Представьте себе узкополосный сигнал
промодулированный неким потоком данных со скоростью, например 9600 bps.
Пусть есть уникальная, повторяющаяся, псевдослучайная цифровая
последовательность со значительно большей скоростью, скажем 1.25 Mbps.
Если менять фазу узкополосного сигнала в соответствии с псевдослучайной
последовательностью, то мы получим шумоподобный сигнал с широким
спектром, содержащий в себе информацию. Если рассмотреть, что
происходит с точки зрения частоты - то получится что информационный
сигнал "расплылся" (spread) по спектру шумоподобного сигнала
(pseudonoise). Теперь осталось выдать этот широкополосный сигнал в
эфир.
На пути от передатчика к приёмнику к сигналу добавятся помехи и сигналы
других передатчиков. Принятый и демодулированный сигнал перемножим с
точной копией шумоподобного сигнала, который использовался для
модуляции (здесь необходима очень высокая степень синхронизации
приёмника и передатчика) и получим узкополосную составляющую с высокой
энергией на единицу частоты - переданный поток данных. Так как помехи и
сигналы от других передатчиков не совпадают с использованным
шумоподобным сигналом, то после перемножения они ещё больше расползутся
по спектру и их энергия на единицу частоты уменьшится.
Таким образом, используя разные псевдослучайные последовательности
(коды) можно организовать несколько независимых каналов передачи данных
в одной и той же полосе частот.
Нужно сказать что вышеприведенное описание технологии DSSS сильно
упрощено, хотя, надеюсь, даёт представление о том, как это всё работает.
И чем CDMA лучше других?
В
системах с частотным разделением каналов (как в FDMA, так и в TDMA)
существует проблема так называемого "многократного использования"
(reuse) частотных каналов. Чтобы не мешать друг другу, соседние базовые
станции должны использовать разные каналы. Таким образом, если у БС 6
соседей (наиболее часто рассматриваемый случай, при этом зону каждой БС
можно представить как шестиугольник, а всё вместе выглядит как пчелиные
соты :) ) то количество каналов, которые может использовать эта БС в
семь раз меньше чем общее количество каналов в отведённом для сети
диапазоне. Это приводит к уменьшению ёмкости сети и необходимости
увеличивать плотность установки БС в густонаселённых районах. Для CDMA
такой проблемы вообще нет. Все БС работают на одном и том же канале.
Таким образом, частотный ресурс используется более полно. Ёмкость CDMA
сети обычно в несколько раз выше, чем TDMA, и на порядок выше чем FDMA
сетей.
Для того, чтобы телефоны находящиеся близко к БС не забивали своим
сигналом более отдалённых абонентов, в CDMA предусмотрена плавная
регулировка мощности, что приводит к значительному сокращению
энергопотребления телефона вблизи БС и, соответственно, увеличению
времени работы телефона без подзарядки.
Одной из приятных особенностей CDMA сетей является возможность
"мягкого" перехода от одной БС к другой (soft handoff). При этом,
возможна ситуация когда одного абонента "ведут" сразу несколько БС.
Абонент просто не заметит, что его "передали" другой БС. Естественно,
чтобы такое стало возможным, необходима прецизионная синхронизация БС.
В коммерческих системах это достигается использованием сигналов времени
от GPS (Global Positioning System) американской спутниковой системы
определения координат.
CDMA это практически полностью цифровой стандарт. Обычно все
преобразования информационного сигнала происходят в цифровой форме, и
только радиочасть аппарата является аналоговой, причём гораздо более
простой, чем для других групп стандартов. Это позволяет практически
весь телефон выполнить в виде одной микросхемы с большой степенью
интеграции, тем самым значительно снизив стоимость телефона.
Цифровая сущность CDMA весьма располагает к использованию этой
технологии для безпроводной передачи данных. В рассмотренном выше
примере мы задали не очень высокую скорость, однако существующие
реализации CDMA позволяют многократно увеличивать скорость передачи
данных, правда за счет сокращения ёмкости сети.
Стандарты CDMA используют более современный кодек для оцифровки речи,
что субъективно повышает качество передачи аналогового сигнала по
сравнению с действующими TDMA стандартами.
Из минусов CDMA можно отметить необходимость использования достаточно
широкой и неразрывной полосы, что не всегда возможно в современной
обстановке дефицита частотного ресурса и большую сложность реализации
данной технологии в "железе"
Перспективы CDMA
В
мире, развитие CDMA идет нарастающими темпами. Наибольшее
распространение получили стандарты IS-95 ( 800 MHz ) и CDMA PCS ( 1900
MHz ). На май 2000г в 43 странах использующих CDMA насчитывалось более
57 миллионов абонентов, причём с мая 1999 количество пользователей
удвоилось. Исторически сложилось так, что CDMA наиболее распространён в
Северной и Южной Америке и Юго-Восточной Азии. С принятием Китаем CDMA
как федерального стандарта сомнений в том, что этот стандарт станет
основным на нашей планете, практически не осталось.
