Tóm tắt: Chuẩn thông tin di động CDMA, vấn đề triển khai và vận hành ở Nga. CDMA là gì? EV-DO là gì? Tất cả về giao tiếp CDMA không có bí mật

Xin chào các độc giả thân mến. Hầu hết người sở hữu điện thoại di động chỉ phải lo lắng về một công nghệ gọi là Hệ thống toàn cầu cho thông tin di động hoặc GSM. Đúng như tên gọi, tiêu chuẩn này đã được áp dụng rộng rãi và được sử dụng để liên lạc qua thông tin di động.

Nhưng không phải ai cũng nhảy lên tàu GSM. Một tiêu chuẩn thay thế được gọi là Đa truy cập phân chia theo mã, hay CDMA, cũng được nhiều nhà khai thác trên thế giới sử dụng. Tiêu chuẩn này phổ biến nhất ở Mỹ và Nga, nhưng cũng được sử dụng ở một số nước châu Phi và châu Á, nơi nó cạnh tranh với GSM.

Đây là những điều chủ sở hữu điện thoại di động nên biết trước khi mua một thiết bị hỗ trợ một trong những công nghệ này.

Đây là câu hỏi đầu tiên mà chủ sở hữu tiềm năng sẽ hỏi và đó là câu hỏi hợp lệ. Nhưng trong trường hợp này không có câu trả lời đơn giản.

GSM và CDMA- đây là những cách khác nhau để đạt được cùng một mục tiêu. Và việc các mạng phổ biến được xây dựng trên cơ sở từng mạng chứng tỏ rằng điều quan trọng không phải là tiêu chuẩn mà là chất lượng của mạng. Ví dụ, ở Mỹ, hai trong số bốn nhà mạng lớn nhất (Verizon và Sprint) sử dụng CDMA, trong khi hai nhà mạng còn lại (AT&T và T-Mobile) đã chọn GSM.

Từ góc độ kỹ thuật, không có tiêu chuẩn nào có lợi thế về mặt chất lượng. Nhưng có một số điều bạn nên tính đến. Điện thoại GSM có thể được mở khóa và chuyển sang nhà mạng khác và điện thoại CDMA thường bị khóa đối với một nhà khai thác và không thể làm gì được.

Ngoài ra, hầu hết các điện thoại đều hỗ trợ GSM hoặc CDMA, vì vậy việc lựa chọn điện thoại của bạn có thể xác định tiêu chuẩn nào bạn sẽ sử dụng. Ngoài ra, tất cả phụ thuộc vào những nhà khai thác có sẵn trong lãnh thổ của bạn. Một số khu vực được các nhà cung cấp GSM phủ sóng tốt hơn, trong khi ở những khu vực khác, các nhà cung cấp CDMA có thể có lợi thế hơn.

Nhiều điện thoại tương thích với GSM hoặc CDMA, nhưng không phải cả hai. Trong trường hợp điện thoại CDMA, bạn sẽ phải mua một thiết bị được sản xuất riêng cho nhà điều hành mạng của mình. Cách dễ nhất là mua trực tiếp từ nhà điều hành này. Ví dụ: nếu bạn muốn sử dụng iPhone trên mạng của Verizon, bạn cần mua iPhone có thương hiệu từ Verizon, không phải Sprint hay AT&T. Tuy nhiên, nếu bạn quyết định chuyển sang nhà mạng khác, bạn sẽ không thể mang theo điện thoại vì nó bị khóa.

Nếu không muốn giới hạn mình ở một nhà mạng, bạn có thể tìm điện thoại GSM đã mở khóa từ các nhà bán lẻ bên thứ ba. Những điện thoại như vậy sẽ hoạt động với bất kỳ nhà khai thác GSM nào; bạn chỉ cần đổi thẻ SIM. Ví dụ: Amazon bán nhiều điện thoại GSM đã mở khóa. Mẫu Nexus 5 của Google và một số thiết bị trong các phiên bản cũng đã được mở khóa. Bất kỳ cửa hàng bán lẻ hoặc trực tuyến nào bán điện thoại di động đều phải cung cấp thông tin về mạng mà mỗi thiết bị cụ thể có thể hoạt động.

Hãy cẩn thận với khả năng tương thích của điện thoại. Các thiết bị được bán ở những thị trường có cả hai tiêu chuẩn hoạt động thường hỗ trợ GSM hoặc CDMA. Chỉ một số điện thoại tương thích với cả hai tiêu chuẩn. Nếu bạn mua điện thoại CDMA từ nhà bán lẻ bên thứ ba, bạn sẽ phải gọi cho nhà cung cấp dịch vụ của mình để kích hoạt nó. Nếu bạn mua điện thoại GSM, bạn sẽ cần mua thẻ SIM và lắp nó vào thiết bị để kích hoạt khả năng kết nối mạng của nó.

Người sở hữu điện thoại CDMA không phải lo lắng về thẻ SIM, nhưng đó là một điều đáng tiếc hơn là một điều may mắn. Các thiết bị CDMA bị sa lầy trong những hạn chế về khả năng tương thích khó khắc phục và chủ sở hữu điện thoại GSM có thể chỉ cần tháo thẻ SIM và thay thế bằng thẻ khác. Hầu hết các mạng CDMA sẽ không cho phép bạn sử dụng điện thoại mua từ nhà khai thác khác, ngay cả khi nó tương thích về mặt kỹ thuật. Điều rất quan trọng cần nhớ là hạn chế này khi chọn mạng CDMA. Nếu sau này bạn quyết định chuyển đổi nhà cung cấp, bạn có thể sẽ phải mua một chiếc điện thoại mới, ngay cả khi mạng bạn đang chuyển sang cũng sử dụng CDMA.

Mặc dù GSM cởi mở hơn nhưng quyền truy cập vẫn có thể bị giới hạn ở dải tần được điện thoại hỗ trợ. Tần số thay đổi từ 380 đến 1900 MHz và phụ thuộc vào nhà khai thác địa phương. Bạn nên kiểm tra tần số mà nhà cung cấp dịch vụ của bạn hoạt động và đảm bảo rằng điện thoại bạn sắp mua hỗ trợ các tần số đó. Tuy nhiên, GSM tập trung quanh 4 băng tần chính: 850, 900, 1800 và 1900 MHz. Một chiếc điện thoại hỗ trợ cả bốn sẽ hoạt động ở hầu hết các quốc gia. Đây là lý do tại sao điện thoại GSM tương thích với tất cả các dải tần chính được gọi là “điện thoại thế giới”.

Nếu bạn hiểu được tầm quan trọng GSM và CDMA, Tuyệt vời! Bây giờ chúng ta hãy tiêu diệt hoàn toàn sự kiêu ngạo của bạn bằng cách nói về người mới, LTE (Tiến hóa dài hạn).

LTE là tiêu chuẩn mới, đã trở thành mốt trong vài năm qua. Mặc dù dựa trên các nguyên tắc của GSM nhưng nó vẫn là một tiêu chuẩn riêng biệt hoạt động bên ngoài mạng GSM và CDMA. Đây thực sự là thế hệ truyền dữ liệu di động thứ tư.

LTE phổ biến nhất ở Hàn Quốc, nơi tiêu chuẩn này được hầu hết thị trường sử dụng, nhưng nó cũng phổ biến ở Nhật Bản, Úc, Thụy Điển và Hoa Kỳ. Hiện tại, nó chủ yếu được sử dụng để truyền dữ liệu, nhưng LTE cũng có thể đóng vai trò thay thế cho các mạng di động truyền thống. Ví dụ, công ty Verizon Wireless của Mỹ đã công bố kế hoạch phát hành điện thoại LTE vào cuối năm 2014.

Chuẩn này sử dụng thẻ SIM nên người dùng sẽ có thể chuyển sang các mạng khác, tất nhiên nếu thiết bị hỗ trợ, chỉ bằng cách đổi thẻ SIM. Tuy nhiên, hiện nay LTE được sử dụng chủ yếu để truyền dữ liệu chứ không phải thoại. Điều này có nghĩa là chủ sở hữu điện thoại CDMA/LTE vẫn không thể sử dụng các mạng khác. Tình hình sẽ thay đổi khi các nhà khai thác như Verizon chuyển hoàn toàn sang mạng LTE. Nhưng điều này có thể mất vài năm.

