Кодовым разделением множественного доступа - Code-division multiple access

Эта статья о методе доступа к каналу. Информацию о технологии мобильных телефонов, называемой CDMA, см. cdmaOne и CDMA2000.

Кодовым разделением множественного доступа (CDMA) это метод доступа к каналу используется различными радио коммуникационные технологии. CDMA является примером множественный доступ, где несколько передатчиков могут передавать информацию одновременно по одному каналу связи. Это позволяет нескольким пользователям совместно использовать полосу частот (см. пропускная способность ). Чтобы разрешить это без чрезмерного вмешательства между пользователями, CDMA использует расширенный спектр технология и особая схема кодирования (где каждому передатчику присваивается код).^[1][2]

CDMA используется как метод доступа во многих стандарты мобильных телефонов. ИС-95, также называемый "cdmaOne", и его 3G эволюция CDMA2000, часто называют просто "CDMA", но UMTS, стандарт 3G, используемый GSM несущие также используют «широкополосный CDMA» или W-CDMA, а также TD-CDMA и TD-SCDMA в качестве своих технологий радиосвязи.

История

Технология каналов множественного доступа с кодовым разделением каналов известна давно. в Советский союз (СССР) первая работа, посвященная этой теме, была опубликована в 1935 г. Дмитрий Агеев.^[3] Было показано, что с помощью линейных методов можно выделить три типа разделения сигналов: частотное, временное и компенсационное.^{[требуется разъяснение ]} Технология CDMA была использована в 1957 году, когда молодой военный радиоинженер Леонид Куприянович в Москве изготовили экспериментальную модель носимого автоматического мобильного телефона, названного им ЛК-1, с базовой станцией.^[4] LK-1 имеет вес 3 кг, дальность действия 20–30 км и время автономной работы 20–30 часов.^[5][6] Базовая станция, по описанию автора, могла обслуживать нескольких клиентов. В 1958 году Куприянович изготовил новую экспериментальную «карманную» модель мобильного телефона. Этот телефон весил 0,5 кг. Для обслуживания большего числа клиентов Куприянович предложил устройство, которое назвал «коррелятором».^[7][8] В 1958 году в СССР также началась разработка "Алтай «национальная гражданская служба мобильной связи для автомобилей, основанная на советском стандарте MRT-1327. Телефонная система весила 11 кг (24 фунта). Она размещалась в багажнике автомобилей высокопоставленных чиновников и использовала стандартную трубку в пассажирский салон.Основными разработчиками системы «Алтай» были ВНИИС (Воронежский научно-исследовательский институт связи) и ГСПИ (Государственный специализированный проектный институт). В 1963 году эта услуга начала работать в Москве, а в 1970 году услуга «Алтай» использовалась в 30 городах СССР.^[9]

Использует

CDMA2000 мобильный телефон

• Синхронный CDM (мультиплексирование с кодовым разделением, раннее поколение CDMA) был реализован в спутниковая система навигации (GPS). Это предшествует и отличается от его использования в мобильные телефоны.
• В Qualcomm стандарт ИС-95, продается как cdmaOne.
• Стандарт Qualcomm ИС-2000, известный как CDMA2000, используется несколькими компаниями мобильной связи, в том числе Глобалстар сеть.^{[nb 1]}
• В UMTS Стандарт мобильного телефона 3G, который использует W-CDMA.^{[nb 2]}
• CDMA использовался в OmniTRACS спутниковая система для транспортировки логистика.

