Технология CDMA — особенности и преимущества

Наверняка многие пользователи неоднократно сталкивались с данной аббревиатурой. О том, что такое телефоны cdma, знает не каждый. Попробуем разобраться в том, что представляет собой эта технология, а также расскажем о её главных особенностях и преимуществах.

Что такое CDMA телефоны и что в них особенного? Среднестатистический пользователь обычно убежден в «особом» виде мобильной связи и таинственных характеристиках.

Между тем, формат CDMA означает лишь определенный принцип построения мобильной сети. Базовые станции формируются в своеобразную конструкцию по типу «пчелиных сот» с кодированием каналов.
Это дает возможность множеству абонентов общаться в одном частотном диапазоне, без особых помех. Равномерное частотное покрытие также позволяет не зависеть от «капризов» мощности сигнала, как в GSM.
CDMA предоставляет одинаково качественную связь в пределах сети.

Что это за стандарт связи?

Наличие упоминания описываемого стандарта подразумевает, что наше мобильное устройство будет корректно работать исключительно в сетях этого типа.
Технология CDMA является новым этапом развития связи после внедрения GSM. Отметим, что между этими технологиями имеется много общего, хотя не менее существенными являются различия.
Главные отличия можно найти в принципах приёма-передачи информации, в то время как общие черты заключаются в том, что построение сетей осуществляется по принципу сотовой связи.
В технологии GSM используется разделение каналов по временному признаку. Телефон, работающий по данному стандарту, передаёт аналоговый сигнал, и речь подвергается немедленной оцифровке.
Эта связь ограничена тем, насколько мощным является передатчик, и насколько быстро происходит распространение радиоволн.
В отличие от вышеуказанного стандарта, в телефонах, работающих по технологии CDMA, используется сразу два вида разделения каналов связи – кодовое и временное.
При этом сотовые телефоны с поддержкой данного стандарта применяют весьма широкую частотную полосу для приёма-передачи данных.
Данная технология подразумевает наличие общей частотной полосы, но различной кодовой модуляции у каналов передачи связи. Чаще всего речь идёт именно о радиосвязи.
В быту данный стандарт используется преимущественно в мобильной связи, а потому нередко ошибочно отождествляется исключительно с ней.

Каждый год летом я, как многие другие, выезжаю за город. Во время подготовки к очередному выезду я подумал, что неплохо было бы заиметь высокоскоростной беспроводной интернет в деревне, чтобы дождливыми вечерами с комфортом проводить время там. Мой выбор пал на оператора СкайЛинк и его тариф «Дачный интернет». Цена 1 рубль за 1 мегабайт в выделенной зоне МО (деревня, куда я езжу, туда входит) — привлекательно, не правда ли? До этого у меня уже был телефон Ubiquam U-300, но чтобы оставаться на связи на прежнем номере и не мучаться с перетыканием RUIMок я купил модем Ubiquam UM-400.

Покупать модем новым в то время мне не позволяли финансы, и я купил его бывшим в употреблении на ближайшем радиорынке, поэтому про комплектацию ничего сказать не могу. Но судя по описанию на сайте СкайЛинк кроме самого модема и диска с драйверами в комплекте ничего быть не должно. Поэтому при покупке его поюзанным я потерял не многое, разве что гарантию.

Собранным модем выглядит так:

Разобранным вот так:

С левого боку на модеме расположен разъем под гарнитуру, при подключении которой теоретически можно звонить. Но в российской партии модемов такой функции не заложено, поэтому для нас этот разъем бесполезен.

С правого боку располагается порт для подключения внешней антенны, которая скорее всего вам очень понадобится (об этом далее).

В работе модем выглядит так:

Левая лампочка одновременно выполняет роль и индикатора питания, и индикатора активности (при активной передаче данных она мигает). Вторая слева лампочка показывает, какая сеть сейчас доступна: 1Х (красный цвет, до 153 кбит/сек) или Ev-DO rev.0 (синий цвет, до 2400 кбит/сек). Ev-DO rev.A данный модем не поддерживает. Остальные лампочки показывают уровень сигнала.

Теперь рассмотрим софт, поставляемый с модемом. Вместе с драйверами устанавливается программа «Access Manager», с помощью которой осуществляется управление модемом и соединением.
При запуске программы мы видим такое окошко:

В нем можно посмотреть текущее время (зачем?), установить соединение и настроить модем. Рассмотрим настройки.