Mặc dù tiêu chuẩn này có tiềm năng lớn nhưng vẫn có những trở ngại cho việc áp dụng nó. Bên ngoài Hàn Quốc, LTE không chiếm hơn 1/4 ở bất kỳ thị trường nào. Hàn Quốc nói chung và Verizon Wireless ở Mỹ thực sự là những trường hợp ngoại lệ đối với quy tắc này. Ở hầu hết các thị trường, ngay cả các nhà cung cấp dịch vụ cung cấp LTE cũng chỉ cung cấp dịch vụ này ở một số khu vực hạn chế.

Ngoài ra còn có một vấn đề với quang phổ. Hãy nhớ rằng GSM/CDMA hoạt động trên nhiều tần số khác nhau? Điều này cũng đúng với LTE. Bạn sẽ phải kiểm tra xem điện thoại của mình có tương thích với các dải tần được nhà mạng hỗ trợ hay không và bạn sẽ không thể sử dụng điện thoại LTE trên mạng khác có cùng chuẩn nhưng tần số khác nhau. Vẫn chưa rõ liệu tiêu chuẩn này có trở thành “toàn cầu” theo nghĩa tương tự như GSM hay không, tiêu chuẩn này giải quyết trên bốn tần số chính được hầu hết các điện thoại GSM hỗ trợ.

Tóm tắt

Hãy hít một hơi thật sâu. Đã đến lúc tóm tắt tất cả những gì đã được nói.

Trước hết cũng không GSM, không CDMA không có lợi thế hơn nhau về mặt kỹ thuật. Chúng được thiết kế cho một mục đích và chất lượng của mạng phụ thuộc vào nhà điều hành chứ không phải tiêu chuẩn mà nó sử dụng.

Thứ hai, điện thoại GSM có thể được mở khóa và sử dụng với nhà mạng khác, trong khi CDMA bị khóa đối với một nhà khai thác. Mua điện thoại GSM đã mở khóa thường rẻ hơn so với mua thiết bị CDMA đã ký hợp đồng.

Thứ ba, bạn cần kiểm tra cẩn thận các tần số được điện thoại hỗ trợ. Hầu hết đều tương thích với GSM hoặc CDMA và cả hai tiêu chuẩn đều có thể hoạt động trên các dải tần khác nhau tùy theo khu vực.

Cuối cùng, LTE có tiềm năng trở thành tiêu chuẩn toàn cầu, nhưng lại rơi vào tình trạng phân chia tần số thậm chí còn lớn hơn GSM và CDMA. Công nghệ này còn khá mới và chưa được triển khai rộng rãi.

Tôi hy vọng điều đó đã làm sáng tỏ mọi thứ. Mạng di động không ngừng phát triển và các tiêu chuẩn được điện thoại hỗ trợ có thể thay đổi theo từng năm. Hãy thoải mái hỏi bất kỳ câu hỏi nào bạn có trong phần bình luận.

Món tráng miệng Iphone 6

Thích xem!

https://www.youtube.com/watch?v=jKjXbwPIiHM

Thông thường, người dùng không nghĩ đến sự khác biệt về tiêu chuẩn truyền thông khi lựa chọn nhà mạng di động. Tuy nhiên, có sự khác biệt giữa chúng và CDMA cùng tồn tại thành công với GSM, công ty thống trị thị trường Ukraina. Trong tài liệu này, chúng tôi sẽ cố gắng tìm ra sự khác biệt là gì, GSM có thể mang lại cho người dùng những lợi thế gì và CDMA là gì.

Kể từ khi ra đời, thông tin di động đã trải qua nhiều vòng phát triển. Các tiêu chuẩn liên lạc đầu tiên thuộc thế hệ 1G là các tiêu chuẩn không dây tương tự như liên lạc qua điện thoại thông thường. Chúng có nhiều nhược điểm: công suất phát cao, có thể ảnh hưởng tiêu cực đến sức khỏe, công suất trạm gốc thấp và khả năng chống ồn kém. Bỏ qua các giai đoạn phát triển trung gian, chúng nhanh chóng được thay thế bằng mạng 2G thế hệ thứ hai.

Tiêu chuẩn kỹ thuật số đầu tiên là GSM, cung cấp khả năng chống ồn tốt hơn, bảo vệ chống chặn và chất lượng truyền giọng nói thông qua việc sử dụng codec giọng nói. Được phát triển bởi Viện Tiêu chuẩn Viễn thông Châu Âu (ETSI), nó bắt đầu được triển khai vào năm 1991, dần dần trở nên phổ biến nhất. Ngay từ năm 1993, Qualcomm, dựa trên công nghệ CDMA, đã phát triển tiêu chuẩn IS-95 thay thế (cdmaOne), bắt đầu được triển khai vào năm 1995.

Cái gì là sự khác biệt chính?

Sự khác biệt chính giữa các tiêu chuẩn này là cách chúng hoạt động với tài nguyên tần số.

GSM sử dụng sự phân tách thời gian và tần số của các kênh. Mỗi thuê bao được cấp một băng tần nhỏ để điện thoại liên lạc với trạm gốc. Trong trường hợp này, các “phiên” trao đổi dữ liệu được cố định theo thời gian. Với một sự đơn giản hóa nhất định, chúng ta sẽ nói rằng tín hiệu bị gián đoạn, nhưng do tần suất truyền dữ liệu cao nên thuê bao không nhận thấy điều này. Trong cuộc sống thực, sự gián đoạn chỉ được nhận thấy bằng âm thanh bíp đặc trưng của loa khi có điện thoại ở gần nhận cuộc gọi hoặc tin nhắn.

Ngược lại, CDMA sử dụng phân chia tín hiệu theo mã. Mỗi thuê bao kết nối với trạm gốc sẽ sử dụng toàn bộ tài nguyên tần số sẵn có, dùng chung cho tất cả các thuê bao và trạm gốc sẽ liên lạc với mọi người cùng một lúc. Tín hiệu từ một người dùng cụ thể được cách ly bằng cách sử dụng điều chế mã - mỗi thuê bao được gán một “mã” cụ thể, cho phép phân biệt tín hiệu đó với tín hiệu phát thanh chung.

Việc mô tả các mạch khác nhau sẽ dễ dàng hơn bằng một ví dụ đơn giản. Hãy tưởng tượng rằng có một số người trong phòng, được chia thành từng cặp. Phần đầu tiên giao tiếp bằng cùng một ngôn ngữ, chẳng hạn như họ nói lần lượt trong 20 giây - đây là mô tả về GSM. Phần thứ hai nói đồng thời, nhưng bằng các ngôn ngữ khác nhau - đây là CDMA. Trong cả hai trường hợp, mọi người giao tiếp bình thường, nhưng trò chuyện liên tục rõ ràng là thoải mái hơn, đặc biệt là vì những người hàng xóm gần đó đơn giản là không hiểu họ đang nói gì.

Những lợi ích là gì?

Sự khác biệt về nguyên lý hoạt động và băng tần rộng hơn được phân bổ cho thuê bao CDMA mang lại những lợi thế nhất định của CDMA so với GSM. Đối với người đăng ký, họ là:

• chất lượng truyền giọng nói tốt hơn – dải tần lớn có khả năng chống nhiễu
• bảo mật - nhìn từ bên ngoài, tín hiệu CDMA bị chặn trông giống như nhiễu, rất khó để cách ly từng thuê bao khỏi nó
• mức tiêu thụ điện năng của thiết bị liên lạc thấp hơn - công suất tín hiệu trong mạng CDMA thấp hơn so với GSM và phụ thuộc tuyến tính vào khoảng cách đến trạm gốc. Điều này cũng ảnh hưởng đến an ninh vì tín hiệu có công suất thấp hơn sẽ khó phát hiện hơn.

