¿Qué es CDMA?
Descripción general de CDMA
Consejo básico: el sistema analógico utiliza tecnología FDMA (acceso múltiple por división de frecuencia), GSM utiliza tecnología TDMA (acceso múltiple por división de tiempo) y CDMA también se denomina división de código. sitio de acceso múltiple. Desarrollado por primera vez por Qualcomm en Estados Unidos. CDMA es una tecnología de comunicación móvil diseñada para gran capacidad, alta calidad, servicios integrales, transferencia suave, roaming internacional y otros requisitos requeridos por las redes de comunicación móvil modernas.
El principio de CDMA: CDMA se basa en la tecnología de espectro ensanchado, es decir, los datos de información que deben transmitirse con un determinado ancho de banda de señal se modulan con un código pseudoaleatorio de alta velocidad con un ancho de banda mucho mayor que el ancho de banda de la señal, de modo que el ancho de banda de la señal de datos original se expande, la modula la portadora y se envía. El extremo receptor utiliza exactamente el mismo código pseudoaleatorio para realizar el procesamiento de correlación con la señal de ancho de banda recibida y reemplaza la señal de banda ancha con una señal de banda estrecha de los datos de información originales, es decir, desensanchada, para lograr la comunicación de información.
1. Características de la red de comunicación móvil celular CDMA
En comparación con FDMA y TDMA, CDMA tiene muchas ventajas únicas, algunas de las cuales son inherentes al sistema de comunicación de espectro extendido y la otra. parte Se debe a tecnologías como la conmutación suave y el control de potencia. La red de comunicaciones móviles CDMA es una combinación de varias tecnologías, como espectro ensanchado, acceso múltiple, redes celulares y reutilización de frecuencia. Contiene una colaboración de procesamiento de señales tridimensionales en el dominio de la frecuencia, el dominio del tiempo y el dominio del código, por lo que es resistente. Buena resistencia a la interferencia, desvanecimiento anti-multitrayecto, alta confidencialidad y seguridad, la misma frecuencia se puede reutilizar en múltiples celdas, la relación portadora-interferencia (C/I) requerida es menor que 1 y se pueden hacer concesiones entre capacidad y calidad. Estas propiedades otorgan a CDMA ventajas muy importantes sobre otros sistemas.
La capacidad del sistema es grande. En teoría, la red móvil CDMA es 20 veces mayor que la red analógica. En realidad, es 10 veces más grande que la red analógica y entre 4 y 5 veces más grande que GSM.
Configuración flexible de la capacidad del sistema: Está relacionado con el mecanismo de CDMA. CDMA es un sistema de autointerferencia. Todos los usuarios de dispositivos móviles ocupan el mismo ancho de banda y frecuencia. Por ejemplo, imaginamos el ancho de banda como una casa grande. Todas las personas entran en la única casa grande, si hablan idiomas completamente diferentes, pueden escuchar claramente las voces de sus compañeros, con sólo algunas interferencias de las conversaciones de otras personas. Aquí el aire de la casa se puede imaginar como un transmisor de banda ancha. Los diferentes idiomas se tratan como códigos, podemos seguir agregando usuarios hasta que el ruido de fondo total nos limite. Si podemos controlar la intensidad de la señal de los usuarios, podemos acomodar a más usuarios mientras mantenemos llamadas de alta calidad.
Buena calidad de llamada: la calidad de voz del sistema CDMA es muy alta. El vocoder puede ajustar dinámicamente la velocidad de transmisión de datos y seleccionar diferentes niveles de transmisión según los umbrales apropiados. Al mismo tiempo, el valor umbral cambia según el cambio del ruido de fondo, de modo que incluso cuando el ruido de fondo es grande, se puede obtener una mejor calidad de llamada. Además, el sistema CDMA utiliza tecnología de traspaso suave, "conectar primero y luego desconectar", que supera por completo las deficiencias del traspaso duro que facilita la interrupción de llamadas.
Planificación de frecuencia simple. Los usuarios se distinguen por diferentes códigos de secuencia, por lo que se pueden utilizar diferentes portadoras CDMA en celdas adyacentes. La planificación de la red es flexible y la expansión es simple. Prolongue la vida útil de la batería del teléfono móvil Utilizando el control de potencia y un codificador de voz de velocidad variable, se prolonga la vida útil de la batería del teléfono móvil.
Se reduce el coste de construcción de la red.
2. Tecnologías clave de la red de comunicaciones móviles CDMA
1. Tecnología de control de potencia
La tecnología de control de potencia es la tecnología central del sistema CDMA. El sistema CDMA es un sistema de autointerferencia. Todos los usuarios móviles ocupan el mismo ancho de banda y frecuencia. El problema de la "utilidad cercana y lejana" es particularmente prominente. El propósito del control de potencia CDMA es superar el "efecto cercano y lejano" para que el sistema pueda mantener comunicaciones de alta calidad sin causar interferencias a otros usuarios. El control de potencia se divide en control de potencia directa y control de potencia inversa. El control de potencia inversa se puede dividir en control de potencia de circuito abierto en el que sólo participan las estaciones móviles y control de potencia de circuito cerrado en el que participan simultáneamente las estaciones móviles y las estaciones base.
