Kablosuz iletişimde CDMA2000’in özellikleri nelerdir?

Yaygın olarak kullanılan bir kablosuz iletişim teknolojisi olan CDMA2000, yüksek veri hızları, mükemmel çağrı kalitesi ve multimedya uygulamaları desteği sunan Kod Bölmeli Çoklu Erişim yoluyla verimli spektrum kullanımıyla öne çıkıyor. Geçişlerin sorunsuz olmasını sağlar, güvenlik önlemlerini içerir ve genellikle geriye dönük olarak uyumludur, küresel kabule ve diğer ağlarla birlikte çalışabilirliğe olanak tanır.

Kablosuz iletişimde CDMA2000’in özellikleri nelerdir?

Onu popüler bir seçim haline getiren birkaç temel özelliğe sahiptir:

  1. Kod Bölmeli Çoklu Erişim (CDMA): CDMA2000, her kullanıcıya verilerini iletmesi için benzersiz bir kodun atandığı bir yaygın spektrum tekniği kullanır. Bu, birden fazla kullanıcının aynı frekans spektrumunu aynı anda paylaşmasına olanak tanıyarak paraziti azaltır ve kapasiteyi artırır.
  2. Yüksek Veri Hızları: CDMA2000, ses, veri ve multimedya hizmetleri dahil olmak üzere çeşitli uygulamaları destekleyebilen yüksek veri hızları sunar. Veri hızları 144 kbps’den (1xRTT) 3,1 Mbps’ye (EV-DO Rev. B) kadar değişebilir.
  3. Geliştirilmiş Çağrı Kalitesi: CDMA2000, gelişmiş kodlama ve hata düzeltme tekniklerinin kullanılması nedeniyle mükemmel çağrı kalitesi sağlar. Bunun sonucunda çağrı kesintileri azalır ve ses netliği artar.
  4. Sorunsuz Devir İşlemleri: CDMA2000, farklı hücre siteleri arasındaki kesintisiz devirleri destekleyerek kullanıcıların hizmet kesintisi yaşamadan bir konumdan diğerine geçebilmesini sağlar.
  5. Verimli Spektrum Kullanımı: CDMA2000, yayılmış spektrum teknolojisi aracılığıyla spektrum kullanımını optimize eder. Mevcut spektrumun birden fazla kullanıcı ve hizmet arasında verimli bir şekilde paylaşılmasına olanak tanır.
  6. Multimedya Desteği: CDMA2000, video akışı, mobil TV ve internette gezinme dahil olmak üzere multimedya uygulamalarını destekler. Bu, onu mobil cihazlara geniş bir içerik yelpazesi sunmaya uygun hale getirir.
  7. Güvenlik: CDMA2000, kullanıcı verilerini ve iletişimlerini korumak için güvenlik özellikleri içerir. İletilen verilerin gizliliğini ve bütünlüğünü sağlamak için şifreleme ve kimlik doğrulama mekanizmaları kullanılır.
  8. Geriye Dönük Uyumluluk: CDMA2000 ağları genellikle eski CDMA teknolojileriyle geriye dönük olarak uyumlu olacak şekilde tasarlanmıştır ve farklı nesil cihazların sorunsuz bir geçişine ve bir arada bulunmasına olanak tanır.
  9. Küresel Kabul: CDMA2000, Kuzey Amerika ve Asya’nın bazı bölgelerinde daha yaygın olmasına rağmen, belirli bölgelerde küresel kabul görmüştür. Bu teknoloji, değişen gereksinimleri karşılamak için farklı sürümler ve standartlarla yıllar içinde gelişmiştir.
  10. Birlikte çalışabilirlik: CDMA2000 ağları, dolaşım anlaşmaları ve ağ ara bağlantıları kullanılarak GSM veya 3G ağları gibi diğer ağ türleriyle birlikte çalışabilir.

Bunlar CDMA2000’in kablosuz iletişimdeki temel özelliklerinden bazılarıdır. Mobil iletişim sistemlerinin geliştirilmesinde önemli rol oynamış, ses ve veri iletimi konusunda güvenilir hizmetler sağlamıştır.

CDMA’da Kaç KOD var?