Как мы видим, в настройках можно включить или отключить запрос PIN-кода RUIM карты, настроить аккаунт передачи данных и выбрать режим соединения (1Х, Ev-DO или смешанный). Разнообразие небольшое, но нам хватает 🙂

Теперь нажмем кнопку «Подключить» и посмотрим, как теперь будет выглядеть программа.

Часы сменились на счетчик времени соединения, появились индикаторы текущего потока. Можно открыть более подробную статистику и смотреть на графике.

Обзор самого девайса и софта закончен, поэтому вернемся к началу топика, то есть к интернету на даче. А с этим у этого модема не очень хорошо. Когда я попробовал законнектиться, у меня ничего не вышло. Индикатор полного сигнала приема потух и стал показывать, что сети нету. Но стоило мне перестать соединяться, как индикатор возвращался в положение полного сигнала. Телефон Ubiquam U-300 ловил в том же месте сеть 1Х идеально, Ev-DO не очень хорошо. Я попробовал выйти с ноутом и модемом на улицу, но все равно законнектиться не удалось. Тогда я попробовал законнектиться через телефон. Соединение прошло успешно. Не летает, потери пакетов есть, но работает. В борьбе с этим была сделана такая конструкция:

В белую коробочку под крышей клался телефон (модем пробовал, все равно мощности не хватило) и уже из дома устанавливалось соединение. Скорость со 150 кбит/с возросла до 1500 кбит/с, потери пакетов пропали. Профит, казалось бы. Но с таким решением я оставался без телефонной связи, так как мобильник использовался для выхода в сеть и висел под крышей. Было придумано более простое решение — воткнуть большой моток медной проволки в антенный порт модема. Коннект заработал на скорости примерно 700 кбит/с.

А вот тест скорости передачи данных в Москве, район Очаково

Возможно, это временные глюки сети, а может тут так всегда, я раньше не тестировал. В других местах города скорость была в районе двух мегабит в секунду.

Итак, вывод. Данный модем хорошо подойдет тем, кому нужен скоростной интернет в пределах города. В подмосковье использовать модем не получится из-за довольно плохого приема (в моем случае до базовой станции было 5 километров, для CDMA2000 это расстояние нормальное).

UPD: Провел тест скорости еще раз. Результат получился намного лучше. Видимо днем просто лагала сеть.

Что такое 3g CDMA модем EVDO (оператор Скайлинк) ?

Слово модем давно стало привычным в лексиконе любого человека, связанного с компьютером хотя бы на уровне пользователя. И это не удивительно. Ведь за этим привычным словом, стоит не только устройство, без которого не достучаться до мировой паутины, но, прежде всего, ключевое понятие теории и практики радиосвязи. По технологии формирования сигнала модемы можно разделить на аналоговые и цифровые. Среди технологий использующих цифровые модемы можно в качестве наиболее известных примеров упомянуть такие как ISDN, ADSL, WiFi, Wimax, CDMA, GSM.

По способу передачи данных модемы делятся на проводные, использующие кабельную сеть (телефонная пара, коаксиальный кабель, оптоволокно), и беспроводные модемы, передача данных в которых осуществляется через эфир. 3G модемы, которые представлены в этом обзоре 3G модемы, являются цифровыми беспроводными модемами, использующими радиосигнал стандарта CDMA 450EVDO. То есть, другими словами, являются сотовыми приёмо-передатчиками, через которые можно подключаться к сети Интернет, а также осуществлять другие виды передачи данных, такие, например, как факсимильные сообщения.

Если говорить про 3g модемы, то, в широком смысле слова, к ним можно отнести 3 вида мобильных устройств CDMA. Перечислим их:

Мобильные телефоны CDMA (через них так же возможен выход в Интернет, как и через модемы)
Стационарные беспроводные терминалы CDMA (возможен выход в Интернет, хотя конечно, это телефон, а не модем для выхода в Интернет)
3g модемы CDMA EVDO

В стандарте CDMA существуют следующие стандарты, определяющие скоростные возможности доступа к сети (это необходимо знать, что бы правильно выбрать 3G модем для доступа в Интернет:

CDMA 2000 1x (передача данных до 153 кбит/с на отправку и загрузку) – этот стандарт поддерживают все устройства CDMA. Когда-то на заре развития CDMA это была максимальная скорость с которой можно было получить беспроводной доступ в Интернет. Сейчас на такой скорости Вы можете получить доступ в Интернет если используете для этого стационарный терминал CDMA, например Skylink Base или Huawei FT2050
CDMA 2000 1x EVDO Rev. 0 (EVDO evolution data optimized; передача данных 2,4 Мбит/с на загрузку, до 153 кбит/с на отправку) – данный стандарт является на сегодняшний день самым распространненным и поддерживается на всей территории Москвы и Московской области – полноценный 3G. 3g модемы CDMA поддерживающие данный стандарт, как правило стоят дешево и предназначены для широких слоев населения. Операторы в погоне за абонентами датируют данные 3g модемы предлагая их в продажу на 30-50% ниже их себестоимости. Как пример -Готовый комплект для доступа в Интернет. В данном случае оператор взял самый продаваемый тариф (600 Мб – среднестатистический объем трафика, который тратит абонент на беспроводной доступ в Интернет) и самый продаваемый 3G модем, объединил их в коробочное решение и датировал 40% стоимости. Удачный маркетинговый ход, в первый же месяц продажи выросли на 25-30%.
CDMA 2000 1x EVDO Rev. A (передача данных 3,1 Мбит/с на загрузку, до 1,8 кбит/с на отправку) – настоящий 3G. Данный стандарт можно назвать полноценным 3G. Все современные модемы CDMA поддерживают данный стандарт и тут есть из чего выбрать – это может быть как обычный 3g модемы AnyData ADU-520A или AirPlus MCD-800, так и полноценные WiFi CDMA роутеры Vertex Wireless VW 210 AU или Vertex Wireless VW 310 AU для обеспечения доступа в Интернет котеджа или небольшого офиса.
Поскольку все три стандарта базируются на общей платформе, все устройства CDMA в состоянии работать во всех этих сетях (оператор Скайлинк). Отличие в работе каждого устройства зависит от 3g модема, которым оно оснащено. Если устройсто содержит 3g модем CDMA 1х (1хRTT), то в сетях 1x EVDO модем работает, но скорость передачи данных на нём ограничена стандартом 1х (153 кбит/с). И наоборот, 3g модем EVDO Rev A, к примеру, без проблем будет работать в сетях 1х, ограничиваясь лишь скоростными возможностями сети. Работа голосовой связи происходит без каких либо ограничений. Как видим, присутствует как прямая, так и обратная совместимость модемного оборудования CDMA, чего не скажешь о 3g модемах конкурирующего с ними стандарта UMTS/HSDPA, в которых возможна только обратная совместимость. Ведь если 3g модемы UMTS обычно в состоянии работать и через GPRS, то модемы (телефоны) GSM не смогут работать в сети UMTS/HSDPA, поскольку в этом стандарте 3G используется не только другой вид сигнала (WCDMA), но и даже другая частота – 2100 МГц.

:/> Как сменить директорию в командной строке windows 10

Что такое CDMA и GSM?

CDMA сокращение от Code-Division Multiple Access ( множественный доступ с кодовым разделением каналов) – цифровая сотовая технология, использующая методы расширенного спектра. В отличие от конкурирующих систем, таких как GSM, которые используют TDMA, CDMA не назначает конкретную частоту каждому пользователю.

Введите на смартфоне комбинацию *#06# вызов: – Если на экране отображается аббревиатура MEID; устройство поддерживает технологию CDMA. – Если отображается IMEI; устройство поддерживает только технологию GSM.

В чем разница между CDMA и GSM?

Главное отличие между этими стандартами – способ работы с частотой. В GSM используется разделение каналов по времени и частоте. Для абонента выделяется маленькая частотная полоса, на которой телефон общается с базовой станцией. В CDMA используется кодовое разделение сигналов.

Для чего нужен CDMA телефон?

Технология CDMA, качественная голосовая связь, которая имеет большую пропускную способность (в несколько раз больше GSM). Отличное качество связи получается благодаря устройству синтеза речи, которое позволяет не терять качество, при неблагоприятных условиях приема, речь передается без потери и изменений качества.

Можно ли прошить GSM на CDMA?

Убедитесь, что вы пытаетесь перепрошить CDMA телефон.

GSM (глобальный стандарт цифровой мобильной сотовой связи) телефоны перепрошить нельзя (это, например, AT&T и T-Mobile). Metro, Sprint, Cricket, Boost, Verizon и многие другие – это CDMA, и поэтому могут быть перепрошиты, так как не контролируются SIM-картой.