Этапы модуляции CDMA

CDMA - это метод множественного доступа с расширенным спектром. Метод расширенного спектра расширяет полосу пропускания данных равномерно для одинаковой передаваемой мощности. Код расширения - это псевдослучайный код, имеющий узкую функция неоднозначности, в отличие от других кодов с узкими импульсами. В CDMA локально сгенерированный код работает с гораздо большей скоростью, чем данные, которые должны быть переданы. Данные для передачи объединяются побитовым XOR (исключающее ИЛИ) с более быстрым кодом. На рисунке показано, как генерируется сигнал с расширенным спектром. Сигнал данных с длительностью импульса ${\displaystyle T_{b}}$ (период символа) подвергается операции XOR с кодовым сигналом с длительностью импульса ${\displaystyle T_{c}}$ (период чипа). (Примечание: пропускная способность пропорционально ${\displaystyle 1/T}$, куда ${\displaystyle T}$ = битовое время.) Следовательно, ширина полосы сигнала данных равна ${\displaystyle 1/T_{b}}$ а ширина полосы сигнала с расширенным спектром равна ${\displaystyle 1/T_{c}}$. С ${\displaystyle T_{c}}$ намного меньше, чем ${\displaystyle T_{b}}$, ширина полосы сигнала с расширенным спектром намного больше, чем ширина полосы исходного сигнала. Соотношение ${\displaystyle T_{b}/T_{c}}$ называется коэффициентом расширения или выигрышем от обработки и определяет до определенной степени верхний предел общего числа пользователей, одновременно поддерживаемых базовой станцией.^[1][2]

Генерация сигнала CDMA

Каждый пользователь в системе CDMA использует свой код для модуляции своего сигнала. Выбор кодов, используемых для модуляции сигнала, очень важен для работы систем CDMA. Наилучшая производительность достигается при хорошем разделении сигнала желаемого пользователя и сигналов других пользователей. Разделение сигналов производится коррелирующий полученный сигнал с локально сгенерированным кодом желаемого пользователя. Если сигнал соответствует желаемому коду пользователя, то функция корреляции будет высокой, и система сможет извлечь этот сигнал. Если желаемый код пользователя не имеет ничего общего с сигналом, корреляция должна быть как можно ближе к нулю (таким образом, исключая сигнал); это называется взаимная корреляция. Если код коррелирован с сигналом при любом временном сдвиге, отличном от нуля, корреляция должна быть как можно ближе к нулю. Это называется автокорреляцией и используется для подавления многолучевых помех.^[14][15]

Аналогия с проблемой множественного доступа - это комната (канал), в которой люди хотят разговаривать друг с другом одновременно. Чтобы избежать путаницы, люди могут по очереди говорить (временное разделение), говорить на разных тонах (частотное разделение) или говорить на разных языках (кодовое разделение). CDMA аналогичен последнему примеру, где люди, говорящие на одном языке, могут понимать друг друга, но другие языки воспринимаются как шум и отклонено. Аналогично, в CDMA радиосвязи каждой группе пользователей дается общий код. Многие коды занимают один и тот же канал, но общаться могут только пользователи, связанные с определенным кодом.

В целом CDMA относится к двум основным категориям: синхронным (ортогональные коды) и асинхронным (псевдослучайные коды).

Мультиплексирование с кодовым разделением (синхронный CDMA)

Метод цифровой модуляции аналогичен тем, которые используются в простых радиопередатчиках. В аналоговом случае низкочастотный сигнал данных умножается по времени на высокочастотную чистую синусоидальную несущую и передается. По сути, это частотная свертка (Теорема Винера – Хинчина ) двух сигналов, в результате чего получается несущая с узкими боковыми полосами. В цифровом случае синусоидальная несущая заменяется на Функции Уолша. Это бинарные прямоугольные волны, образующие полный ортонормированный набор. Сигнал данных также является двоичным, и временное умножение достигается с помощью простой функции XOR. Обычно это Клетка Гилберта смеситель в схеме.