CDMA PN Uzun Kodu, PN Kısa Kodu ve Walsh Kodunda Üç Kod Vardır.

PN Uzun Kod

Uzun Kod, 242 – 1 bit (çip) uzunluğunda olan bir PN dizisidir. Uzun kod, kullanıcı bilgilerini şifrelemek için kullanılır.  Hem baz istasyonu hem de mobil ünite, değiş tokuş edilen belirli bir 42 bitlik özel “uzun kod maskesine” dayalı olarak herhangi bir zamanda bu sıranın bilgisine sahiptir.

PN Kısa Kodları

Kısa Kod, uzunluğu 215 bit (çip) olan bir PN dizisidir.  Bu kod, sinyalin nihai yayılması için kullanılır ve baz istasyonu tarafından “Pilot Dizisi” olarak bilinen bir referans olarak iletilir.  Aynı kısa kod tüm baz istasyonları tarafından kullanılır.  Baz istasyonları, bu kodun iletimlerini (mutlak) zaman içinde dengeleyerek birbirlerinden ayrılırlar.  Bu zaman farkı “PN Ofseti” olarak bilinir. Mobil birimler başlangıçta bir baz istasyonu tarafından iletilen pilot kodla senkronize olana kadar (zaman içinde) arama yapar.  Baz istasyonu daha sonra zamanlama bilgisini cep telefonuna iletir.

Walsh Kodları

CDMA, Walsh Kodları olarak bilinen, her biri 64 bit uzunluğunda 64 ortogonal diziden oluşan bir grubu tanımlar.  Bu dizilere Walsh Fonksiyonları da denir.  Walsh kodları ileri bağlantıdaki kullanıcıları tanımlamak için kullanılır.  Bu nedenle genel olarak CDMA kanalları olarak anılırlar.  Walsh kodları 64ary modülasyonu için ters bağlantıda “sembol” olarak kullanılır.

CDMA’da Modülasyon-QPSK Nasıl?

     Gerçek bir uygulamada, sistem modülasyonu şu şekilde uygular:  yukarıda gösterildiği gibi, şekildeki I ve Q kanal dizileri, döngüsel PN kısa kod dizilerinin iki kanalını temsil eder. 
PN kısa kodlarının her kanalının döngüsel periyodu 215‘tır. Farklı sektörler için I ve Q dizisi döngülerinin farklı başlangıç ​​konumları vardır (yani, farklı sektörler farklı zaman farklarına sahiptir). Bu şekilde farklı PN kısa kod dizileri elde edilebilir ve bir mobil istasyon, farklı sektörlerden gelen bilgileri tanıyabilir.
Yayıldıktan sonra, aynı taşıyıcıdaki tüm ileri kanallar QPSK (tersine OQPSK) aracılığıyla modüle edilir, simülasyon sinyallerine dönüştürülür ve kümeleme sonrasında iletilir.

CDMA’da Pilot Arama Penceresi Boyutları Nasıl Ayarlanır?

  • Cihaz ilk açıldığında en iyi pilotu bulmak için kapsamlı bir arama yapar. Bu işlemde hiçbir pencere kullanılmaz.
  • Çağrı kanalında, el cihazı SRCH_WIN_A, N, R pencere boyutlarını öğrenir ve bunları hem boş modda hem de çağrılar sırasında komşuları ararken kullanır.
  • PSMM’de güçlü bir komşu istendiğinde, eski komşu pilotu artık adaydır. Ofseti tam olarak hatırlanır ve telefon tarafından sık sık yeniden kontrol edilip takip edilir.
  • Aktifler ve adaylar için pencere boyutu, tam konumları bilindiğinden küçük olabilir. Yalnızca çok yollu enerjiyi içerecek kadar geniş arama yapın!•Bu, genel aramayı büyük ölçüde hızlandırır!
  • Çoğu işlem sonrası araç, aynı pilota kilitlenen parmaklar arasındaki yayılmaya (çip cinsinden) ilişkin istatistikler sunar. Bu istatistikler tam anlamıyla bize SRCH_WIN_A’nın ne kadar geniş ayarlanması gerektiğini gösteriyor.
  • Komşu ve Kalan arama pencereleri, bir cep telefonunun karşılaşabileceği maksimum hücreler arası mesafeyi karşılayacak şekilde ayarlanmalıdır.