Đối với các nhà khai thác, ưu điểm của CDMA là dung lượng của các trạm gốc lớn hơn, phạm vi phủ sóng của chúng, thiết lập mạng dễ dàng hơn, khả năng chống tắc nghẽn và khả năng thích ứng với các nhiệm vụ cụ thể. Các nhà khai thác CDMA có thể bao phủ một khu vực lớn hơn với ít thiết bị hơn và dễ cấu hình hơn.

Một câu hỏi tự nhiên được đặt ra - nếu CDMA tốt hơn nhiều thì tại sao GSM lại là tiêu chuẩn phổ biến nhất? Những lý do khá đơn giản. Vào thời điểm thành lập, CDMA GSM đã tồn tại, có nhiều lựa chọn về giải pháp làm sẵn cho cả thiết bị vận hành và thiết bị tiêu dùng. CDMA tiên tiến hơn đòi hỏi nhiều sức mạnh tính toán hơn, tạo ra các giải pháp mới cho công nghệ ít phổ biến hơn và chẳng hạn như điện thoại thông thường đắt hơn so với các đối tác GSM và không tương thích với chúng.

Ngoài ra, còn có vấn đề về sự thân thiện với người dùng. Trong mạng GSM, mã định danh thuê bao là thẻ SIM, nơi lưu trữ thông tin cần thiết cho nhà điều hành. Người dùng muốn đổi điện thoại di động cũ sang điện thoại mới chỉ cần sắp xếp lại thẻ SIM. Để hoạt động trong mạng CDMA, dữ liệu cần thiết đã được ghi (flash) vào chính điện thoại; về nguyên tắc, nó không có khe cắm thẻ SIM. Do đó, việc đổi điện thoại di động cần phải đến phòng trưng bày của nhà điều hành và điện thoại hiện có không thể được sử dụng ở các quốc gia khác, chẳng hạn như khi chuyển vùng. Một dạng SIM tương tự cho CDMA xuất hiện vào năm 2002 và được gọi là R-UIM. Điện thoại hoạt động ở cả CDMA và GSM bắt đầu xuất hiện và vấn đề hạn chế về lựa chọn thiết bị dần dần được giải quyết. Các nhà khai thác Mỹ đã đóng một vai trò trong việc này và trở thành động lực thúc đẩy sự phát triển của tiêu chuẩn. Trên thị trường CDMA Ukraine, các nhà khai thác chiếm thị phần nhỏ hơn đáng kể, lựa chọn điện thoại thông minh hoặc thiết bị cầm tay tương thích ít hơn, nhưng một số thiết bị được các nhà khai thác nhập khẩu và người dùng, nếu muốn, có thể tự mua một chiếc điện thoại thông minh phù hợp trên nền tảng quốc tế.

Nếu chúng ta tính đến những ưu và nhược điểm, thì hóa ra các công nghệ này trông có thể so sánh được theo quan điểm của người tiêu dùng; lựa chọn cuối cùng chỉ phụ thuộc vào phạm vi phủ sóng của nhà điều hành.

Sự tiến hóa

Các kết luận đã nêu chủ yếu có thể áp dụng từ quan điểm liên lạc qua điện thoại thông thường, nhưng các cuộc trò chuyện từ lâu đã trở thành một trong những dịch vụ của các nhà khai thác trong bối cảnh truy cập Internet.

Ban đầu, chuẩn GSM cung cấp tốc độ truyền dữ liệu cao nhất có thể lên tới 9,6 kbit/s. Công nghệ GPRS và EDGE, thuộc thế hệ 2G, có thể tăng tốc lên lý thuyết 474 kbit/s. Thế hệ thứ ba của mạng UMTS GSM sử dụng công nghệ WCDMA để truyền dữ liệu, là một dẫn xuất của CDMA và sử dụng cách phân chia mã tương tự. Sự phát triển hơn nữa của công nghệ và sự ra đời của HSPA+ và DC-HSDPA (ví dụ: của Kyivstar và Life) cung cấp tốc độ trao đổi dữ liệu lý thuyết là 42,2 Mbit/s (Kyivstar, kết hợp hai “nhà cung cấp dịch vụ”) hoặc thậm chí là 63,3 Mbit/s (“ Cuộc sống”, ba “người vận chuyển”).

CDMA ban đầu có giới hạn an toàn cao hơn và cung cấp tốc độ dữ liệu lên tới 153 kbit/s. Các giai đoạn phát triển tiếp theo của tiêu chuẩn đã được phân loại là mạng 3G; công nghệ EV-DO được sử dụng để truyền dữ liệu. Tùy thuộc vào thế hệ tiêu chuẩn được triển khai (Rev.), tốc độ truyền dữ liệu tối đa trong mạng như vậy thay đổi từ 2,4/0,153 Mbit/s (Rev. 0, upload/download) đến 73,5/27 Mbit/s (Rev. B ) . Đương nhiên, những con số đưa ra cho từng tiêu chuẩn chỉ là lý thuyết; không thể đạt được tốc độ như vậy cho tất cả các thuê bao được kết nối và tốc độ truy cập thực tế thấp hơn nhiều lần. Thêm vào đó, tất cả phụ thuộc vào các công nghệ được triển khai. Ví dụ: Intertelecom ở các thành phố lớn hoạt động theo tiêu chuẩn Rev. B và cung cấp tốc độ lên tới 14,7 Mbps.

Vì vậy, về mặt lý thuyết, có thể phát triển hơn nữa mạng 3G và tăng tốc độ truyền dữ liệu, nhưng từ góc độ thực tế, giải pháp này có vẻ đáng ngờ. Tốc độ sẵn có đáp ứng tốt yêu cầu của người dùng (nếu bạn không nghĩ ra những tình huống điên rồ với việc phân phối torrent 24/7) và công nghệ này bao gồm khả năng tương thích ngược với mạng 2G và hỗ trợ cho điện thoại cũ.

CDMA(Tiếng Anh) Đa truy cập phân chia mã- Đa truy cập phân chia theo mã) là một công nghệ truyền thông, thường là vô tuyến, trong đó các kênh truyền có chung một băng tần nhưng có cách điều chế mã khác nhau. Nó trở nên nổi tiếng nhất ở cấp độ hàng ngày sau sự ra đời của các mạng thông tin di động sử dụng nó, đó là lý do tại sao nó thường bị nhầm lẫn chỉ với nó (thông tin di động di động).

Nguyên tắc hoạt động

Có hai nguồn chính cho hệ thống vô tuyến - tần số và thời gian. Việc phân chia các cặp máy thu và máy phát theo tần số sao cho mỗi cặp được phân bổ một phần phổ trong toàn bộ thời gian kết nối được gọi là FDMA (Đa truy cập phân chia tần số). Phân chia thời gian theo cách mà mỗi cặp máy thu-máy phát được phân bổ toàn bộ (hoặc hầu hết) phổ trong một khoảng thời gian được chỉ định được gọi là TDMA (Đa truy cập phân chia theo thời gian). Trong CDMA (Đa truy nhập phân chia theo mã), mỗi nút luôn được phân bổ toàn bộ phổ tần số. CDMA sử dụng các mã đặc biệt để xác định các kết nối. Các kênh lưu lượng với phương pháp phân chia môi trường này được tạo ra thông qua việc sử dụng tín hiệu vô tuyến được điều chế mã băng thông rộng - tín hiệu giống như nhiễu được truyền vào kênh chung cho các máy phát tương tự khác, trong một dải tần số rộng. Do hoạt động của một số máy phát, không khí trong dải tần số này càng trở nên giống tiếng ồn hơn. Mỗi máy phát điều chỉnh tín hiệu bằng cách sử dụng một mã số riêng hiện được gán cho mỗi người dùng; một máy thu được điều chỉnh theo một mã tương tự có thể tách biệt khỏi tạp âm chung của tín hiệu vô tuyến, một phần tín hiệu dành cho máy thu này. Không có sự phân tách rõ ràng về thời gian hoặc tần số của các kênh; mỗi thuê bao liên tục sử dụng toàn bộ độ rộng kênh, truyền tín hiệu đến dải tần chung và nhận tín hiệu từ dải tần chung. Đồng thời, các kênh thu và truyền băng thông rộng nằm trên các dải tần khác nhau và không gây nhiễu lẫn nhau. Dải tần của một kênh rất rộng, các chương trình phát sóng của các thuê bao chồng lên nhau nhưng do mã điều chế tín hiệu của chúng khác nhau nên chúng có thể được phân biệt bằng phần cứng và phần mềm của máy thu.