Синхронный CDMA использует математические свойства ортогональность между векторов представляющие строки данных. Например, двоичная строка 1011 представлен вектором (1, 0, 1, 1). Векторы можно умножить, взяв их скалярное произведение, суммируя произведения их соответствующих компонентов (например, если ты = (а, б) и v = (c, d), то их скалярное произведение ты·v = ac + bd). Если скалярное произведение равно нулю, два вектора называются ортогональный друг другу. Некоторые свойства скалярного произведения помогают понять, как W-CDMA работает. Если векторы а и б ортогональны, то ${\displaystyle \mathbf {a} \cdot \mathbf {b} =0}$ и:

${\displaystyle \mathbf {a} \cdot (\mathbf {a} +\mathbf {b} )=\|\mathbf {a} \|^{2},\ {\text{since}}\ \mathbf {a} \cdot \mathbf {a} +\mathbf {a} \cdot \mathbf {b} =\|\mathbf {a} \|^{2}+0,}$

${\displaystyle \mathbf {a} \cdot (-\mathbf {a} +\mathbf {b} )=-\|\mathbf {a} \|^{2},\ {\text{since}}\ {-\mathbf {a} }\cdot \mathbf {a} +\mathbf {a} \cdot \mathbf {b} =-\|\mathbf {a} \|^{2}+0,}$

${\displaystyle \mathbf {b} \cdot (\mathbf {a} +\mathbf {b} )=\|\mathbf {b} \|^{2},\ {\text{since}}\ \mathbf {b} \cdot \mathbf {a} +\mathbf {b} \cdot \mathbf {b} =0+\|\mathbf {b} \|^{2},}$

${\displaystyle \mathbf {b} \cdot (\mathbf {a} -\mathbf {b} )=-\|\mathbf {b} \|^{2},\ {\text{since}}\ \mathbf {b} \cdot \mathbf {a} -\mathbf {b} \cdot \mathbf {b} =0-\|\mathbf {b} \|^{2}.}$

Каждый пользователь в синхронном CDMA использует код, ортогональный кодам других, для модуляции своего сигнала. Пример 4 взаимно ортогональных цифровых сигналов показан на рисунке ниже. Ортогональные коды имеют взаимную корреляцию, равную нулю; Другими словами, они не мешают друг другу. В случае IS-95, 64-битный Коды Уолша используются для кодирования сигнала для разделения разных пользователей. Поскольку каждый из 64 кодов Уолша ортогонален всем остальным, сигналы делятся на 64 ортогональных сигнала. В следующем примере показано, как можно кодировать и декодировать сигнал каждого пользователя.

Пример

Пример 4 взаимно ортогональных цифровых сигнала

Начните с набора векторов, которые взаимно ортогональный. (Хотя взаимная ортогональность является единственным условием, эти векторы обычно строятся для простоты декодирования, например, столбцы или строки из Матрицы Уолша.) Пример ортогональных функций показан на рисунке рядом. Эти векторы будут назначены отдельным пользователям и называются код, чип код, или же код чипирования. В интересах краткости в остальной части этого примера используются коды v всего с двумя битами.

Каждый пользователь связан с другим кодом, например v. Бит 1 представлен передачей положительного кода v, а бит 0 представлен отрицательным кодом −v. Например, если v = (v₀, v₁) = (1, -1) и данные, которые пользователь желает передать, - (1, 0, 1, 1), то передаваемые символы будут

(v, −v, v, v) = (v₀, v₁, −v₀, −v₁, v₀, v₁, v₀, v₁) = (1, −1, −1, 1, 1, −1, 1, −1).

Для целей данной статьи мы называем этот сконструированный вектор переданный вектор.

У каждого отправителя свой уникальный вектор. v выбирается из этого набора, но метод построения передаваемого вектора идентичен.

Теперь, из-за физических свойств помех, если два сигнала в точке находятся в фазе, они складываются, чтобы дать удвоенную амплитуду каждого сигнала, но если они не в фазе, они вычитают и дают сигнал, который является разностью амплитуды. В цифровом виде это поведение может быть смоделировано добавлением векторов передачи компонент за компонентом.