İpuçları: Arama penceresi pilot kirliliğini azaltmaya yardımcı olur. HSD (EVDO) arama penceresinde, bağımsız sitede artırıldığında veri verimini artırmak için faydalıdır.

CDMA’da Aktarılan Aday Sınıflandırması

Mobil istasyon, aynı taşıyıcı frekansına sahip diğer CDMA sinyallerinin varlığını tespit etmek için sürekli olarak Pilotları arar ve pilotların gücünü (alınan Ec/Nt) ölçer. 

Mobil istasyon, hizmet veren hücre/sektörle ilişkili olmayan, yeterli güce sahip bir Pilot tespit ettiğinde, hizmet veren baz istasyonuna bir mesaj gönderir. Hücresel ağ, hangi komşu baz istasyonlarının Aktarmaya dahil edilebileceğine karar verir. 

Handoff Adayı CDMA’da Dört Kategoriye ayrılmıştır,

  • Aktif Set : Mobil istasyona atanan İleri Trafik Kanallarıyla ilişkili pilotlar. 
  • Aday Kümesi: Halihazırda aktif kümede olmayan ancak ilgili İleri Trafik Kanallarının başarılı bir şekilde demodüle edilebileceğini belirtmek için mobil istasyon tarafından yeterli güçte alınan pilotlar. 
  • Komşu Seti : Halihazırda Aktif Sette veya Aday Sette olmayan ve muhtemelen Aktarım için aday olan pilotlar. 
  • Kalan Set : Komşu Set, Aday Set ve Aktif pilotlar hariç, mevcut CDMA frekans atamasındaki mevcut tüm olası pilotların seti.

CDMA Aktarımının Avantajları

CDMA Aktarımının Avantajları

  1. Bu “yumuşaktır”, yani iletişimin aktarım nedeniyle kesintiye uğramadığı anlamına gelir. Buna bazen “aradan önce yap” denir. Bu, kullanıcılar için daha az çağrının kesilmesi ve operatörler için daha yüksek müşteri memnuniyeti anlamına gelir.
  2. Atlatma ani değil, iki veya daha fazla baz istasyonu aracılığıyla iletişimin olduğu uzun süreli bir çağrı durumudur. Çok yönlü iletişim çeşitliliği, aktarım sırasında bağlantı performansını artırır. Çeşitlilik kazancı, hücre sınırındaki büyük yol kaybını kısmen telafi eder.
  3. El değiştirmeyi tetikleyen sinyal ölçümü baz istasyonları tarafından değil mobil istasyonlar tarafından gerçekleştirilir.

CDMA’da aktarım sınırı yoktur, bunun yerine bir aktarım bölgesi vardır. Aktarma, mobilin tamamen yeni hücreye hareket etmesiyle veya mobilin orijinal hizmet veren hücreye geri dönmesiyle tamamlanabilir. Her iki durumda da bağlantı hatası nedeniyle çağrı asla tehlikeye girmez.

CDMA’da Konum Alanı Kimliği (LAI) ve Küresel Hücre Kimliği (GCI)

Konum Alanı Kimliği (LAI) 
PAGING mesajı, boyutu trafiğe, çağrı taşıyıcı özelliğine, sinyal akışına vb. bağlı olarak yerel bir alan içinde yayınlanır.

Biçim:  MM +MNC+LAC
 
MCC:  Mobil Ülke Kodu, 3 haneli.
MNC:  Mobil Ağ Kodu, 2 haneli.
LAC:  Konum Alan Kodu, 2 bayt uzunluğunda onaltılık bir BCD kodu. 0000, FFFE ile kullanılamaz.
Global Hücre Kimliği (GCI)
PLMN’deki bir hücrenin benzersiz kimliği

Biçim:  LAI+ CI
 
CI:  Hücre Kimliği, 2 bayt uzunluğunda onaltılık BCD kodu, mühendislik departmanı tarafından önceden tanımlanmış. İlk 3 hane baz istasyonu numarasını, son hane ise sektör numarasını temsil etmektedir. Çok yönlü bir site için CI’nın son rakamı 0’dır.
 