Điều chế mã sử dụng kỹ thuật trải phổ đa truy nhập. Nó cho phép bạn tăng thông lượng trong khi vẫn duy trì cường độ tín hiệu như nhau. Dữ liệu được truyền đi được kết hợp với tín hiệu giả ngẫu nhiên giống nhiễu nhanh hơn bằng cách sử dụng thao tác XOR theo bit. Hình ảnh bên dưới hiển thị một ví dụ minh họa ứng dụng của phương pháp này để tạo tín hiệu. Tín hiệu dữ liệu có thời lượng xung Tb được XOR với mã tín hiệu có thời lượng xung bằng (tham khảo: băng thông tỷ lệ với , trong đó = thời gian truyền của một bit), do đó băng thông của tín hiệu dữ liệu bằng nhau và băng thông của tín hiệu nhận được bằng . Vì ít hơn nhiều nên băng thông của tín hiệu nhận được lớn hơn nhiều so với tín hiệu dữ liệu được truyền ban đầu. Đại lượng này được gọi là cơ số của tín hiệu và ở một mức độ nào đó, [ Cái mà?], xác định giới hạn trên về số lượng người dùng được trạm gốc hỗ trợ tại một thời điểm.

Thuận lợi

• Hiệu suất quang phổ cao. Phân chia theo mã cho phép bạn phục vụ nhiều thuê bao trên cùng một băng tần hơn các loại phân chia khác (TDMA, FDMA).
• Phân bổ nguồn lực linh hoạt. Với việc phân chia mã, không có giới hạn nghiêm ngặt về số lượng kênh. Khi số lượng thuê bao tăng lên, xác suất xảy ra lỗi giải mã tăng dần dẫn đến chất lượng kênh giảm nhưng không dẫn đến lỗi dịch vụ.
• Bảo mật kênh cao hơn. Rất khó để chọn kênh mong muốn nếu không biết mã của nó. Toàn bộ dải tần được lấp đầy bằng tín hiệu giống như nhiễu.
• Điện thoại CDMA có công suất phát cực đại thấp hơn và do đó có thể ít gây hại hơn.

Sự phát triển của hệ thống thông tin di động sử dụng công nghệ CDMA

Công nghệ đa truy nhập phân chia theo mã đã được biết đến từ lâu. Ở Liên Xô, tác phẩm đầu tiên dành cho chủ đề này đã được D. V. Ageev xuất bản vào năm 1935 trong tác phẩm “Tách kênh bằng mã”. Người ta đã chỉ ra rằng khi sử dụng các phương pháp tuyến tính, có thể tách ba loại tín hiệu: tần số, thời gian và bù (theo hình dạng).

Công nghệ phân chia mã CDMA, nhờ hiệu suất phổ cao, là một giải pháp căn cơ cho sự phát triển hơn nữa của hệ thống thông tin di động.

CDMA2000 là tiêu chuẩn trong quá trình phát triển tiến hóa của mạng cdmaOne (dựa trên IS-95). Trong khi duy trì các nguyên tắc cơ bản do phiên bản IS-95A đặt ra, công nghệ của tiêu chuẩn CDMA không ngừng phát triển.

Sự phát triển tiếp theo của công nghệ CDMA diễn ra trong khuôn khổ công nghệ CDMA2000. Khi xây dựng hệ thống thông tin di động dựa trên công nghệ CDMA2000 1X, giai đoạn đầu tiên cung cấp truyền dữ liệu với tốc độ lên tới 153 kbit/s, cho phép cung cấp các dịch vụ liên lạc thoại, truyền tin nhắn ngắn, hoạt động với e-mail, Internet , cơ sở dữ liệu, dữ liệu và truyền hình ảnh tĩnh.

Quá trình chuyển đổi sang giai đoạn tiếp theo của CDMA2000 1X EV-DO xảy ra bằng cách sử dụng cùng băng tần 1,23 MHz, tốc độ truyền lên tới 2,4 Mbps ở liên kết chuyển tiếp và lên đến 153 kbps ở liên kết quay lại, khiến hệ thống liên lạc này có thể tương thích với 3G. để cung cấp phạm vi dịch vụ rộng nhất, bao gồm cả truyền video thời gian thực.

Giai đoạn phát triển tiếp theo của tiêu chuẩn theo hướng tăng dung lượng mạng và truyền dữ liệu là 1XEV-DO Rev A: truyền dữ liệu với tốc độ lên tới 3,1 Mbit/s hướng tới thuê bao và lên tới 1,8 Mbit/s từ thuê bao. Các nhà khai thác sẽ có thể cung cấp các dịch vụ tương tự như trên Rev. 0, ngoài ra còn truyền giọng nói, dữ liệu và phát sóng qua mạng IP. Hiện đã có một số mạng điều hành như vậy trên thế giới.

Các nhà phát triển thiết bị liên lạc CDMA đã đưa ra giai đoạn mới - 1XEV-DO Rev B, - với mục tiêu đạt được các tốc độ sau trên một kênh tần số: 4,9 Mbit/s cho thuê bao và 2,4 Mbit/s cho thuê bao. Ngoài ra, có thể kết hợp một số kênh tần số để tăng tốc độ. Ví dụ: kết hợp 15 kênh tần số (số lượng tối đa có thể) sẽ cho phép bạn đạt tốc độ 73,5 Mbit/s cho thuê bao và 27 Mbit/s cho thuê bao. Việc sử dụng các mạng như vậy sẽ cải thiện hiệu suất của các ứng dụng nhạy cảm với độ trễ thời gian như VoIP, Push to Talk, điện thoại video, trò chơi mạng, v.v.

Các thành phần chính tạo nên thành công thương mại của hệ thống CDMA2000 là vùng dịch vụ rộng hơn, chất lượng thoại cao (gần như tương đương với hệ thống có dây), tính linh hoạt và chi phí thấp khi giới thiệu các dịch vụ mới, khả năng chống ồn cao và tính ổn định của kênh liên lạc khỏi bị chặn và nhiễu. nghe trộm.

Công suất bức xạ thấp của máy phát vô tuyến của thiết bị thuê bao cũng đóng một vai trò quan trọng. Vì vậy, đối với hệ thống CDMA2000, công suất bức xạ tối đa là 250 mW. Để so sánh: trong hệ thống GSM-900, con số này là 2 W (mỗi xung, khi sử dụng GPRS+EDGE với mức lấp đầy tối đa; mức tối đa khi lấy trung bình theo thời gian trong một cuộc trò chuyện bình thường là khoảng 200 mW). Trong hệ thống GSM-1800 - 1 W (mỗi xung, mức trung bình nhỏ hơn 100 mW một chút). Công bằng mà nói, chúng tôi lưu ý rằng ý kiến ​​​​về tác hại của bức xạ điện thoại di động đối với cơ thể con người vẫn chưa bị các nhà khoa học bác bỏ. (thí nghiệm trên chuột cho thấy có nguy cơ phát triển ung thư).

Ghi chú

Liên kết

• Truy cập nhân phân chia theo mã CDMA
• Lệnh của Bộ Truyền thông Liên bang Nga số 157 ngày 30 tháng 12 năm 2002 “Trên mạng thông tin di động di động liên bang theo tiêu chuẩn IMT-MC-450 ở dải tần 450 MHz”

Xem thêm

Quỹ Wikimedia. 2010.