(l) Control de potencia en bucle abierto inverso.
Se basa en el cambio de la potencia recibida por la estación móvil en la celda y ajusta la potencia de transmisión de la estación móvil para que las señales enviadas por todas las estaciones móviles tengan la misma potencia en la estación base. Es principalmente para compensar efectos como sombras y esquinas, por lo que tiene un gran rango dinámico. Según el estándar IS-95, debería alcanzar al menos un rango dinámico de más o menos 32 dB.
(2) Control de potencia en bucle cerrado inverso. El objetivo del diseño del control de potencia de bucle cerrado es permitir que la estación base corrija rápidamente la estimación de potencia de bucle abierto de la estación móvil de modo que la estación móvil mantenga la potencia de transmisión óptima.
(3) Control de potencia de avance. En el control de potencia directa, la estación base ajusta la potencia de transmisión de cada estación móvil de acuerdo con los resultados de la medición. El propósito es asignar menor potencia de enlace directo a estaciones móviles con desvanecimiento de trayectoria pequeño, y asignar menor potencia de enlace directo a aquellas que están lejos. desde la estación base y la tasa de error de bits a las estaciones móviles más altas se les asigna una mayor potencia de enlace directo.
2． Tecnología de código PN
La elección del código PN afecta directamente la capacidad, la capacidad antiinterferencias, la velocidad de acceso y conmutación y otros rendimientos del sistema CDMA. Los canales CDMA se distinguen por códigos PN, por lo que se requiere que los códigos PN tengan buena autocorrelación, correlación cruzada débil y esquemas de implementación y codificación simples. El sistema CDMA actual utiliza una secuencia PN básica, la secuencia m, como código de dirección, y utiliza sus diferentes fases para distinguir a los diferentes usuarios.
3. Tecnología de recepción RAKE
El canal de comunicación móvil es un canal de desvanecimiento multitrayecto. La tecnología de recepción RAKE consiste en recibir las señales de cada canal por separado para su demodulación y luego superponer la salida para mejorar el efecto de recepción aquí. Esto no sólo no es una desventaja, sino que se convierte en un factor ventajoso que puede explotarse en los sistemas CDMA.
4． Tecnología de transferencia suave
Conectar primero y luego desconectar se llama transferencia suave. Los sistemas CDMA funcionan en la misma frecuencia y ancho de banda, por lo que la tecnología de transferencia suave es mucho más conveniente y fácil de implementar que los sistemas TDMA;
5. Tecnología de codificación de voz
Actualmente existen dos tipos principales de codificación de voz en los sistemas CDMA, a saber, codificación de predicción lineal excitada por código (CELP) de 8 kbit/s y 13 bit/s. La codificación de voz de 8 kbit/s alcanza el nivel de voz de 13 bit/s del sistema GSM o incluso mejor. La codificación de voz de 13 bits/s ha alcanzado el nivel de voz por cable de larga distancia. CELP utiliza el mismo principio que la codificación predictiva lineal de excitación de pulso, excepto que la posición y amplitud del pulso se reemplazan por una tabla de códigos vectoriales.
3. Aplicación de la tecnología CDMA en el país y en el extranjero
Aunque GSM ha logrado un gran éxito comercial, sus limitaciones técnicas han limitado su capacidad, encareciendo así su sistema. Definitivamente estará en desventaja en la competencia futura con los sistemas CDMA. Cabe señalar que el éxito de GSM se debió en gran medida a la inmadurez de los productos CDMA en ese momento y a los obstáculos en tecnologías clave (como el efecto cercano-lejano, control de potencia, etc.), junto con la exitosa toma de decisiones en Europa en trabajo de estandarización, que condujo al surgimiento de GSM. En el momento adecuado, se convirtió en la única opción para actualizar los sistemas de telefonía celular analógica a mediados y principios de la década de 1990 y obtuvo una rápida promoción global.
Sin embargo, desde que la TIA aprobó CDMA como estándar de sistema celular digital de espectro extendido en 1993, la tecnología CDMA se ha desarrollado rápidamente en el extranjero y se ha ido poniendo al día desde atrás. Especialmente en Europa, la base de GSM, el ETSI (Instituto Europeo de Normas de Telecomunicaciones) está revisando el estándar G3 (comunicaciones móviles de tercera generación). Independientemente de si se utilizan prototipos de Nokia, Ericsson, Motorola o Siemens, se utilizará CDMA como estándar. estándar de interfaz aérea, que establece además que CDMA es la dirección principal de las redes de comunicaciones móviles comerciales.