Если отправитель 0 имеет код (1, -1) и данные (1, 0, 1, 1), а отправитель 1 имеет код (1, 1) и данные (0, 0, 1, 1), и оба отправителя передают одновременно, то в этой таблице описаны шаги кодирования:

Шаг	Кодировать sender0	Кодировать sender1
0	code0 = (1, −1), data0 = (1, 0, 1, 1)	code1 = (1, 1), data1 = (0, 0, 1, 1)
1	encode0 = 2 (1, 0, 1, 1) - (1, 1, 1, 1) = (1, −1, 1, 1)	encode1 = 2 (0, 0, 1, 1) - (1, 1, 1, 1) = (−1, −1, 1, 1)
2	signal0 = encode0 ⊗ code0 = (1, −1, 1, 1) ⊗ (1, −1) = (1, −1, −1, 1, 1, −1, 1, −1)	сигнал1 = кодировать1 ⊗ код1 = (−1, −1, 1, 1) ⊗ (1, 1) = (−1, −1, −1, −1, 1, 1, 1, 1)

Поскольку signal0 и signal1 передаются в эфир одновременно, они складываются для получения необработанного сигнала

(1, −1, −1, 1, 1, −1, 1, −1) + (−1, −1, −1, −1, 1, 1, 1, 1) = (0, −2, −2, 0, 2, 0, 2, 0).

Этот необработанный сигнал называется интерференционной картиной. Затем получатель извлекает понятный сигнал для любого известного отправителя, комбинируя код отправителя с интерференционной картиной. В следующей таблице объясняется, как это работает, и показано, что сигналы не мешают друг другу:

Шаг	Расшифровать sender0	Расшифровать sender1
0	code0 = (1, −1), сигнал = (0, −2, −2, 0, 2, 0, 2, 0)	code1 = (1, 1), сигнал = (0, −2, −2, 0, 2, 0, 2, 0)
1	decode0 = узор.vector0	decode1 = шаблон.vector1
2	decode0 = ((0, −2), (−2, 0), (2, 0), (2, 0)) · (1, −1)	decode1 = ((0, −2), (−2, 0), (2, 0), (2, 0)) · (1, 1)
3	decode0 = ((0 + 2), (−2 + 0), (2 + 0), (2 + 0))	decode1 = ((0-2), (−2 + 0), (2 + 0), (2 + 0))
4	data0 = (2, −2, 2, 2), что означает (1, 0, 1, 1)	data1 = (- 2, −2, 2, 2), что означает (0, 0, 1, 1)

Кроме того, после декодирования все значения больше 0 интерпретируются как 1, в то время как все значения меньше нуля интерпретируются как 0. Например, после декодирования data0 равен (2, -2, 2, 2), но получатель интерпретирует это как (1, 0, 1, 1). Ровно 0 означает, что отправитель не передавал никаких данных, как в следующем примере:

Предположим, что signal0 = (1, -1, -1, 1, 1, -1, 1, -1) передается отдельно. В следующей таблице показано декодирование на приемнике:

Шаг	Расшифровать sender0	Расшифровать sender1
0	code0 = (1, −1), сигнал = (1, −1, −1, 1, 1, −1, 1, −1)	code1 = (1, 1), сигнал = (1, −1, −1, 1, 1, −1, 1, −1)
1	decode0 = узор.vector0	decode1 = шаблон.vector1
2	decode0 = ((1, −1), (−1, 1), (1, −1), (1, −1)) · (1, −1)	decode1 = ((1, −1), (−1, 1), (1, −1), (1, −1)) · (1, 1)
3	decode0 = ((1 + 1), (−1-1), (1 + 1), (1 + 1))	decode1 = ((1-1), (−1 + 1), (1-1), (1-1))
4	data0 = (2, −2, 2, 2), что означает (1, 0, 1, 1)	data1 = (0, 0, 0, 0), что означает отсутствие данных

Когда получатель пытается декодировать сигнал, используя код sender1, все данные нули, поэтому взаимная корреляция равна нулю, и ясно, что sender1 не передавал никаких данных.