Örneğin, 4600301001230, 123 numaralı baz istasyonunun çok yönlü bir site içerdiğini gösterir.

CDMA’da Erişim Kanalı Çalışması Nasıl Tersine Döndürülür?

MS İletişimi Başlatma veya Çağrı Kanalına Yanıt Verme tarafından kullanılan Ters Erişim Kanalı.

  • A ters kanalı önce WALSH ile 307.2Kbps’ye yayılır ve ardından uzun kod modülasyonundan sonra 1.2288Mcps olur. Buradaki uzun kod yalnızca spektrumu yaymakla kalmaz, aynı zamanda kanallaştırma işlevini de uygular. 
  • “Veri çoğuşma randomizer”, belirli bir algoritmaya göre iletim sırasında tekrarlanan çiplerin atılması ve iletim hızını azaltmak ve ters kanalların kapasitesini artırmak için kesintili iletimin uygulanması anlamına gelir.
  • QPSK ters modülasyonunda, I kanal PN dizisi tarafından modüle edilen verilerin aksine, Q kanalı PN dizisi tarafından modüle edilen veriler yarım PN çipinin (406.901ns) gecikmesine sahiptir. Dolayısıyla dört fazlı modülasyonun maksimum faz değişimi, 180 derecelik mutasyon yerine 90 derecedir.

CDMA’nın İleri Trafik Kanalı

İleri Trafik Kanalı, Veri ve Sinyal Bilgilerini İletmek için kullanılır.
  • Sembol tekrarı, 19,2k hızına uyarlanmış farklı hızlardaki sembol akışlarını yapar. 19,2Kbps hızında orijinal sembol akışı   tekrarlanmayacak, 9,6Kbps sembol akışı bir kez tekrarlanacak, 4,8Kbps sembol akışı iki kez tekrarlanacak…. Daha sonra, serpiştirme, uzun kod karıştırma, yayma vb. işlemlerden sonra, iletim sırasında tekrarlanan bitlerin iletim gücü azalır. Böylece değişken hızlara ulaşılabilir ve sistem kapasitesi arttırılabilir.
  • Uzun kod karıştırma sırasında, özel veya şifreli çip ile her 64 uzun kod çipinden bir çip örneklenecektir.
  • Bir ileri trafik kanalı, bir güç kontrol alt kanalını içerir ve bir MS’ye iletim gücünü artırması veya azaltması talimatını vermek için bir güç kontrol biti kullanılır. Her ileri trafik kanalı çerçevesi (20 ms) 16 güç kontrol grubuna bölünebilir (her grup 1,25 ms uzunluğundadır). 
  • Her güç kontrol grubu bir güç kontrol biti içerir, dolayısıyla ters hızlı güç kontrolünün hızı 16* (1s/20ms)=800bps’dir. Ve güç kontrol biti, uzun kod karıştırma sırasında doğrudan gömülür.

Senkronizasyon Kanalı CDMA’da nasıl çalışır?

Şifreleme için uzun bir kod kullanılır. Bununla birlikte, uzun bir kodun çok uzun bir periyodu vardır ve bu tamamen karıştırma için kullanılamaz. Uzun bir kodun yalnızca bazı çiplerini belirli bir zamanda örnekleyebiliriz ve bunları karıştırma dizileri olarak kullanabiliriz. 
Bu, bir mobil istasyonun aşağıdaki bilgileri bilmesini gerektirir:  şifreleme için kullanılan uzun kod çipi başladığında, oluşturulan uzun kodun maskesinin ne olduğu vb. Tüm bu bilgi parçalarına uzun kod denir senkronizasyon. 

Senkronizasyon kanalı, mobil istasyon tarafından ağ ile senkronizasyon için kullanılır. W32 Senkronizasyon Kanalını yaymak için kullanılır.

Senkronizasyon mesajı şunları içerir:
  • Pilot PN dizisi ofseti: PILOT_PN
  • Sistem zamanı: SYS_TIME
  • Uzun kod durumu: LC_STATE
  • Çağrı kanalı hızı: P_RAT
  • Burada, senkronizasyon kanalı hızının 1200bps olduğunu unutmayın