S. Orlov

Công nghệ CDMA - tính năng và lợi ích

Sự lựa chọn công nghệ điện thoại di động vào đầu thiên niên kỷ thứ ba dường như đã trở nên chắc chắn hơn. Đến cuối năm 1999, theo CDG (nhóm phát triển CDMA), công nghệ CDMA (Code Division Multiple Access) đã được 50 triệu thuê bao trên toàn thế giới lựa chọn (Hình 1). Trong đó có 28 triệu ở châu Á, 16,5 triệu ở Bắc Mỹ và 5 triệu ở Mỹ Latinh. Có nửa triệu người đăng ký ở Châu Âu, Trung Đông và Châu Phi.

Cơm. 1. Tăng trưởng số lượng thuê bao CDMA trên thế giới

Sự phát triển nhanh chóng của công nghệ truy cập phân chia mã này được giải thích bởi sự gia tăng dự kiến ​​về mật độ thuê bao, khả năng chống nhiễu, mức độ bảo mật cao của dữ liệu được truyền khỏi truy cập trái phép và các chỉ số kinh tế và năng lượng tốt hơn. Mô hình đơn giản hóa cho thấy dung lượng của các trạm gốc sử dụng công nghệ CDMA lớn hơn nhiều lần so với các chuẩn điện thoại di động hiện có sử dụng các kênh phân tần (NMT, AMPS, TACS). Tất nhiên, thực tế phức tạp hơn nhiều so với các mô hình lý tưởng hóa.

Tóm lại, những ưu điểm của CDMA so với các hệ thống khác như sau:

• dung lượng trạm gốc tăng 8–10 lần so với AMPS và 4–5 lần so với GSM;
• chất lượng âm thanh được cải thiện so với AMPS;
• thiếu quy hoạch tần số do sử dụng cùng tần số trong các khu vực lân cận của mỗi ô;
• cải thiện tính bảo mật của dữ liệu được truyền đi;
• đặc điểm vùng phủ sóng được cải thiện cho phép sử dụng ít ô hơn;
• tuổi thọ pin dài hơn trước khi xả;
• khả năng phân bổ dải tần số cần thiết - khi cần thiết.

Đặc tính kỹ thuật của công nghệ CDMA

Để so sánh khả năng của công nghệ CDMA, cần đưa ra mô tả về các tiêu chuẩn hiện có.

Dịch vụ điện thoại di động nâng cao (AMPS). Chuẩn này cung cấp khả năng truy cập đa phân chia theo tần số cho các thuê bao đến trạm gốc (FDMA). Mỗi kênh được phân bổ một dải tần hẹp (30 kHz) và kênh này được gán cho một thuê bao. Ngoài ra còn có AMPS băng thông hẹp (NAMPS), trong đó chỉ 10 kHz được phân bổ cho mỗi kênh. Trong hệ thống TACS (Hệ thống truyền thông toàn quyền truy cập), dải tần được phân bổ cho một kênh là 25 kHz.

Ở Bắc Mỹ, một nhà mạng sở hữu trung bình 416 kênh AMPS và chiếm băng tần 30 kHz 416 » 12,5 MHz. Rõ ràng, các tần số giống nhau không thể được sử dụng trong các ô liền kề, vì vậy bảy ô tạo thành “cúc” sử dụng một sơ đồ tần số. Do đó, đối với AMPS, số lượng thuê bao trên mỗi ô là khoảng 416/7 = 59. Trong hình. 2, việc tái sử dụng cùng tần số được thể hiện với cùng sắc thái.

Cơm. 2. Kế hoạch tần số "Chamomile" AMPS

Cần lưu ý rằng hệ số tái sử dụng tần số K = 7 được chọn từ các phép đo thực tế hơn là từ định luật suy giảm sóng vô tuyến trong chân không trên bề mặt tự do và có tính đến môi trường thực tế: nhà cửa, địa hình, v.v. Trên bề mặt tự do, hệ số này sẽ lớn hơn một chút.

Công nghệ phân chia thời gian đã trở nên phổ biến ở châu Âu. GSM (IS-54) sử dụng 10 kênh tần số và 8 khe thời gian chiếm kênh tần số rộng 200 kHz. Do đó, trong hệ thống GSM, 12,5/0,2 = 62 trung kế, mỗi trung kế 200 kHz có thể được đặt trong cùng băng tần 12,5 MHz. Xét rằng mỗi kênh tần số được chia thành 8 khe thời gian, dung lượng ô là 80 thuê bao, so với 59 ở AMPS.

Công nghệ phân chia mã cung cấp thêm nhiều cách để tăng công suất của các trạm gốc. Điểm mấu chốt là việc sử dụng các tín hiệu giống như tiếng ồn. Thay vì phân chia phổ hoặc các khe thời gian, mỗi người dùng được gán một đoạn sóng mang giống như nhiễu. Vì các mảnh của nó gần như trực giao nên có thể phân bổ toàn bộ độ rộng của kênh chuyên dụng cho mỗi người dùng. Bằng cách giải bài toán gần xa và điều khiển công suất động, phân bố tần số được thể hiện trên hình 2. 3, nghĩa là, toàn bộ dải tần 1,25 MHz được sử dụng bởi mỗi người dùng và dải tần tương tự được sử dụng lại ở ô lân cận. Dung lượng trên mỗi ô được xác định bằng sự cân bằng giữa tỷ lệ tín hiệu trên tạp âm cần thiết cho mỗi người dùng và hệ số nén của chuỗi mã.

Cơm. 3. Quy hoạch tần số CDMA

Một chỉ số định lượng về chất lượng của máy thu kỹ thuật số là tỷ lệ tín hiệu trên tạp âm không thứ nguyên (SNR - Tỷ lệ nhiễu tín hiệu)

Theo mật độ phổ công suất nhiễu trong biểu thức, chúng tôi muốn nói mật độ phổ sau dành cho nhiễu nhiệt và nhiễu là ảnh hưởng lẫn nhau từ các thuê bao khác. Tỷ lệ tín hiệu trên nhiễu xác định tỷ lệ giữa số bit được truyền sai trên tổng số của chúng. Tỷ lệ này cũng phụ thuộc vào các yếu tố bổ sung khác như mã hóa kênh và sửa lỗi, truyền lan đa đường và pha đinh. Đối với các máy thu thường được sử dụng trong CDMA thương mại, tỷ lệ tín hiệu trên tạp âm phải nằm trong khoảng từ 3 đến 9 dB. Năng lượng trên mỗi bit và tốc độ dữ liệu có liên quan như sau:

trong đó P s là công suất tín hiệu.

Nhiễu cộng với thành phần nhiễu là mật độ phổ công suất. Nếu phổ tín hiệu có phân bố đồng đều với băng thông W thì nhiễu cộng với thành phần nhiễu của mật độ phổ công suất là:

trong đó số hạng đầu tiên biểu thị mức nhiễu nhiệt của máy thu (FN = hệ số nhiễu máy thu). Bằng cách viết lại biểu thức cho tỷ lệ tín hiệu trên tạp âm theo tốc độ truyền dữ liệu và độ rộng của phổ chiếm dụng, chúng ta thu được công thức liên quan đến tỷ lệ năng lượng trên mỗi bit với công suất nhiễu với công suất trên mỗi người dùng. như với tốc độ truyền dữ liệu, tổng công suất trên mỗi người dùng cho những người dùng khác và độ rộng của phổ bị chiếm dụng:

Công thức này giải thích rằng hệ thống phân chia mã mang lại lợi ích lớn nhất trong các mạng có mật độ thuê bao cao và lưu lượng truy cập cao.

Vấn đề gần xa

CDMA (và các hệ thống trải phổ khác) đã bị bỏ quên trong các hệ thống thông tin di động không dây trong nhiều năm do vấn đề được gọi là gần xa. Do kết quả hoạt động của máy thu trong các hệ thống như vậy là sự tích chập của tín hiệu nhận được và tín hiệu tham chiếu, nên sự mơ hồ nảy sinh trong việc xác định tín hiệu tích chập. Ví dụ, các búp bên của tín hiệu chập từ thiết bị đầu cuối di động gần đó có thể có biên độ tương đương với phản hồi chính của tín hiệu chập từ thiết bị đầu cuối ở xa nhất. Do đó, một điểm quan trọng nhất khác trong công nghệ CDMA: tất cả các thiết bị đầu cuối di động phải tạo ra cường độ trường gần như giống nhau gần ăng-ten của trạm gốc.