Cтандарты CDMA изначально включали в себя функцию передачи данных и на
сегодня, почти все современные CDMA телефоны способны предоставлять
пользователю 14.4 Kbps цифровой канал. А сама сеть использует IP
протокол для передачи данных. Таким образом, CDMA уже сейчас полностью
Internet-совместима. Нет проблем и с более высокими скоростями.
Некоторые операторы CDMA в US уже предоставляют услуги передачи данных
со скоростями до 144 Kbps. Кроме того, система используемая этими
операторами позволяет динамически изменять пропускную способность
канала в зависимости от активности клиента и загрузки сети, тем самым
оптимизируя использование ресурсов сети. По заявлениям CDMA Development
Group уже сейчас достижима скорость 300 Kbps, что вплотную приближает
существующие CDMA стандарты к 3-му поколению.
У CDMA гораздо меньше проблем с переходом к 3-му поколению по сравнению
с TDMA системами. TIA/EIA (Telecommunication Industry Association /
Electronic Industries Alliance) предолжила группу стандартов cdma2000
(IS-2000) которые являются развитием ныне действующего IS-95. Основные
отличия cdma2000 от своего предшественника - большее количество
диапазонов для использования в организации мобильной связи и увеличение
скорости передачи данных до 1Mbps на физическом уровне. Также добавлены
новые протоколы для обеспечения всевозможных сервисов. Особо следует
подчеркнуть требование стандарта об обратной совместимости с IS-95. Все
мобильные станции cdma2000 должны работать в сетях IS-95, и
соответственно все базовые станции cdma2000 должны обслуживать
мобильные станции IS-95. Более того, имеется требование обеспечения
handoff\'а (перехода от одной соты к другой) между cdma2000 и IS-95.
Таким образом, возможна незаметная для пользователя миграция сети от
IS-95 к cdma2000. Также примечателен факт, что стандартом предусмотрено
использование некоторых диапазонов используемых ныне старыми
аналоговыми стандартами (например Band Class 5 (NMT-450)) что даёт
возможность операторам этих стандартов перейти от 1-го поколения сразу
к 3-ему, постепенно отдавая участки своего диапазона под cdma2000, по
мере увеличения количества абонентов пользующихся новым оборудованием.
Однако даже в cdma2000 сохранена возможность работы мобильных и базовых
станций в аналоговом режиме. Этот режим практически идентичен стандарту
AMPS c A-Key идентификацией и предназначен для обеспечения связи там,
где использование цифрового режима по тем или иным причинам невозможно.
cdma2000 был принят в группу IMT-2000, которая определяет глобальное
виденье организацией ITU (International Telecommunication Union) систем
3-го поколения, в качестве одного из основных радиоинтерфейсов, что
позволяет предполагать его дальнейшее распространение. Причём из-за
преимуществ перед TDMA технологиями ( стандарт UWC-136 также
предлагается в качестве одного из возможных радиоинтерфейсов в IMT-2000
) вполне возможно распространение CDMA и в Европе, которая на данный
момент является вотчиной TDMA стандарта GSM.
НОВЫЕ СТАТЬИ НА САЙТЕ
Советы по распределению сетевых адресов Если в вашей сети не больше 60 компьютеров, то она может работать с одним сервером и иметь один номер. При переходе от одноранговой сети на сеть с выделенным сервером этот номер должен отличаться от применявшегося ранее, что позволит делать переход менее болезненым и постепенным. Например, в старом варианте…далее >>>
Эталонная семиуровневая модель OSI (Open System Interconnect) В начале 80-х годов ISO признала необходимость создания модели сети, на основе которой поставщики оборудования телекоммуникаций могли создавать взаимодействующие друг с другом сети. В 1984 году такой стандарт был выпущен под названием "Эталонная модель взаимодействия открытых систем" (Open…далее >>>
Простые маршрутизаторы. Обзор. Простые маршрутизаторы (Обзор)В этой статье мы рассмотрим недорогие маршрутизаторы для доступа в Интернет, с успехом работающие с модемами для выделенных линий. В настоящий момент на рынке Украины предлагается довольно широкий спектр маршрутизаторов, способных работать совместно с модемами для выделенных…далее >>>
Структура систем передачи канала Е1 Канал Е1Канал Е1 - первичный канал иерархии PDH - является основным каналом, используемым во вторичных сетях телефонии, передачи данных и ISDN (PRI). По сравнению с остальными каналами иерархии PDH этот канал имеет несколько особенностей, связанных с его использованием, а именно сверхцикловую структуру…далее >>>
Типы интерфейсов передачи данных Рекомендации, принятые Международным консультативным комитетом по телефонии и телеграфии (CCITT, ныне ITU-T), обозначаются комбинацией из заглавной латинской буквы и точки. Фактически эти рекомендации являются стандартами, которые соблюдаются пропорционально степени их распространения (V.24 — всегда,…далее >>>
