Systemy CDMA (Cellular Code Division Multiple Access) to rodzaj cyfrowej technologii komórkowej wykorzystującej zasady CDMA, aby umożliwić wielu użytkownikom współdzielenie tego samego pasma częstotliwości w sieci komórkowej. Takie podejście pozwala na efektywne wykorzystanie dostępnego widma i umożliwia jednoczesną komunikację wielu użytkowników. Przyjrzyjmy się szczegółowo kluczowym cechom i komponentom komórkowych systemów CDMA:
1. Podstawowe zasady CDMA:
- Komórkowe systemy CDMA opierają się na podstawowych zasadach technologii CDMA.
- CDMA wykorzystuje unikalne kody rozpraszające w celu rozróżnienia różnych użytkowników, umożliwiając im współdzielenie tego samego pasma częstotliwości bez wzajemnych zakłóceń.
2. Architektura komórkowa:
- Sieci komórkowe są podzielone na komórki, z których każda jest obsługiwana przez stację bazową (węzeł B lub eNodeB).
- Komórki łącznie obejmują obszar geograficzny, a sieć została zaprojektowana tak, aby zapewnić płynne przekazywanie połączeń, gdy urządzenia mobilne przemieszczają się między komórkami.
3. Ponowne wykorzystanie częstotliwości:
- Jedną z kluczowych zalet komórkowego CDMA jest możliwość ponownego wykorzystania tego samego pasma częstotliwości w różnych komórkach.
- Zastosowanie unikalnych kodów rozpraszających pozwala na ponowne wykorzystanie częstotliwości bez powodowania zakłóceń pomiędzy sąsiednimi komórkami.
4. Kanały do przodu i do tyłu:
- Komórkowe systemy CDMA składają się z dwóch rodzajów kanałów: kanałów nadawczych (łącze w dół) i kanałów zwrotnych (łącze w górę).
- Kanały nadawcze przesyłają dane ze stacji bazowej do urządzeń mobilnych, natomiast kanały zwrotne obsługują transmisję danych z urządzeń mobilnych do stacji bazowej.
5. Kody rozprowadzania ortogonalnego:
- Kody rozpraszające stosowane w komórkowych systemach CDMA są zaprojektowane tak, aby były względem siebie ortogonalne.
- Ortogonalność minimalizuje korelację krzyżową między kodami, redukując zakłócenia i umożliwiając wydajną jednoczesną komunikację.
6. Komponenty komórkowe CDMA:
- Kanał pilotażowy:
- Kanał Pilotowy to kanał dedykowany, który dostarcza sygnał referencyjny dla urządzeń mobilnych.
- Pomaga w pomiarze siły i jakości sygnału przy podejmowaniu decyzji o przekazaniu i kontroli mocy.
- Synchronizuj kanał:
- Kanał synchronizacji przenosi informacje synchronizacyjne dla urządzeń mobilnych, aby zsynchronizować ich czas ze stacją bazową.
- Kanał przywoławczy:
- Kanał przywoławczy służy do rozsyłania wiadomości do urządzeń mobilnych, powiadamiania ich o połączeniach przychodzących lub komunikatach systemowych.
- Kanały ruchu:
- Kanały ruchu przenoszą ruch głosowy lub dane pomiędzy stacją bazową a urządzeniami mobilnymi.
- Kanał dostępu:
- Kanał dostępu jest używany przez urządzenia mobilne do żądania dostępu do sieci, na przykład podczas inicjowania połączenia lub odpowiadania na stronę.
- Kanał ruchu zwrotnego:
- Reverse Traffic Channel odpowiada za przenoszenie ruchu głosowego lub danych z urządzeń mobilnych do stacji bazowej.
- Odwrócony kanał sterowania:
- Odwrotny kanał sterujący służy do sygnalizacji pomiędzy urządzeniem mobilnym a siecią.
7. Mechanizmy kontroli mocy:
- Komórkowe systemy CDMA wdrażają mechanizmy kontroli mocy w celu optymalizacji mocy transmisji urządzeń mobilnych.
- Kontrola mocy zapewnia, że urządzenia transmitują z minimalną mocą niezbędną do niezawodnej komunikacji, przyczyniając się do efektywnego wykorzystania widma.
8. Miękkie przekazanie:
- Komórkowe sieci CDMA obsługują miękkie przekazywanie, umożliwiając urządzeniom mobilnym komunikację z wieloma stacjami bazowymi jednocześnie podczas przełączania.
- Miękkie przełączanie poprawia jakość połączeń i zmniejsza prawdopodobieństwo zerwania połączenia podczas przejść między komórkami.
9. Integracja usług głosowych i danych:
- Komórkowe systemy CDMA obsługują integrację usług głosowych i danych w tej samej sieci.
- Ta integracja umożliwia użytkownikom jednoczesne wykonywanie połączeń głosowych i dostęp do usług transmisji danych.
10. Ewolucja do 4G i 5G: – Zasady komórkowe CDMA wpłynęły na ewolucję standardów komunikacji mobilnej, w tym 4G LTE i 5G NR. – Chociaż standardy te wykorzystują różne technologie dostępu (OFDMA i SC-FDMA), dziedzictwo CDMA jest widoczne w ogólnej architekturze i zasadach sieci.
Podsumowując, systemy wielodostępu z podziałem kodu komórkowego (CDMA) stanowią kluczowy paradygmat w cyfrowej technologii komórkowej. Wykorzystując unikalne kody rozpraszające i zasady ortogonalne, komórkowe CDMA umożliwia efektywne wykorzystanie widma i obsługuje jednoczesną komunikację pomiędzy wieloma użytkownikami w sieci komórkowej. Technologia ewoluowała z biegiem czasu, pozostawiając trwały wpływ na projektowanie i działanie nowoczesnych systemów komunikacji mobilnej.