В чем разница между GSM и Global?

Разница заключается в поддерживаемых сетевых частотах. Для некоторых моделей есть также отдельная версия программного обеспечения, и для загрузки соответствующего программного обеспечения вам нужно знать, является ли наша модель глобальной или GSM.

Как узнать есть ли у меня 3G?

В мобильных устройствах режим «3G» включается так:

Какие модели телефонов поддерживают 5G?

Как узнать поддерживает ли телефон GSM?

Вам необходимо добраться до разъема, в который устанавливается SIM-карта – обычно данный элемент располагается под аккумулятором телефона. Если вы обнаружили привычный слот для SIM-карты, то данный телефон совместим с GSM технологией. Если слота для карточки нет, то устройство работает только в условиях CDMA-связи.

Что такое доступ LTE?

Что такое 4G (LTE)?

Какой стандарт мобильной связи является аналогом?

Аналоговые – 1G. Цифровые – Все остальные стандарты мобильной связи (2G, 3G, 4G, 5G).

Что такое сотовая связь GSM?

Что такое CDMA модем?

CDMA (Code Division Multiple Access) – это технология связи, которая позволяет иметь доступ к интернету множеству устройств, благодаря кодовому разделению каналов их сигналы не пересекаются, что значительно влияет на качество работы интернета.

Как прошить номер в CDMA телефон?

Как прошить CDMA телефон

Перейдите в секцию Прошивка.
Нажмите кнопку “Обзор” и выберите нужный флеш файл.
Нажмите кнопку “Прошить”.
Производится процедура флеширования. Сообщение “Запись завершена” информирует, что процесс прошел успешно.
Отключите телефон.

Что такое CDMA в айфоне?

iPhone CDMA стандарта – это смартфоны от Apple, ничем не отличающиеся от обычных iPhone, кроме поддерживаемых стандартов связи. На территории Украины сегодня работают три CDMA оператора: В Нашем интернет-магазине Вы можете купить iPhone с поддержкой CDMA/EVDO или GSM/WCDMA/LTE/CDMA/EVDO.

Что делать если на айфоне тусклый экран?
Что делать если на айфоне все увеличилось?
Что делать если на айпаде горит только яблоко?
Что делать если на андроиде не работает плей маркет?
Что делать если на авто прекращение регистрации?
Что делать если на чугунном казане появилась ржавчина?
Что делать если на экране появляются полосы?
Что делать если на госуслугах Снилс уже существует?
Что делать если на iPhone 4 пропал звук?
Что делать если на карте нет имени?

21 августа 2013 г.

Что такое CDMA? Множественный доступ с кодовым разделением каналов (Code Division Multiple Access). Это – цифровая технология, разработанная компанией Qualcomm, которая обеспечивает кристально чистую передачу звука в новом поколении устройств и сервисов беспроводной связи. Используя технику цифрового кодирования широкополосного радиосигнала, CDMA позволяет организовать более качественную и экономически выгодную передачу звука, большую защиту от прослушивания, емкость и гибкость, чем другие беспроводные технологии. Вместе с тем эта технология позволяет организовать дополнительные сервисы, такие как обмен короткими сообщениями (SMS), использование электронной почты и выход в Internet.

Как работает CDMA? CDMA использует технологию уширения спектра для разделения речевого сигнала в маленькие цифровые сегменты и кодирует их для идентификации каждого звонка. Таким образом, большое количество абонентов могут совместно использовать один и тот же частотный диапазон, что сильно увеличивает емкость сети. Другими словами, CDMA позволяет операторам беспроводной связи пропускать больше цифровых сигналов в определенном радиочастотном диапазоне.

Что такое GSM? Global System for Mobile communications – Глобальная Система для Мобильной связи . Это – цифровой стандарт связи, разработанный в начале 1980-х годов для введения роуминга по всей Европе.

Какой стандарт обеспечивает лучшее качество звука, CDMA/800 (Cellular) или CDMA/1900 (PCS)? Высокое качество звука дает сама цифровая технология CDMA, а не радиочастота. Оба стандарта имеют одинаково высокое качество звука.