Асинхронный CDMA

Смотрите также: Расширенный спектр прямой последовательности и ближняя-дальняя проблема

Когда связь между мобильным телефоном и базой не может быть точно скоординирована, особенно из-за мобильности мобильных телефонов, требуется другой подход. Поскольку математически невозможно создать последовательности сигнатур, которые одновременно ортогональны для произвольно случайных начальных точек и полностью используют пространство кода, в них используются уникальные «псевдослучайные» или «псевдошумовые» последовательности, называемые последовательностями расширения. асинхронный Системы CDMA. Последовательность расширения - это двоичная последовательность, которая кажется случайной, но может детерминированно воспроизводиться намеченными приемниками. Эти расширяющие последовательности используются для кодирования и декодирования пользовательского сигнала в асинхронном CDMA таким же образом, как и ортогональные коды в синхронном CDMA (показанном в примере выше). Эти последовательности расширения статистически некоррелированы, и сумма большого количества последовательностей расширения приводит к помеха множественного доступа (MAI), который аппроксимируется процессом гауссовского шума (в соответствии с Центральная предельная теорема в статистике). Золотые коды являются примером последовательности расширения, подходящей для этой цели, так как между кодами низкая корреляция. Если все пользователи принимаются с одинаковым уровнем мощности, тогда дисперсия (например, мощность шума) MAI увеличивается прямо пропорционально количеству пользователей. Другими словами, в отличие от синхронного CDMA, сигналы других пользователей будут восприниматься как шум по отношению к интересующему сигналу и будут немного мешать полезному сигналу пропорционально количеству пользователей.

Все формы CDMA используют расширенный спектр коэффициент распространения чтобы приемники могли частично различать нежелательные сигналы. Принимаются сигналы, закодированные с указанными последовательностями расширения, тогда как сигналы с разными последовательностями (или одинаковыми последовательностями, но с разными временными смещениями) выглядят как широкополосный шум, уменьшенный на коэффициент расширения.

Поскольку каждый пользователь генерирует MAI, управление мощностью сигнала является важной проблемой для передатчиков CDMA. Приемник CDM (синхронный CDMA), TDMA или FDMA теоретически может полностью отклонять сигналы произвольной силы с использованием различных кодов, временных интервалов или частотных каналов из-за ортогональности этих систем. Это неверно для асинхронного CDMA; отклонение нежелательных сигналов только частичное. Если какой-либо или все нежелательные сигналы намного сильнее, чем желаемый, они подавят его. Это приводит к общему требованию в любой асинхронной системе CDMA приблизительно соответствовать различным уровням мощности сигнала, видимым в приемнике. В сотовой сети CDMA базовая станция использует схему быстрого управления мощностью с обратной связью для жесткого управления мощностью передачи каждого мобильного устройства.

Преимущества асинхронного CDMA перед другими методами

Эффективное практическое использование фиксированного частотного спектра

Теоретически CDMA, TDMA и FDMA имеют одинаковую спектральную эффективность, но на практике у каждой есть свои проблемы - управление мощностью в случае CDMA, синхронизация в случае TDMA и генерация / фильтрация частоты в случае FDMA. .

Системы TDMA должны тщательно синхронизировать время передачи всех пользователей, чтобы гарантировать, что они принимаются в правильном временном интервале и не вызывают помех. Поскольку это невозможно полностью контролировать в мобильной среде, каждый временной интервал должен иметь защитное время, что снижает вероятность того, что пользователи будут мешать, но снижает спектральную эффективность.

Точно так же системы FDMA должны использовать защитную полосу между соседними каналами из-за непредсказуемости Доплеровский сдвиг спектра сигнала из-за мобильности пользователя. Защитные полосы уменьшат вероятность того, что соседние каналы будут мешать, но уменьшат использование спектра.