Siete de las 10 principales empresas de telefonía móvil de Estados Unidos utilizan CDMA. En Asia, la tendencia a la comercialización de la tecnología CDMA es más fuerte. En 1995, la compañía LGIC de Corea del Sur lanzó el primer sistema de conmutación CDMA comercial del mundo.
En septiembre de 1995, se abrió la primera red móvil CDMA comercial del mundo en Hong Kong. En 1996, se abrió la red CDMA comercial más grande del mundo cerca de Seúl, Corea del Sur. En 1997 se abrió la red de comunicaciones personales CDMA de Singapur, que también fue la primera en. Asia. Una red de comunicaciones personales CDMA. Todos estos signos indican que CDMA se está convirtiendo en una tecnología de comunicación inalámbrica global.
En el campo de las comunicaciones móviles mundial actual, después de los sistemas analógicos y los sistemas digitales como GSM, el sistema CDMA que ha llamado mucho la atención es sin duda el sistema CDMA. Además de las ventajas de la tecnología en sí, lo importante es que la organización ITU (Unión Internacional de Telecomunicaciones) ha establecido CDMA (banda ancha) como el estándar unificado para los teléfonos móviles en el mundo futuro (estándar IMT-2000), para que las personas puede viajar por todo el mundo con un teléfono y un número. El ideal de las comunicaciones móviles gratuitas. En otras palabras, después de entrar en el siglo XXI, la construcción de redes en todos los países del mundo cumplirá con el "estándar IMT-2000" (CDMA). Para entonces, la gente tendrá teléfonos móviles CDMA en sus manos y viajará por el mundo sin ellos. cualquier obstáculo a la comunicación.
A juzgar por la situación de nuestro país, tras pasar por el analógico y el GSM, se ha empezado a utilizar CDMA en nuestro país. En 1997, se creó Great Wall Telecommunications Company con el objetivo de promover el uso comercial de las redes CDMA, que se pusieron en uso en cuatro ciudades: Beijing, Shanghai, Xi'an y Guangzhou.
4. ¿Puede CDMA convertirse en un caballo oscuro en la familia de teléfonos móviles?
El sistema CDMA utiliza tecnología de codificación y su codificación tiene 440 millones de disposiciones digitales para cada teléfono móvil. También cambia en cualquier momento, lo que hace posible el robo de códigos. Sólo puede ser una posibilidad teórica. La posibilidad de que un teléfono móvil CDMA funcione en paralelo con otros teléfonos móviles es "una vez cada doscientos años".
La potencia de transmisión del sistema CDMA es muy pequeña, con un máximo de sólo 200 milivatios. Durante una llamada normal, sólo requiere 0,1 milivatios. Incluso en comparación con una bombilla normal, sólo equivale a. menos de cien milésima. Cuando la gente escucha que las ondas electromagnéticas de los teléfonos celulares son dañinas para el cuerpo humano, usar teléfonos móviles CDMA es de hecho una opción ideal. Algunas personas incluso los llaman "teléfonos móviles ecológicos".
La voz CDMA es más clara y no se interrumpen llamadas. Lo que más preocupa a los usuarios de teléfonos móviles es la calidad de la voz que CDMA afirma ser "comunicación inalámbrica, calidad de sonido por cable", que está garantizada por su "recepción multitrayecto" de alta tecnología. La "recepción de rutas múltiples" consiste en diseñar múltiples receptores en el teléfono móvil para recibir señales al mismo tiempo y luego superponer completamente las señales recibidas para filtrar las señales de ruido, de modo que las señales de voz se destaquen naturalmente y, por supuesto, sean claro y agradable al oído.
Con las excelentes funciones avanzadas mencionadas anteriormente, ¿CDMA reemplazará pronto a GSM y se convertirá en el teléfono móvil dominante en el mercado? Hay que creer que el sistema GSM seguirá manteniendo una vitalidad considerable. La primera es la ventaja de la cobertura de la red. GSM tendrá ventajas obvias en el roaming internacional y nacional durante mucho tiempo. La segunda es la ventaja del nivel de mantenimiento. ha sido capacitado sistemáticamente de manera efectiva. Reduce los costos operativos y los riesgos del sistema de la red; la tercera es la ventaja de la marca GSM, por lo que es poco probable que CDMA reemplace a GSM. En segundo lugar, CDMA se encuentra actualmente en uso comercial experimental en unas pocas ciudades de mi país para que los teléfonos móviles se vuelvan realmente populares en el mercado, es necesario establecer una red enorme para facilitar la itinerancia entre varios lugares, si CDMA quiere convertirse en uno. Miembro de la familia de teléfonos móviles, "Dark Horse" todavía necesita pasar por un largo período de tiempo. Por supuesto, los operadores CDMA y los proveedores de telefonía móvil no se centran en el presente, sino en el próximo siglo.
Actualmente, entre los modelos vendidos en el mercado se encuentran principalmente la estadounidense Qualcomm, Motorola y la surcoreana Samsung. Entre ellas, Qualcomm es la fundadora de CDMA y tiene considerables ventajas en tecnología y calidad.