Почему CDMA лучше? Некоторые достоинства CDMA – это качество звука такое же или лучшее, чем при проводной передаче, лучший прием с меньшими фоновыми шумами, меньшее количество прерванных соединений, повышенная конфиденциальность и надежность. Также CDMA позволяет обслуживать большее количество абонентов одновременно – большая емкость сети, дающая меньшее количество неудачных попыток сделать звонок абонентами сети CDMA.

Расскажите о конфиденциальности CDMA. Передача CDMA кодируется цифровым образом. Речевой сигнал разбивается на сегменты, и каждому сегменту сопоставляется код. В принимающем устройстве речевой сигнал восстанавливается с использованием кода.

Где используется технология CDMA? CDMA покрывает большую часть США. Также CDMA используется и в других странах во всем мире.

Что такое CDMA/800 (Cellular)? CDMA/800 (Cellular) использует 800 МГц радиочастотный диапазон.

Каков точный частотный диапазон CDMA/800 (Cellular)? Передатчик 824.01-848.97 МГц Приемник 869.01-893.97 МГц.

Что такое CDMA/1900 (PCS)? CDMA/1900 (PCS) (Personal Communicatoins Services) использует радиочастотный диапазон, отличающийся от используемого в CDMA/800 (Cellular). В основном, он использует 1900 МГц диапазон.

Каков точный частотный диапазон CDMA/1900 (PCS)? Передатчик 1850-1920 МГц Приемник 1930-1990 МГц.

Code Division Multiple Access (CDMA) является цифровой технологией, открывающей двери в новое поколение услуг и средств беспроводной передачи данных. Используя цифровое кодирование и “широкий спектр” радиочастотных (RF) технологий, CDMA обеспечивает более высокое качество голосовой связи, лучшую секретность информации, более высокую пропускную способность системы и гибкость, по сравнению с другими технологиями беспроводной связи, а также предоставляет широкий диапазон передовых услуг, таких как обмен оперативными сообщениями, электронная почта и доступ в Интернет.

Разработанный корпорацией QUALCOMM Incorporated для коммерческого использования, IS-95 CDMA получил международное признание и теперь является основой семейства промышленных систем беспроводной передачи данных cdmaOne™ . Сегодня коммерческие сети CDMA обслуживают миллионы абонентов во всем мире.

Выдающееся качество передачи звука и разговора. CDMA обеспечивает такое же высокое качество передачи голоса, как и при использовании обычной кабельной связи. Кроме этого, CDMA устраняет фоновые шумы, разговоры по параллельным каналам и помехи, увеличивая конфиденциальность информации и качество связи. Меньший расход энергии. Телефоны CDMA затрачивают на передачу данных существенно меньше энергии, чем телефоны, использующие другие технологии, в результате увеличивается срок работы батареи, продолжительность разговора и время ожидания. Используя меньшие батареи, производители могут выпускать меньшие по размеру, более легкие телефоны.

Меньшее число прерванных разговоров. CDMA увеличивает пропускную способность системы, виртуально устраняя сигналы о занятой линии, параллельные и прерванные разговоры, являющиеся результатами переполнения системы. Используя запатентованный метод передачи звонков между ячейками, называемый “soft handoff”, CDMA значительно сократил вероятность срывов звонков или прерываний разговоров во время работы в режиме громкоговорящей связи.

Расширенная зона действия. Сигнал CDMA, охватывающий более широкий спектр, обеспечивает большую зону действия, чем другие беспроводные технологии, как в помещениях, так и за их пределами. Кроме того, CDMA используют другие типы телекоммуникационных систем, предоставляя единую, широкую зону действия и согласованность. Благодаря улучшенным характеристикам сигнала и более широкому диапазону, в CDMA расширена зона, в которой возможен прием и передача сообщений. Сетям CDMA требуется только часть узлов сети, необходимых для других беспроводных технологий, чтобы охватить данную зону. Благодаря меньшему количеству узлов сети радиодоступа, поставщики услуг могут сократить свои первоначальные капиталовложения, а также расходы по эксплуатации и обслуживанию.

Безопасность и секретность информации. Кроме устранения параллельных разговоров и посторонних шумов, широкого спектра передачи сообщений, закодированных в цифровом виде, технология CDMA защищает от прослушивания. Кодирование голосовых сообщений CDMA также обеспечивает защиту от несанкционированного вмешательства и других видов мошенничества.