Quản lý năng lượng

Điểm mấu chốt của CDMA thương mại rất đơn giản: nếu điều khiển công suất được sử dụng sao cho công suất nhận được từ tất cả các điểm ở xa là tương đương thì tất cả lợi ích của việc trải phổ sẽ có thể thực hiện được. Giả sử rằng nguồn điện được kiểm soát, tiếng ồn và nhiễu có thể được biểu thị bằng:

N 0 + I 0 = N 0 + (N - 1)P,
N 0 = F N k B T O , (5)

trong đó N là tổng số người dùng. Tỷ lệ tín hiệu trên tạp âm có dạng:

Số lượng thuê bao tối đa trên mỗi cơ sở sẽ đạt được nếu công suất được bổ sung chính xác đến mức cần thiết để cung cấp tỷ lệ tín hiệu trên tạp âm cần thiết, tuân thủ nghiêm ngặt giá trị xác suất lỗi được chấp nhận. Nếu chúng ta đặt giá trị phía bên trái của biểu thức (6) bằng tỷ lệ tín hiệu trên tạp âm đã cho và giải biểu thức này cho N, chúng ta thu được mối quan hệ để xác định dung lượng của trạm gốc cho CDMA:

Xét rằng tốc độ truyền dữ liệu trong CDMA là 9,6 kbaud, chúng ta nhận được:

Hoặc, cho rằng 15,1 dB là 5,688 và bình phương nó, số người dùng trên mỗi trạm gốc ở tỷ lệ tín hiệu trên tạp âm = 6 dB là 32. Khi hệ thống có điều khiển công suất, người thiết kế hệ thống hoặc người vận hành có cơ hội để chọn sự thỏa hiệp giữa tỷ lệ tín hiệu trên tạp âm và số lượng cuộc hội thoại đồng thời tối đa. Chúng ta hãy lưu ý một lần nữa rằng tỷ lệ tín hiệu trên tạp âm và số lượng thuê bao có mối liên hệ với nhau: nếu chúng ta tăng tỷ lệ tín hiệu trên tạp âm lên 3 dB thì số lượng thuê bao cho phép sẽ giảm đi một nửa, tức là lên 16 . Trong biểu thức (8) chúng ta đã bỏ qua sự khác biệt giữa N và N–1 . Có một số yếu tố khác mà chúng tôi chưa tính đến.

Dung lượng tế bào

Cuộc thảo luận xung quanh biểu thức (8) chỉ giả định một ô mà không tính đến sự can thiệp vào các ô lân cận. Bạn có thể đặt câu hỏi, chúng ta đang chiến thắng điều gì? Dung lượng của một tế bào AMPS bị cô lập thậm chí còn lớn hơn. Trên thực tế, không có gì ngăn cản việc sử dụng tất cả các kênh tần số (mỗi kênh 1,25 MHz) trong một ô (so sánh Hình 2 và Hình 3). Do đó, nếu chúng ta so sánh gần đúng, thì đối với AMPS, dung lượng của một “cúc cúc” gồm bảy ô bằng tích của số lượng thuê bao trên mỗi ô (59) với 7, tức là 413. Dung lượng tương tự cho CDMA bằng tích của số thuê bao trên mỗi ô (32) với số trung kế tần số (10) và trên số ô (7), tức là 2240. Tỷ lệ dung lượng CDMA trên AMPS là 5,4. Tuy nhiên, nếu tính đến nhiễu với các ô lân cận trong biểu thức (3) thì tỷ lệ này giảm xuống còn 4,4. Ngoài khả năng sử dụng đồng thời tất cả 10 kênh tần số, CDMA còn sử dụng phân vùng tế bào. Cải tiến này cho phép tỷ lệ công suất so sánh của CDMA và AMPS tăng lên tới 13 lần.

Mã hóa giọng nói

Một điểm quan trọng để giảm nhiễu lẫn nhau giữa các kênh từ các thuê bao khác nhau là mã hóa giọng nói. Mã hóa có thể làm giảm đáng kể công suất phát trung bình.

Được biết, lời nói của con người là một nguồn tín hiệu không liên tục. Từ các phép đo của Phòng thí nghiệm Bell, cho thấy hoạt động lời nói chiếm 35–40% tổng nguồn thời gian. Nếu sử dụng yếu tố này, bạn có thể tăng dung lượng mạng lên gấp hai lần trở lên. Trong thực tế, hệ số hoạt động này là 50% do trong thời gian im lặng, thiết bị di động và trạm gốc phải duy trì kênh liên lạc vật lý và công suất không thể giảm xuống 0. Như vậy, lợi thế của CDMA so với AMPS có thể lên tới 26 lần.

Đặc điểm xây dựng mạng CDMA

Một trong những người sáng lập công nghệ CDMA là công ty QUALCOMM của Mỹ. Tại Hoa Kỳ, hệ thống di động kỹ thuật số CDMA đã được TIA (Hiệp hội Công nghiệp Viễn thông) tiêu chuẩn hóa và được mô tả trong tiêu chuẩn IS-95. Giống như IS-54, IS-95 được thiết kế để tương thích với các hệ thống điện thoại di động AMPS hiện có. Hệ thống IS-95 được phân bổ cùng băng tần với AMPS. Nói cách khác, CDMA chạy trên AMPS hiện có.

Hệ thống CDMA cho phép mỗi người dùng trong một ô sử dụng cùng một kênh vô tuyến và toàn bộ băng tần được phân bổ. Người dùng ở ô lân cận sử dụng cùng dải tần số. Hệ thống hoàn toàn không yêu cầu lập kế hoạch tần số. Để giảm chi phí cho các nhà khai thác di động và dễ dàng chuyển đổi từ AMPS sang CDMA, hệ thống CDMA cung cấp độ rộng kênh 1,25 MHz, giống như AMPS. Không giống như các hệ thống di động khác, lưu lượng trên mỗi kênh không cố định và phụ thuộc vào hoạt động thoại cũng như yêu cầu mạng.

IS-95 sử dụng các loại điều chế khác nhau cho các kênh chuyển tiếp và kênh phản hồi. Trong kênh chuyển tiếp, trạm gốc đồng thời truyền dữ liệu cho tất cả người dùng trong ô, sử dụng các mã trải phổ khác nhau cho mỗi người dùng để phân tách các kênh. Mã thí điểm cũng được truyền đi và có mức năng lượng cao hơn, cho phép người dùng đồng bộ hóa tần số. Ở hướng ngược lại, các thiết bị cầm tay di động phản hồi không đồng bộ, với mức năng lượng đến trạm gốc từ mỗi thiết bị di động là như nhau. Chế độ này có thể thực hiện được nhờ điều khiển công suất và điều khiển công suất của các ống chuyển động thông qua kênh dịch vụ. IS-95 sử dụng mã hóa giọng nói QCELP (Dự đoán tuyến tính kích thích). Nó được mã hóa và nén và tốc độ dữ liệu trên mỗi kênh là 9,6 kbaud. Bộ giải mã giọng nói phát hiện hoạt động của giọng nói và trong thời gian tạm dừng (trong khi im lặng) sẽ giảm tốc độ kênh xuống 1200 baud. Giá trị trung gian 2400, 4800 cũng có thể.