Гибкое распределение ресурсов

Асинхронный CDMA предлагает ключевое преимущество в гибком распределении ресурсов, то есть в распределении последовательностей расширения для активных пользователей. В случае CDM (синхронного CDMA), TDMA и FDMA количество одновременных ортогональных кодов, временных интервалов и частотных интервалов, соответственно, фиксировано, следовательно, пропускная способность с точки зрения количества одновременных пользователей ограничена. Существует фиксированное количество ортогональных кодов, временных интервалов или полос частот, которые могут быть выделены для систем CDM, TDMA и FDMA, которые остаются недостаточно используемыми из-за импульсного характера передачи телефонных и пакетных данных. Нет строгого ограничения на количество пользователей, которые могут поддерживаться в асинхронной системе CDMA, только практический предел, регулируемый желаемой вероятностью битовой ошибки, поскольку SIR (отношение сигнал / помеха) изменяется обратно пропорционально количеству пользователей. В среде с пиковым трафиком, такой как мобильная телефония, преимущество, предоставляемое асинхронным CDMA, состоит в том, что производительность (коэффициент ошибок по битам) может колебаться случайным образом, при этом среднее значение определяется количеством пользователей, умноженным на процент использования. Предположим, есть 2N пользователи, которые говорят только половину времени, затем 2N пользователи могут быть размещены с тем же средний вероятность битовой ошибки как N пользователи, которые постоянно разговаривают. Ключевое отличие здесь состоит в том, что вероятность битовой ошибки для N пользователи говорят все время постоянно, в то время как это случайный количество (с таким же средним) для 2N пользователи говорят половину времени.

Другими словами, асинхронный CDMA идеально подходит для мобильной сети, в которой большое количество передатчиков каждый генерирует относительно небольшой объем трафика с нерегулярными интервалами. Системы CDM (синхронный CDMA), TDMA и FDMA не могут восстановить недостаточно используемые ресурсы, присущие импульсному трафику, из-за фиксированного количества ортогональный коды, временные интервалы или частотные каналы, которые могут быть назначены отдельным передатчикам. Например, если есть N временных интервалов в системе TDMA и 2N пользователи, которые говорят половину времени, то в половине случаев их будет больше, чем N пользователям нужно использовать более N временные интервалы. Кроме того, потребовались бы значительные накладные расходы для постоянного распределения и освобождения ресурсов ортогонального кода, временного интервала или частотного канала. Для сравнения, асинхронные передатчики CDMA просто отправляют, когда им есть что сказать, и уходят в эфир, когда их нет, сохраняя ту же последовательность подписей, пока они подключены к системе.

Характеристики расширенного спектра CDMA

Большинство схем модуляции пытаются минимизировать полосу пропускания этого сигнала, поскольку полоса пропускания является ограниченным ресурсом. Однако методы расширения спектра используют полосу пропускания передачи, которая на несколько порядков превышает минимально требуемую полосу пропускания сигнала. Одной из первых причин для этого было военное применение, включая системы наведения и связи. Эти системы были разработаны с использованием расширенного спектра из-за их безопасности и устойчивости к помехам. В асинхронный CDMA встроен некоторый уровень конфиденциальности, поскольку сигнал распространяется с использованием псевдослучайного кода; этот код заставляет сигналы с расширенным спектром казаться случайными или иметь шумоподобные свойства. Приемник не может демодулировать эту передачу без знания псевдослучайной последовательности, используемой для кодирования данных. CDMA также устойчив к помехам. Сигнал глушения имеет только ограниченное количество мощности, доступной для подавления сигнала. Глушитель может либо распространять свою энергию по всей полосе сигнала, либо глушить только часть всего сигнала.^[14][15]

CDMA также может эффективно подавлять узкополосные помехи. Поскольку узкополосные помехи влияют только на небольшую часть сигнала с расширенным спектром, их можно легко удалить с помощью режекторной фильтрации без большой потери информации. Кодирование свертки и чередование может быть использован для восстановления этих потерянных данных. Сигналы CDMA также устойчивы к замираниям вследствие многолучевого распространения. Поскольку сигнал с расширенным спектром занимает большую полосу пропускания, только небольшая ее часть будет подвергаться замиранию из-за многолучевого распространения в любой момент времени. Подобно узкополосным помехам, это приведет только к небольшой потере данных и может быть преодолено.