Дополнительные услуги. Использование канала с цифровым управлением CDMA позволяет пользователям получать доступ к широкому диапазону новых услуг, включая идентификацию позвонившего абонента, передачу оперативных сообщений (типа сообщений на пейджер) и передачу данных. С помощью CDMA возможна одновременная передача голоса и данных.

Гибкость. CDMA является единственной беспроводной технологией, предоставляющей как стационарные так и мобильные услуги в пределах одной платформы, поддерживая два источника получения доходов, позволяя поставщикам работать со своими клиентами по схеме “один телефон”. Кроме того, на разработку и проектирование сетей CDMA затрачивается меньше средств, чем на другие типы беспроводных систем, что упрощает их расширение и изменение конфигурации.

Более высокая пропускная способность. CDMA обеспечивает пропускную способность в 10-20 раз большую, чем аналоговые беспроводные технологии, и в 3 раза большую, чем пропускная способность других цифровых технологий, позволяя поставщикам услуг обслуживать большее число абонентов и больший объем беспроводного трафика в пределах данного диапазона радиочастот. В условиях быстрого увеличения количества беспроводных абонентов и времени использования, пропускная способность является решающим фактором.

Быстрый ввод в эксплуатацию. Системы CDMA могут быть введены в эксплуатацию и расширены более быстро и эффективно по стоимости, чем большинство беспроводных сетей. А поскольку они требуют меньшего числа узлов сети, то сети CDMA могут быть введены в эксплуатацию быстрее других типов беспроводных сетей.

Качество услуг. Высокое качество передачи голоса, достигаемое при использовании CDMA и дополнительные услуги, включающие беспроводную передачу данных, обеспечивает поставщикам услуг значительное преимущество перед конкурентами в привлечении и поддержке клиентов.

:/> Glass Onion — классическая «стеклянная» тема для Windows 10

Выбор. Благодаря широкой поддержке лидеров в сфере производства телекоммуникационного оборудования и сокращению затрат, поставщики услуг могут выбирать из широкого диапазона передовых, конкурентоспособных по стоимости продуктов CDMA.

В выборе технологии сотовой телефонии на рубеже третьего тысячелетия по-видимому появилась определённость. К концу 1999 года в мире, по данным CDG (CDMA development group), технологию CDMA (Code Division Multiple Access) выбрали 50 млн. абонентов (рис. 1). В том числе, 28 млн. в Азии, 16,5 млн. в Северной Америке и 5 млн. в Латинской Америке. В Европе, Ближнем Востоке и Африке насчитывается полмиллиона абонентов.

Рис. Рост числа абонентов CDMA в мире

Такое стремительное развитие технологии доступа с кодовым разделением объясняется ожидаемым увеличением плотности абонентов, устойчивостью к помехам, высокой степенью защищённости передаваемых данных от несанкционированного доступа и лучшими энерго-экономическими показателями. Упрощённое моделирование показывает, что ёмкость базовых станций с технологией CDMA в несколько раз больше по сравнению с существующими стандартами сотовой телефонии, в которых используется частотное разделение каналов (NMT, AMPS, TACS). Реальность, конечно, значительно сложнее, чем идеализированные модели.

Коротко, преимущества CDMA перед другими системами следующие:

ёмкость базовых станций увеличивается в 8–10 раз по сравнению с AMPS и в 4–5 раз — по сравнению с GSM;
улучшенное качество звука по сравнению с AMPS;
отсутствие частотного планирования благодаря использованию тех же самых частот в смежных секторах каждой соты;
улучшенная защищённость передаваемых данных;
улучшенные характеристики покрытия, позволяющие использовать меньшее количество сот;
большее время работы батарей до разрядки;
возможность выделения требуемой полосы частот — по потребности.

Технические особенности технологии CDMA

Чтобы сопоставить возможности технологии CDMA, надо привести описание существующих стандартов.

Advanced Mobile Phone Service (AMPS). В этом стандарте предусмотрено частотное разделение доступа абонентов к базовой станции (FDMA — frequency division multiple access). Каждому каналу выделяется узкая полоса частот (30 кГц), и этот канал назначается одному абоненту. Существует также узкополосный AMPS (NAMPS), в этом стандарте на один канал выделяется только 10 кГц. В системе TACS (Total Access Communi-cations System) полоса частот, отводимых под один канал, составляет 25 кГц.

