Struktura sieci wielodostępu z podziałem kodowym (CDMA) jest złożona i obejmuje różne komponenty i warstwy ułatwiające transmisję sygnałów głosu i danych w systemie komunikacji bezprzewodowej. CDMA to technika wielokrotnego dostępu, która umożliwia wielu użytkownikom jednoczesne współdzielenie tego samego pasma częstotliwości przy użyciu unikalnych kodów w celu rozróżnienia sygnałów. Przyjrzyjmy się szczegółowej strukturze sieci CDMA:
1.Składniki sieci CDMA:
- Stacje mobilne (MS):
- Stacje mobilne, zwane także urządzeniami mobilnymi lub telefonami komórkowymi, to urządzenia użytkowników końcowych w sieci CDMA.
- Urządzenia te komunikują się ze stacjami bazowymi i mogą obejmować smartfony, telefony z internetem i inne urządzenia komunikacji mobilnej.
- Stacje bazowe (BS) lub węzły B:
- Stacje bazowe, czyli węzły B w terminologii CDMA, to stacjonarne stacje nadawczo-odbiorcze, które komunikują się bezpośrednio ze stacjami mobilnymi.
- Zarządzają interfejsem radiowym, obsługując transmisję i odbiór sygnałów do i z urządzeń mobilnych.
- Kontrolery sieci radiowej (RNC):
- Kontroler sieci radiowej jest kluczowym elementem infrastruktury sieciowej CDMA.
- RNC są odpowiedzialne za zarządzanie i kontrolowanie zasobów radiowych, mobilności i przełączeń w sieci.
- Mobilne centrum przełączające (MSC):
- Mobilne centrum przełączające jest centralnym elementem sieci szkieletowej.
- Łączy połączenia, zarządza przełączeniami pomiędzy różnymi komórkami lub sektorami oraz łączy się z innymi komponentami sieci.
- Rejestr lokalizacji domu (HLR) i rejestr lokalizacji gości (VLR):
- HLR przechowuje informacje o abonentach, w tym profile użytkowników i szczegóły subskrypcji.
- VLR jest odpowiedzialny za tymczasowe przechowywanie informacji o abonencie, gdy stacja mobilna znajduje się w określonym obszarze.
- Centrum uwierzytelniania (AUC):
- Centrum Uwierzytelniania udostępnia funkcje bezpieczeństwa w sieci CDMA.
- Uwierzytelnia i szyfruje komunikację, aby zapewnić poufność i integralność danych użytkownika.
- Węzeł obsługujący dane pakietowe (PDSN):
- PDSN obsługuje routing i dostarczanie danych pakietowych w sieciach CDMA.
- Ułatwia przesyłanie danych pomiędzy stacjami mobilnymi a zewnętrznymi sieciami danych, takimi jak Internet.
- Funkcja kontroli pakietów (PCF):
- W sieciach CDMA2000 funkcja kontroli pakietów zarządza alokacją zasobów dla usług transmisji danych pakietowych.
- Odpowiada za planowanie i kontrolę transmisji pakietów danych.
2.Architektura sieci:
- Struktura komórkowa:
- Sieci CDMA są zorganizowane w komórki, z których każda jest obsługiwana przez stację bazową.
- Komórki można dalej podzielić na sektory, z których każdy obejmuje określony zakres kątowy.
- Ponowne wykorzystanie częstotliwości:
- CDMA wykorzystuje ponowne wykorzystanie częstotliwości w komórkach, umożliwiając wielu komórkom korzystanie z tego samego widma częstotliwości.
- Osiąga się to poprzez przypisanie każdemu kanałowi komunikacyjnemu unikalnych kodów, umożliwiających jednoczesne transmisje bez zakłóceń.
- Miękkie i twarde przekazania:
- Sieci CDMA obsługują zarówno miękkie, jak i twarde przełączenia.
- Miękkie przełączenia obejmują jednoczesną komunikację z wieloma stacjami bazowymi, podczas gdy twarde przełączenia obejmują przejście między różnymi komórkami.
3.Proces komunikacji:
- Dostęp wielokrotny z podziałem kodu:
- CDMA umożliwia wielu użytkownikom współdzielenie tego samego pasma częstotliwości za pomocą unikalnych kodów w celu rozróżnienia ich sygnałów.
- Każdej stacji mobilnej przypisany jest unikalny kod rozpraszający, pozwalający na separację sygnałów.
- Transmisja i odbiór:
- Stacje mobilne transmitują i odbierają sygnały, korzystając z przypisanych im kodów rozprzestrzeniania.
- Stacje bazowe i inne elementy sieci wykorzystują te kody do rozróżniania użytkowników i zarządzania komunikacją.
- Zarządzanie zasobami:
- RNC odgrywają kluczową rolę w zarządzaniu zasobami radiowymi, przydzielaniu kanałów i optymalizacji wykorzystania dostępnej przepustowości.
4.Usługi transmisji danych i głosu:
- Jednoczesny głos i dane:
- Sieci CDMA obsługują jednoczesne usługi głosowe i transmisji danych, umożliwiając użytkownikom wykonywanie połączeń podczas uzyskiwania dostępu do usług transmisji danych.
- Ta funkcja poprawia ogólne wrażenia użytkownika.
- Zwiększone szybkości transmisji danych:
- CDMA2000 1x i nowsze generacje wprowadziły zwiększone szybkości transmisji danych, zapewniając usługi transmisji danych z większą szybkością niż w przypadku tradycyjnych technologii 2G.
5.Środki bezpieczeństwa:
- Uwierzytelnianie i szyfrowanie:
- Sieci CDMA zawierają mechanizmy uwierzytelniania i szyfrowania, aby zapewnić bezpieczeństwo komunikacji użytkowników.
- AUC i inne elementy bezpieczeństwa odgrywają kluczową rolę w ochronie danych użytkownika.
6.Ewolucja do 3G i 4G:
- CDMA2000 i nowsze:
- Sieci CDMA ewoluowały dzięki standardom CDMA2000, w tym CDMA2000 1x i CDMA2000 1xEV-DO.
- Ewolucja była kontynuowana wraz z przejściem na technologie 3G (np. CDMA2000 1xEV-DO Rev. A), a później na technologie 4G LTE.
- Migracja do LTE:
- Trend w branży przesunął się w stronę technologii Long-Term Evolution (LTE) i 4G, co doprowadziło do wycofywania sieci CDMA w niektórych regionach.
7.Wniosek:
- Kompleksowa struktura sieci:
- Podsumowując, struktura sieci CDMA jest kompleksowa i obejmuje wiele komponentów i warstw ułatwiających komunikację bezprzewodową.
- Od stacji mobilnych i stacji bazowych po elementy sieci szkieletowej, takie jak RNC, MSC i funkcje bezpieczeństwa, każdy komponent odgrywa określoną rolę w zapewnianiu wydajnej i bezpiecznej komunikacji.
Struktura sieci CDMA odzwierciedla ewolucję technologii komunikacji bezprzewodowej, dostosowując się do rosnącego zapotrzebowania na usługi głosowe i dane, jednocześnie uwzględniając zaawansowane funkcje i środki bezpieczeństwa.