Đặc điểm kỹ thuật của tần số và kênh

Đối với kênh trả về, IS-95 xác định dải tần từ 824 đến 849 MHz. Đối với kênh trực tiếp - 869–894 MHz. Các kênh chuyển tiếp và kênh quay lại cách nhau 45 MHz. Dữ liệu người dùng được đóng gói trong một kênh có băng thông 1,2288 Mbit/s. Dung lượng tải của kênh là 128 kết nối điện thoại với tốc độ lưu lượng 9,6 kbaud. Thuật toán trải phổ cho các kênh thuận và kênh ngược là khác nhau. Trong kênh trực tiếp, luồng dữ liệu người dùng được mã hóa và nén 2 lần. Tiếp theo, một thuật toán sắp xếp lại bit được sử dụng (trong tài liệu trong nước có thuật ngữ - xen kẽ). Sau đó, dữ liệu được tích hợp với một trong các chuỗi PSP giả ngẫu nhiên 64 bit (hàm Walsh). Mỗi thuê bao di động được cấp một đoạn PSP, nhờ đó dữ liệu của anh ta sẽ được tách biệt khỏi dữ liệu của các thuê bao khác. Tính trực giao của các đoạn PSP được đảm bảo bằng cách mã hóa đồng bộ tất cả các kênh trong ô cùng một lúc (và bản thân các đoạn này là trực giao). Hệ thống cung cấp tín hiệu (mã) hoa tiêu để cho phép thiết bị đầu cuối di động điều khiển các đặc tính kênh và thực hiện phát hiện đồng bộ. Để đồng bộ hóa toàn cầu mạng CDMA, hệ thống cũng sử dụng thẻ vô tuyến từ vệ tinh GPS. Liên kết trở về sử dụng thuật toán định hình phổ khác vì tín hiệu từ các thiết bị đầu cuối từ xa đến trạm gốc thông qua các đường dẫn khác nhau. Sau khi mã hóa trước và nén 1/3 và hoán vị bit, các khối gồm 6 ký hiệu được mã hóa được đóng gói thành một trong 64 hàm Walsh trực giao. Điều này tạo ra tín hiệu 64 chữ số. Việc mở rộng phổ gấp bốn lần ở đầu ra tạo ra luồng 1,2288 Mbit/s. Chuỗi 307,2 Kbps ban đầu được tạo theo các mã được xác định cho người dùng 242 và trạm cơ sở 215. Nén 1/3 và đóng gói Walsh dẫn đến khả năng chống nhiễu đặc biệt. Cải thiện khả năng chịu lỗi là hoàn toàn cần thiết đối với kênh ngược vì nó sử dụng khả năng phát hiện không mạch lạc và gây nhiễu với các thiết bị đầu cuối di động khác trong ô. Một yếu tố quan trọng khác của kênh ngược là điều khiển công suất của thiết bị đầu cuối di động. Hệ thống cung cấp khả năng điều khiển công suất chậm (tĩnh) và điều khiển công suất nhanh. Các lệnh điều khiển nhanh được gửi ở tốc độ 800 baud và được nhúng vào các khung hội thoại. Nếu không kiểm soát công suất nhanh, hiện tượng suy giảm tín hiệu liên quan đến sự lan truyền sóng vô tuyến trong các kết cấu có vật thể phản chiếu (tường nhà, kết cấu kim loại, v.v.) sẽ dẫn đến suy giảm đáng kể hiệu suất của hệ thống. Điều khiển công suất chậm cung cấp sự cân bằng tương đương về khoảng cách từ thiết bị đầu cuối di động đến trạm gốc. Để chống lại sự lan truyền đa đường, cả thiết bị đầu cuối di động và trạm gốc đều sử dụng bộ thu RAKE sử dụng khả năng thu tín hiệu tương quan. Một số bộ tương quan được sử dụng ở đầu vào máy thu để gấp chuỗi đầu vào. Trong trường hợp này, tín hiệu tham chiếu được cung cấp cho các bộ tương quan khác nhau với sự thay đổi thời gian nhỏ, tương xứng với chênh lệch thời gian khi sóng vô tuyến truyền dọc theo các quỹ đạo khác nhau. Các tín hiệu đầu ra của các bộ tương quan được tổng hợp. Do đó, nếu mức tín hiệu tích chập từ một trong các tín hiệu đa đường tại thời điểm hiện tại bằng 0 (do mô hình nhiễu của phân bố trường), thì tích chập từ tín hiệu bị trễ sẽ khác 0. Tiêu chuẩn IS-95 cung cấp ba bộ tương quan ở đầu vào máy thu. Kiến trúc CDMA cung cấp khả năng “chuyển giao” mềm. Việc liên lạc khi thiết bị đầu cuối di động di chuyển từ ô này sang ô khác không bị phá hủy hoặc gián đoạn. Thiết bị đầu cuối di động kết hợp hai tín hiệu từ hai trạm gốc giống như cách nó kết hợp hai tín hiệu từ một trạm gốc đến theo các đường dẫn khác nhau.

Kênh trực tiếp CDMA

Kênh CDMA chuyển tiếp bao gồm tín hiệu hoa tiêu, kênh đồng bộ hóa, tối đa bảy kênh tìm gọi và tối đa 63 kênh lưu lượng. Tín hiệu hoa tiêu cho phép thiết bị đầu cuối di động nhận được dấu thời gian, cung cấp sự đồng bộ hóa pha để phát hiện mạch lạc. Dựa trên tín hiệu hoa tiêu, thiết bị đầu cuối di động có thể xác định mức tín hiệu tương đối từ mỗi trạm gốc và quyết định thời điểm và vị trí của trạm gốc. Kênh đồng bộ truyền tín hiệu đồng hồ đến thiết bị đầu cuối di động ở tốc độ 1200 baud. Các kênh phân trang được sử dụng để truyền thông tin điều khiển và các tin nhắn khác và hoạt động ở tốc độ 9600, 4800, 2400 baud. Kênh lưu lượng truy cập trực tiếp truyền bất kỳ dữ liệu người dùng nào ở tốc độ 9600, 4800, 2400, 1200 baud.

Dữ liệu trên kênh lưu lượng chuyển tiếp được nhóm thành khung 20 ms. Dữ liệu người dùng, sau khi mã hóa trước và định dạng, sẽ được xen kẽ để điều chỉnh tốc độ truyền dữ liệu hiện tại, tốc độ này có thể thay đổi. Sau đó, phổ tín hiệu được mở rộng bằng cách tích chập với hàm Walsh và chuỗi giả ngẫu nhiên thành giá trị 1,2288 Mbit/s.

Kênh con điều khiển công suất

Để giảm thiểu số lỗi, IS-95 cung cấp khả năng kiểm soát công suất đầu ra của từng bóng đèn. Trạm cơ sở nhận và đánh giá cường độ trường từ mỗi thiết bị cầm tay thông qua kênh ngược và thông báo cho thiết bị đầu cuối di động về nhu cầu giảm/tăng công suất.

Do công suất mà trạm gốc nhận được được xác định bởi cả khoảng cách đến thiết bị di động và nhiễu trong kênh liên lạc (và các điểm 0 và các nút nằm ở khoảng cách gần trong mô hình nhiễu), nên trạm gốc sẽ gửi tín hiệu điều khiển công suất cứ sau 1,25 ms. . Tín hiệu điều khiển công suất được gửi đến thiết bị đầu cuối di động trong kênh con điều khiển chuyển tiếp. Tín hiệu này ra lệnh tăng hoặc giảm công suất thêm 1 dB. Nếu mức tín hiệu thấp thì “0” sẽ được truyền trong kênh con điều khiển chuyển tiếp, từ đó ra lệnh tăng công suất và ngược lại. Các bit điều khiển công suất được chèn vào sau dữ liệu được mã hóa.

Có 24 ký hiệu dữ liệu được truyền trong khoảng thời gian 1,25 ms và IS-95 cho phép 16 vị trí có thể truyền bit điều khiển công suất. Các vị trí này được đặt ở đầu và bất kỳ bit nào trong số 16 bit đầu tiên có thể là bit điều khiển công suất. 24 bit cho bộ thập phân mã dài được sử dụng để xáo trộn dữ liệu trong khoảng thời gian 1,25 ms. Và 4 bit cuối cùng trong số 24 bit xác định vị trí của bit điều khiển nguồn.