Другая причина, по которой CDMA устойчив к многолучевым помехам, заключается в том, что задержанные версии переданных псевдослучайных кодов будут иметь плохую корреляцию с исходным псевдослучайным кодом и, таким образом, будут отображаться как другой пользователь, который игнорируется в приемнике. Другими словами, пока канал с многолучевым распространением вызывает, по меньшей мере, один элементарный сигнал задержки, сигналы многолучевого распространения будут поступать в приемник таким образом, что они будут сдвинуты во времени по меньшей мере на один элементарный сигнал от предполагаемого сигнала. Свойства корреляции псевдослучайных кодов таковы, что эта небольшая задержка заставляет многолучевое распространение казаться некоррелированным с намеченным сигналом и, таким образом, игнорируется.

Некоторые устройства CDMA используют приемник граблей, который использует компоненты задержки из-за многолучевого распространения для повышения производительности системы. Гребенчатый приемник объединяет информацию от нескольких корреляторов, каждый из которых настроен на различную задержку пути, создавая более сильную версию сигнала, чем простой приемник с одной корреляцией, настроенной на задержку пути самого сильного сигнала.^[1][2]

Повторное использование частоты - это возможность повторно использовать одну и ту же частоту радиоканала в других сотовых узлах внутри сотовой системы. В системах FDMA и TDMA частотное планирование является важным фактором. Частоты, используемые в разных сотах, должны быть тщательно спланированы, чтобы сигналы от разных сот не мешали друг другу. В системе CDMA одна и та же частота может использоваться в каждой ячейке, поскольку разделение каналов выполняется с использованием псевдослучайных кодов. Повторное использование одной и той же частоты в каждой соте устраняет необходимость частотного планирования в системе CDMA; однако необходимо выполнить планирование различных псевдослучайных последовательностей, чтобы гарантировать, что принятый сигнал от одной соты не коррелирует с сигналом от соседней соты.^[1]

Поскольку соседние соты используют одни и те же частоты, системы CDMA имеют возможность выполнять мягкую передачу обслуживания. Мягкая передача обслуживания позволяет мобильному телефону связываться одновременно с двумя или более сотами. До завершения передачи обслуживания выбирается наилучшее качество сигнала. Это отличается от жесткой передачи обслуживания, используемой в других сотовых системах. В ситуации жесткой передачи обслуживания, когда мобильный телефон приближается к передаче обслуживания, мощность сигнала может резко меняться. В отличие от этого, системы CDMA используют мягкую передачу обслуживания, которая не поддается обнаружению и обеспечивает более надежный и качественный сигнал.^[2]

Совместная CDMA

Новая схема совместной многопользовательской передачи и обнаружения, называемая совместным CDMA.^[16] был исследован для восходящей линии связи, который использует различия между сигнатурами пользовательских каналов с замиранием, чтобы увеличить пропускную способность пользователя, значительно превышающую длину расширения в среде с ограничением MAI. Авторы показывают, что этого увеличения можно добиться при низкой сложности и высокой частота ошибок по битам производительность в каналах с плоскими замираниями, что является серьезной исследовательской проблемой для перегруженных систем CDMA. В этом подходе вместо использования одной последовательности для каждого пользователя, как в традиционном CDMA, авторы группируют небольшое количество пользователей, чтобы совместно использовать одну и ту же последовательность расширения и разрешить групповые операции расширения и сжатия. Новый совместный многопользовательский приемник состоит из двух этапов: этап группового многопользовательского обнаружения (MUD) для подавления MAI между группами и этап обнаружения с максимальной вероятностью низкой сложности для совместного восстановления данных совместно распространяемых пользователей с минимальным использованием Мера евклидова расстояния и пользовательские коэффициенты усиления канала. Расширенная версия CDMA, известная как множественный доступ с разделением и чередованием (IDMA), использует ортогональное чередование в качестве единственного средства разделения пользователей вместо последовательности сигнатур, используемой в системе CDMA.

