Технологія безпроводової передачі даних CDMA

забезпечує одночасну передачу голосу і факсу по одному каналу. У технології CDMA реалізовані оригінальні алгоритми упаковки даних для більшої швидкості їх передачі.

1. 2 Концепція CDMA

У зоні покриття електромагнітної хвилі в середовищі бездротового зв'язку пріоритетним завданням для будь-якої системи передачі є встановлення з'єднання по каналах між абонентами мережі зв'язку. Фактично це завдання вирішує рухомий зв'язок з множинним доступом. В даний час використовуються наступні режими бездротового зв'язку з множинним доступом: FDMA в аналогових системах, TDMA і CDMA в цифрових системах. Теоретичною основою для реалізації з'єднання з множинним доступом є принцип поділу сигналу, тобто диференціювання сигналів, що надходять від різних терміналів за рахунок належної організації сигналів на стороні передачі: на стороні прийому проводиться виділення сигналів з вступників сигнальних комбінацій пристроєм розпізнавання сигналів.

Під множинним доступом з частотним ущільненням (FDMA) розуміється спосіб організації рухомого зв'язку з множинним доступом на основі поділу несучих частот переданого сигналу; під множинним доступом з тимчасовим ущільненням (TDMA) мається на увазі спосіб організації рухомого зв'язку з множинним доступом на основі поділу моментів часу передачі сигналів; під множинним доступом з кодовим ущільненням (CDMA) розуміється спосіб організації рухомого зв'язку з множинним доступом за рахунок використання різних кодових шаблонів переданого сигналу. На рисунку 1. 1 показані часові області і частотні діапазони FDMA, TDMA і CDMA під час передачі сигналів.

Рисунок 1. 1 – Часові області та частотні діапазони передачі FDMA, TDMA і CDMA

Таким чином, CDMA означає модулювання сигналів з використанням різних ортогональних псевдовипадкових адресних кодів на стороні передачі і демодулірованіе комбінованих сигналів з використанням тих же самих псевдовипадкових адресних кодів на стороні прийому для отримання вихідного сигналу.

1.3 Концепція розширення спектра

В системі передачі CDMA використовується технологія розширеного спектру. Так звана технологія розширеного спектру використовується для перетворення вихідних сигналів в сигнали передачі з набагато більш широкою смугою частот з метою підвищення перешкодозахищеності системи зв'язку.

 Рисунок 1. 2 – «Ромашка» частотного плану AMPS

 Рисунок 1. 3 – Частотний план CDMA

  (1. 1)

Дискусія навколо вираження припускала тільки одну клітинку, не враховуючи інтерференції з сусідніми. Можна поставити запитання, в чому ж ми виграємо. Ємність ізольованою AMPS – осередки навіть більше. Насправді, ніщо не заважає використовувати всі частотні стволи (по 1, 25 МГц) всередині однієї соти (зіставимо рис. 1. 2 і рис. 1. 3). Таким чином, якщо ми проведемо наближене зіставлення, то для AMPS ємність « ромашки « із семи сот дорівнює добутку числа абонентів на соту (59) на 7, тобто 413. Аналогічна ємність для CDMA дорівнює добутку числа абонентів на соту (32) на число частотних стволів (10) і на число сот (7), тобто 2240. Ставлення ємності CDMA до AMPS становить 5, 4. Однак, якщо врахувати інтерференцію з сусідніми сотами у виразі (1. 1), то це відношення зменшиться до 4, 4. Крім можливості одночасного використання всіх десяти частотних стволів, в CDMA застосовується секторізація сот. Це удосконалення дозволяє збільшити порівняльне відношення ємності CDMA і AMPS до 13 разів.

1.4 Структура системи бездротової передачі CDMA

У системі зв'язку CDMA під псевдо-випадковим адресним кодом розуміється періодична кодова послідовність з високими показниками самокорелляціі, але нульовий або дуже низькою взаємної кореляцією. Залежно від режиму модуляції сигналів системи CDMA можна розділити на дві категорії: системи DS-CDMA (CDMA c прямим розширенням спектру) і системи MC-CDMA (CDMA з декількома несучими).

В системі DS -CDMA використовується певний код для розширення спектру вихідного сигналу у часовій області на стороні передачі, і той же самий код використовується для декодування сигналів на стороні прийому з метою отримання необхідних сигналів. В системі MC-CDMA (CDMA з декількома несучими) використовується певний код для розширення спектру вихідних сигналів в частотній області на стороні передачі, а декодування сигналів здійснюється тим же способом для отримання необхідних сигналів. Так як система MC-CDMA працює в частотному діапазоні, на стороні передачі повинен використовуватися метод швидкого перетворення Фур'є (FFT), а на стороні прийому має використовуватися зворотне швидке перетворення Фур'є (IFFT).

У комерційній системі стільникового рухомого зв'язку CDMA використовується комбінація технології CDMA з технологією DS, в результаті чого формується система DS-CDMA. На рисунку 1. 4 показана

спрощена схема передачі системи DS-CDMA.

У CDMA застосовані такі основні принципи:

сигнали, що передаються в прямому або зворотному напрямку,

повинні попередньо кодуватися і відповідним чином декодуватися в процесі прийому;

режим передачі: частотне ущільнення в дуплексному режимі (FDD) ;

кодування мовлення здійснюється в режимі лінійного передбачення Qualcomm-кодом (Q-CELP) з регульованою швидкістю (1, 1/2, 1/4) ;

для виправлення помилок каналу використовується комбінація згортального кодування і чергування пакетів;

у прямому напрямку використовується модуляція QPSK, у зворотному напрямку модуляція π/4-QPSK;

швидкість передачі сигналу з розширеним спектром: 1, 2288 Мбіт/с;

використовувана смуга частот. У діпазоні 450 Мгц – 450-457. 475 МГц (зворотний канал / приймальня BS), 460-467. 475 МГц (прямий канал / передавальна BS). У діпазоні 800 Мгц – 824-849 МГц (зворотний канал / приймальня BS), 869-894