Kênh trả về CDMA

Dữ liệu người dùng trên kênh quay lại được nhóm thành các khung 20 ms. Tất cả dữ liệu trong kênh trả về được mã hóa bằng codec gấp, xen kẽ và mã hóa theo chuỗi trực giao 64 ký tự. Sự trải phổ xảy ra trước khi truyền. Các thủ tục xen kẽ, điều chế trực giao và trải phổ tương tự như các thủ tục dành cho kênh chuyển tiếp, do đó mô tả của chúng bị bỏ qua.

Phần kết luận

Các hệ thống có trải phổ trực tiếp, hay còn gọi là tín hiệu giống nhiễu, không được phát minh ngày nay hoặc thậm chí là ngày hôm qua. Những hệ thống liên lạc như vậy từ lâu đã được sử dụng trong quân sự và các thiết bị đặc biệt. Và việc ngày nay công nghệ này đang dần chuyển sang loại hình sản xuất công cộng phần lớn là do những thành công to lớn của vi điện tử: các thiết bị xử lý thông tin thụ động và kỹ thuật số tương tự. Một số phát triển quan trọng và hữu ích đã được các nhà khoa học Nga thực hiện: Viện nghiên cứu truyền thông vô tuyến Voronezh, Viện nghiên cứu truyền thông vô tuyến Moscow, NPO Almaz, v.v. Để trang trí tài liệu, cần trích dẫn kết quả của những phát triển có ứng dụng thương mại trong CDMA.

Trong bộ lễ phục. Hình 4 thể hiện đáp ứng tần số của bộ lọc sóng âm bề mặt được thiết kế cho thiết bị đầu cuối di động theo tiêu chuẩn IS-95 và Hình 4. 5 - đáp ứng tần số của bộ lọc cho CDMA băng rộng - công nghệ truyền thông cho phép bạn truyền hình ảnh chuyển động.

Văn học

1. Vijay K. Gard. IS-95 CDMA và cdma2000: Triển khai hệ thống di động/PCS. 446 trang.
2. Kyung Il Kim. Sổ tay thiết kế, kỹ thuật và tối ưu hóa hệ thống CDMA. 274 trang.
3. Joseph C. Liberti, Jr., Theodore S. Rappaport. Ăng-ten thông minh cho truyền thông không dây IS-95 và ứng dụng CDMA thế hệ thứ ba.
4. Nghèo/Wornel. Truyền thông không dây: Quan điểm xử lý tín hiệu. 432 tr.
5. Theodore S. Rappaport. Truyền thông không dây: Nguyên tắc và thực hành. 656 tr.
6. Gard/Smolik/Wilkes. Ứng dụng CDMA trong truyền thông không dây/cá nhân. 416 trang.
7. Man Young Rhee. Thông tin di động di động CDMA và bảo mật mạng. 544 trang.

Điện thoại những năm gần đây có nhiều chức năng, bao gồm khả năng sử dụng các tiêu chuẩn liên lạc khác nhau.

Không phải tất cả người dùng điện thoại di động đều có đủ kiến ​​thức về tiêu chuẩn truyền thông họ sử dụng để kết nối với các thuê bao khác. Hầu hết người tiêu dùng dịch vụ liên lạc có thể chỉ cần thông tin này khi họ phải chọn một chiếc điện thoại mới.

Danh sách các tùy chọn và đặc điểm ấn tượng có rất nhiều ký hiệu và chữ viết tắt bí ẩn, ý nghĩa của chúng rất khó đoán hoặc vẫn là bí mật đằng sau bảy con dấu. Điều gì ẩn sau mật mã chữ cái CDMA và WCDMA, chúng được dùng để làm gì và ngày nay có thể làm được nếu không có chúng?

CDMA trong điện thoại là gì?

Như bạn đã biết, có một số tiêu chuẩn khác nhau để truyền dữ liệu trong thông tin di động. Nó đã trở thành một tiêu chuẩn được chấp nhận chung ở nước ta và các nước Châu Âu, nhưng để thay thế cho nó, vào những năm 90, tiêu chuẩn CDMA hoặc Đa truy cập phân chia theo mã (công nghệ đa truy cập phân chia theo mã) đã được đề xuất.

Nếu trong các gói thông tin số hóa trong truyền thông GSM được phân tách theo thời gian thì tiêu chuẩn CDMA không chỉ sử dụng thời gian mà còn sử dụng cả sự phân tách được mã hóa. Các gói thông tin giọng nói được mã hóa theo một cách, các gói dữ liệu cá nhân của người đăng ký được mã hóa theo một cách khác và kết nối Internet sử dụng phương thức mã hóa thứ ba. Nhờ đó, tất cả dữ liệu có thể được truyền đồng thời mà không gây nhiễu lẫn nhau.


Nếu điện thoại của bạn không chỉ có GSM mà còn có CDMA, điều này có nghĩa là bạn có điện thoại tiêu chuẩn kép có thể hoạt động trong các mạng có nguyên tắc mã hóa tín hiệu khác nhau. Trên thực tế, CDMA là tiêu chuẩn có chất lượng cao hơn, tốc độ cao hơn và đáng tin cậy hơn. Nhiều chuyên gia coi việc áp dụng truyền thông GSM làm tiêu chuẩn chính cho các nước châu Âu là một sai lầm nghiêm trọng.

WCDMA trong điện thoại là gì?

Một tiêu chuẩn truyền thông khác được sử dụng rộng rãi hiện nay trong việc xây dựng mạng 3G là WCDMA. Chữ viết tắt này là viết tắt của Wideband Code Division Multiple Access, tức là. chuẩn CDMA băng thông rộng.

Đúng như tên gọi, WCDMA là một biến thể của tiêu chuẩn CDMA sử dụng truyền thông băng thông rộng. Đây là dịch vụ chính dành cho các nhà khai thác di động ở Nhật Bản, nhờ đó Internet không dây xuất hiện và được cung cấp rộng rãi ở quốc gia này sớm hơn các quốc gia khác.

Ngày nay, dựa trên nguyên tắc WCDMA, chúng được chế tạo để cung cấp tốc độ trao đổi dữ liệu cao và độ tin cậy (ở khoảng cách ngắn lên tới 2 Mbit mỗi giây, ở khoảng cách đáng kể từ các trạm gốc - lên tới 384 Kbit mỗi giây).


WCDMA sử dụng băng thông rộng có dải tần 5 MHz. Công nghệ WCDMA có khả năng rộng hơn đáng kể so với tiêu chuẩn GSM: nó cho phép bạn truyền đồng thời tín hiệu thoại, tín hiệu video và các gói thông tin kỹ thuật số.

Một trong những ưu điểm của WCDMA là nó không bị ràng buộc với một vị trí lãnh thổ cụ thể của các trạm gốc. Sử dụng tiêu chuẩn này, bạn không nhận thấy rằng mình đang di chuyển từ khu vực này sang khu vực khác trong khi di chuyển - ví dụ: khi di chuyển bằng ô tô hoặc tàu hỏa. Bạn thậm chí có thể vượt qua biên giới giữa các quốc gia nhưng điều này sẽ không ảnh hưởng đến tín hiệu nhận được.

Hầu hết các điện thoại hiện đại đều sử dụng tiêu chuẩn WCDMA, tiêu chuẩn này cung cấp Internet không dây chất lượng cao, nhanh chóng và đáng tin cậy cũng như các dịch vụ liên lạc không dây khác, bao gồm cả điện thoại di động thông thường.

Bạn có cần CDMA và WCDMA trong điện thoại ngày nay không?

Chuẩn CDMA vẫn được sử dụng để vận hành một số mạng không dây hoạt động ở Nga - nổi tiếng nhất trong số đó là SkyLink. CDMA cực kỳ phổ biến ở Trung Quốc, nơi nó được sử dụng gần như ngang bằng với GSM.


Nhiều nhà khai thác ở các quốc gia khác nhau trên thế giới đã bị thuyết phục về độ tin cậy và triển vọng của nó. Đối với WCDMA, nó đã được sử dụng ở Nga để cung cấp dịch vụ liên lạc 3G. Do đó, khi chọn một chiếc điện thoại mới, hãy nhớ xem xét các đặc điểm của nó để biết đề cập đến sự hiện diện của tiêu chuẩn WCDMA.