und empfangen können, ohne sich gegenseitig zu stören.
2. Arten von CDMA-Kanälen:
- Vorwärtskanal (Downlink):
- Der Vorwärtskanal ist für die Übertragung von Daten von der Basisstation (Node B in WCDMA oder eNodeB in LTE) an die mobilen Geräte verantwortlich.
- Es umfasst verschiedene Kanäle wie den Pilotkanal, den Synchronisierungskanal, den Paging-Kanal und Verkehrskanäle.
- Rückkanal (Uplink):
- Der Rückkanal übernimmt die Übertragung der Daten von den Mobilgeräten zur Basisstation.
- Es umfasst Kanäle wie den Access Channel, den Reverse Traffic Channel und den Reverse Control Channel.
3. Vorwärtskanalkomponenten:
- Pilotkanal:
- Der Pilotkanal ist ein dedizierter Kanal, der ein Referenzsignal für mobile Geräte bereitstellt.
- Es hilft Mobilgeräten, die Stärke und Qualität des Signals zu messen und unterstützt so den Übergabeprozess und die Leistungssteuerung.
- Kanal synchronisieren:
- Der Sync-Kanal überträgt Synchronisierungsinformationen, um Mobilgeräten dabei zu helfen, ihr Timing mit der Basisstation zu synchronisieren.
- Paging-Kanal:
- Der Paging-Kanal wird zum Senden von Nachrichten verwendet, um mobile Geräte auf eingehende Anrufe oder andere Systemnachrichten aufmerksam zu machen.
- Verkehrskanäle:
- Verkehrskanäle übertragen den eigentlichen Sprach- oder Datenverkehr zwischen der Basisstation und mobilen Geräten.
4. Rückkanalkomponenten:
- Zugriffskanal:
- Der Zugriffskanal wird von mobilen Geräten verwendet, um Zugriff auf das Netzwerk anzufordern, beispielsweise beim Einleiten eines Anrufs oder beim Antworten auf eine Seite.
- Umgekehrter Verkehrskanal:
- Der Reverse Traffic Channel ist für die Übertragung des Sprach- oder Datenverkehrs von Mobilgeräten zur Basisstation verantwortlich.
- Umgekehrter Steuerkanal:
- Der Reverse Control Channel wird für Signalisierungszwecke verwendet und übermittelt Steuerinformationen zwischen dem mobilen Gerät und dem Netzwerk.
5. Kanalzuweisung und Leistungssteuerung:
- Code-Division-Mehrfachzugriff:
- CDMA-Kanäle zeichnen sich durch die Verwendung einzigartiger Spreizcodes aus.
- Jedem mobilen Gerät ist ein bestimmter Code zugewiesen, und die Spreizcodes ermöglichen es mehreren Geräten, gleichzeitig auf demselben Frequenzband zu senden und zu empfangen.
- Stromschalter:
- Leistungskontrollmechanismen werden bei CDMA eingesetzt, um die Sendeleistung mobiler Geräte anzupassen.
- Die Leistungssteuerung ist entscheidend für die Optimierung der Netzwerkleistung, indem sie sicherstellt, dass Geräte mit der minimal erforderlichen Leistung übertragen, um eine zuverlässige Verbindung aufrechtzuerhalten.
6. Dynamische Kanalzuordnung:
- CDMA ermöglicht eine dynamische Kanalzuweisung, was bedeutet, dass Ressourcen basierend auf der Nachfrage und der Verkehrslast zugewiesen werden.
- Wenn sich die Anzahl der Benutzer oder der Datenbedarf ändert, können sich CDMA-Systeme anpassen, indem sie Kanäle dynamisch zuweisen und Codes verbreiten.
7. Erweiterte CDMA-Technologien:
- CDMA2000 und WCDMA:
- Fortgeschrittene CDMA-Technologien wie CDMA2000 und WCDMA (Wideband CDMA) bauen auf den Grundprinzipien von CDMA auf.
- Diese Technologien führen zu Verbesserungen in Bezug auf Datenraten, spektrale Effizienz und zusätzliche Funktionen.
8. Migration zu LTE und 5G:
- 4G LTE und 5G NR:
- Während die zugrunde liegenden Prinzipien von CDMA bei 4G LTE und 5G NR weniger im Vordergrund stehen, beeinflusst das Erbe der CDMA-Technologien weiterhin die Entwicklung der Mobilfunkstandards.
Zusammenfassend bezieht sich ein CDMA-Kanal in einem CDMA-Netzwerk auf einen bestimmten Kommunikationskanal, der Spreizcodes verwendet, um mehreren Benutzern die gleichzeitige Nutzung desselben Frequenzspektrums zu ermöglichen. CDMA-Kanäle umfassen Vorwärts- und Rückwärtskanäle, die jeweils unterschiedliche Zwecke erfüllen, z. B. die Übertragung von Sprach- oder Datenverkehr, Synchronisierung, Paging und Steuersignalisierung. Die Verwendung von Spreizcodes und dynamischer Kanalzuweisung sind Schlüsselmerkmale, die zur Effizienz und Flexibilität von CDMA-Netzwerken beitragen.