De structuur van een Code Division Multiple Access (CDMA)-netwerk is complex en omvat verschillende componenten en lagen om de overdracht van spraak- en datasignalen in een draadloos communicatiesysteem te vergemakkelijken. CDMA is een meervoudige toegangstechniek waarmee meerdere gebruikers tegelijkertijd dezelfde frequentieband kunnen delen, waarbij unieke codes worden gebruikt om signalen van elkaar te onderscheiden. Laten we de gedetailleerde structuur van een CDMA-netwerk onderzoeken:
1.Componenten van CDMA-netwerk:
- Mobiele stations (MS):
- Mobiele stations, ook wel mobiele apparaten of handsets genoemd, zijn de eindgebruikersapparaten in een CDMA-netwerk.
- Deze apparaten communiceren met basisstations en kunnen smartphones, featurephones en andere mobiele communicatieapparaten zijn.
- Basisstations (BS) of knooppunt B’s:
- Basisstations, of Node B’s in CDMA-terminologie, zijn vaste zendontvangerstations die rechtstreeks communiceren met mobiele stations.
- Zij beheren de radio-interface en verzorgen de verzending en ontvangst van signalen van en naar mobiele apparaten.
- Radionetwerkcontrollers (RNC):
- De Radio Network Controller is een sleutelelement in de CDMA-netwerkinfrastructuur.
- RNC’s zijn verantwoordelijk voor het beheer en de controle van de radiobronnen, mobiliteit en overdrachten binnen het netwerk.
- Mobiel Schakelcentrum (MSC):
- Het Mobiel Schakelcentrum is een centraal onderdeel in het kernnetwerk.
- Het verbindt oproepen, beheert overdrachten tussen verschillende cellen of sectoren en communiceert met andere netwerkcomponenten.
- Thuislocatieregister (HLR) en Bezoekerslocatieregister (VLR):
- Het HLR slaat abonneegegevens op, inclusief gebruikersprofielen en abonnementsgegevens.
- De VLR is verantwoordelijk voor de tijdelijke opslag van abonnee-informatie wanneer een mobiel station zich binnen een specifiek gebied bevindt.
- Authenticatiecentrum (AUC):
- Het Authenticatiecentrum biedt beveiligingsfuncties in het CDMA-netwerk.
- Het verifieert en codeert communicatie om de vertrouwelijkheid en integriteit van gebruikersgegevens te garanderen.
- Pakketgegevensservingknooppunt (PDSN):
- PDSN verzorgt de routering en levering van pakketgegevens in CDMA-netwerken.
- Het vergemakkelijkt de gegevensoverdracht tussen mobiele stations en externe datanetwerken, zoals internet.
- Packet Control-functie (PCF):
- In CDMA2000-netwerken beheert de Packet Control-functie de toewijzing van bronnen voor pakketdatadiensten.
- Het is verantwoordelijk voor het plannen en controleren van de verzending van datapakketten.
2.Netwerk architectuur:
- Cel structuur:
- CDMA-netwerken zijn georganiseerd in cellen, elk bediend door een basisstation.
- Cellen kunnen verder worden onderverdeeld in sectoren, die elk een specifiek hoekbereik bestrijken.
- Frequentie hergebruik:
- CDMA maakt gebruik van frequentiehergebruik in alle cellen, waardoor meerdere cellen hetzelfde frequentiespectrum kunnen gebruiken.
- Dit wordt bereikt door aan elk communicatiekanaal unieke codes toe te wijzen, waardoor gelijktijdige transmissies zonder interferentie mogelijk zijn.
- Zachte en harde overdrachten:
- CDMA-netwerken ondersteunen zowel zachte als harde handovers.
- Bij zachte handovers gaat het om gelijktijdige communicatie met meerdere basisstations, terwijl bij harde handovers een overgang tussen verschillende cellen nodig is.
3.Communicatie proces:
- Codeverdeling Meerdere toegang:
- Met CDMA kunnen meerdere gebruikers dezelfde frequentieband delen door unieke codes te gebruiken om hun signalen te onderscheiden.
- Aan elk mobiel station wordt een unieke spreidingscode toegewezen, die de scheiding van signalen mogelijk maakt.
- Verzending en ontvangst:
- Mobiele stations zenden en ontvangen signalen met behulp van hun toegewezen spreidingscodes.
- Basisstations en andere netwerkcomponenten gebruiken deze codes om onderscheid te maken tussen gebruikers en de communicatie te beheren.
- Beheer van hulpbronnen:
- RNC’s spelen een cruciale rol bij het beheren van radiobronnen, het toewijzen van kanalen en het optimaliseren van het gebruik van de beschikbare bandbreedte.
4.Data- en spraakdiensten:
- Gelijktijdige spraak en data:
- CDMA-netwerken ondersteunen gelijktijdige spraak- en datadiensten, waardoor gebruikers kunnen bellen terwijl ze toegang hebben tot datadiensten.
- Deze mogelijkheid verbetert de algehele gebruikerservaring.
- Verbeterde datasnelheden:
- CDMA2000 1x en latere generaties introduceerden verbeterde datasnelheden, waardoor datadiensten met hogere snelheid werden geboden dan traditionele 2G-technologieën.
5.Veiligheids maatregelen:
- Authenticatie en codering:
- CDMA-netwerken bevatten authenticatie- en encryptiemechanismen om de veiligheid van gebruikerscommunicatie te garanderen.
- De AUC en andere beveiligingscomponenten spelen een cruciale rol bij het beschermen van gebruikersgegevens.
6.Evolutie naar 3G en 4G:
- CDMA2000 en verder:
- CDMA-netwerken zijn geëvolueerd via CDMA2000-standaarden, waaronder CDMA2000 1x en CDMA2000 1xEV-DO.
- De evolutie zette zich voort met de overgang naar 3G (bijv. CDMA2000 1xEV-DO Rev. A) en later naar 4G LTE-technologieën.
- Migratie naar LTE:
- De trend in de sector verschoof naar Long-Term Evolution (LTE) en 4G-technologieën, wat leidde tot de geleidelijke afschaffing van CDMA-netwerken in bepaalde regio’s.
7.Conclusie:
- Uitgebreide netwerkstructuur:
- Kortom, de structuur van een CDMA-netwerk is veelomvattend en omvat meerdere componenten en lagen om draadloze communicatie te vergemakkelijken.
- Van mobiele stations en basisstations tot kernnetwerkelementen zoals RNC’s, MSC’s en beveiligingsfuncties: elk onderdeel speelt een specifieke rol bij het garanderen van efficiënte en veilige communicatie.
De structuur van CDMA-netwerken weerspiegelt de evolutie van draadloze communicatietechnologieën, die zich aanpassen aan de groeiende vraag naar spraak- en datadiensten en tegelijkertijd geavanceerde functies en beveiligingsmaatregelen bevatten.