Смотрите также

• Спектральная эффективность CDMA
• CDMA2000
• Сравнение стандартов мобильных телефонов
• cdmaOne
• Ортогональный переменный коэффициент расширения (OVSF), реализация CDMA
• Псевдослучайный шум
• Множественный доступ с квадратурным разделением (QDMA), реализация CDMA
• Поднимитесь над термическим
• Расширенный спектр
• W-CDMA

Примечания

1. Глобалстар использует элементы CDMA, TDMA и FDMA совмещение со спутниковыми многолучевыми антеннами.^[10]
2. Сети UMTS и другие системы на основе CDMA также известны как своего рода ограниченный помехами системы.^[11][12] Это относится к свойствам технологии CDMA: все пользователи работают в одном частотном диапазоне, что влияет на SINR и, следовательно, уменьшает покрытие и емкость.^[13]

Рекомендации

1. Торриери, Дон (2018). Принципы систем связи с расширенным спектром, 4-е изд..
2. Стубер, Гордон Л. (2017). Принципы мобильной связи, 4-е изд..
3. Агеев, Д. В. (1935). «Основы теории линейного отбора. Демультиплексирование кода». Труды Ленинградского экспериментального института связи.: 3–35.
4. Советский Союз 115494, Куприянович (Леонид Куприянович), "Устройства вызова и коммутации каналов радиотелефонной связи", опубликовано 4 ноября 1957 г. 
5. Наука и Жизнь 8, 1957, с. 49.
6. Юный техник 7, 1957, с. 43–44.
7. Наука и Жизнь 10, 1958, с. 66.
8. Техника Молодежи 2, 1959, с. 18–19.
9. «Первый российский мобильный телефон». 18 сентября 2006 г.
10. М. Маццелла, М. Коэн, Д. Руффет, М. Луи и К. С. Гилхаус, «Методы множественного доступа и использование спектра мобильной спутниковой системы GLOBALSTAR», Четвертая конференция IEE по телекоммуникациям, 1993 г., Манчестер, Великобритания, 1993 г., стр. 306 -311.
11. Holma, H .; Тоскала, А., ред. (2007). WCDMA для UMTS: HSPA Evolution и LTE. Джон Уайли и сыновья. ISBN  9781119991908.
12. Laiho, J .; Wacker, A .; Новосад, Т., ред. (2002). Планирование и оптимизация радиосети для UMTS (Том 2). Нью-Йорк: Джон Уайли и сыновья. п. 303. ISBN  9780470031391.
13. Walke, B.H .; Seidenberg, P .; Альтхофф, М. (2003). UMTS: основы. Джон Уайли и сыновья. С. 18–19. ISBN  9780470845578.
14. Скляр, Бернард; Рэй, Пабитра К. (2014). Цифровые коммуникации: основы и приложения, 2-е изд..
15. Молиш, Андреас (2010). Беспроводная связь, 2-е изд..
16. Шакья, Инду Л. (2011). «Совместная CDMA с высокой пропускной способностью пользователей». IET Communications.

дальнейшее чтение

• Папатанассиу, А., Салкинцис, А. К., и Матиопулос, П. Т. (2001). «Сравнительное исследование производительности восходящего канала W-CDMA и OFDM для мобильной мультимедийной связи через спутники LEO». Личные сообщения IEEE, 8(3), 35–43.

внешняя ссылка

• Беседа в Принстонском институте перспективных исследований о работе Соломона Голомба над псевдослучайными последовательностями