В Северной Америке один оператор владеет в среднем 416 каналами AMPS и занимает полосу 30 кГц Ч 416 » 12,5 МГц. Очевидно, что те же самые частоты не могут использоваться в прилегающих сотах, поэтому семь сот, образующих “ромашку” используют один частотный план. Таким образом, для AMPS количество абонентов на одну соту составляет примерно 416/7 = 59. На рис. 2 повторное использование тех же частот показано одинаковыми оттенками.

Рис. “Ромашка” частотного плана AMPS

Следует отметить, что коэффициент повторного использования частот K = 7 выбран скорее из практических натурных измерений, чем из закона затухания радиоволн в вакууме на свободной поверхности, и учитывает реальное окружение: дома, рельеф и др. На свободной поверхности этот коэффициент был бы несколько больше.

В Европе широкое распространение получили технологии с временным разделением каналов. В GSM (IS-54) используется 10 частотных каналов и 8 временных слотов, занимающих частотный ствол шириной 200 кГц. Таким образом, в системе GSM в той же полосе частот 12,5 МГц могут быть размещены 12,5/0,2 = 62 ствола по 200 кГц каждый. Учитывая, что каждый частотный канал делится на 8 временных слотов, ёмкость соты составляет 80 абонентов, против 59 в AMPS.

Технология с кодовым разделением каналов предлагает дальнейшие пути увеличения ёмкости базовых станций. Ключевой момент — использование шумоподобных сигналов. Вместо разделения спектра или временных слотов каждому пользователю назначается фрагмент шумоподобной несущей. Поскольку её фрагменты являются квазиортогональными, возникает возможность отвести всю ширину выделенного канала для каждого пользователя. Благодаря решению проблемы ближней-дальней зоны и динамическому управлению мощностью, распределение частот выглядит, как показано на рис. 3, то есть вся полоса частот 1,25 МГц используется каждым пользователем и она же вновь используется в смежной соте. Емкость на одну соту определяется балансом между требуемым отношением сигнал/шум для каждого пользователя и фактором сжатия кодовой последовательности.

Рис. Частотный план CDMA

Количественным показателем качества цифрового приёмника является безразмерное отношение сигнал/шум (SNR — Signal Noise Ratio)

Под спектральной плотностью мощности шума в выражении подразумевается последняя для тепловых шумов, а интерференция — это взаимное влияние от других абонентов. Значение отношения сигнал/шум определяет отношение количества ошибочно переданных бит к их общему числу. Это отношение зависит также и от других дополнительных факторов, таких как кодирование и коррекция ошибок в канале, многолучевое распространение и замирания. Для приёмников, используемых обычно в коммерческом CDMA, отношение сигнал/шум должно составлять от 3 до 9 дБ. Энергия, приходящаяся на один бит, и скорость передачи данных связаны следующим соотношением:

где Ps — мощность сигнала.

Шум плюс интерференционная составляющая — это спектральная плотность мощности. Если спектр сигнала имеет равномерное распределение с полосой W, тогда шум плюс интерференционная составляющая спектральной плотности мощности есть:

где первое слагаемое представляет собой уровень теплового шума приёмника (FN = фактор шума приёмника). Переписав выражение для отношения сигнал/шум в терминах скорости передачи данных и ширины занимаемого спектра, получим формулу, связывающую отношение энергии на один бит к мощности шума с мощностью, приходящейся на конкретного пользователя, а также со скоростью передачи данных, суммарной мощно-стью, приходящейся на других пользователей, и шириной занимаемого спектра:

Эта формула поясняет, что системы с кодовым разделением доступа дают наибольшее преимущество в сетях с высокой плотностью абонентов и высоким трафиком.

Проблема ближней-дальней зоны

Технология CDMA (и другие системы с расширением спектра) долгие годы не принимались во внимание в подвижных системах беспроводной связи по причине наличия так называемой проблемы ближней-дальней зоны. Поскольку результатом работы приёмника в таких системах является свёртка принимаемого и опорного сигналов, возникала неоднозначность в идентификации сигнала свёртки. Так, например, боковые лепестки сигнала свёртки от близкорасположенного мобильного терминала могут оказаться сравнимыми по амплитуде с основным откликом сигнала свёртки от наиболее удалённого терминала. Поэтому другой наиболее важный момент в технологии CDMA: все подвижные терминалы должны создавать вблизи антенны базовой станции примерно одинаковую напряжённость поля.

Ключевой момент коммерческого CDMA предельно прост: если испольовать управление мощностью таким образом, чтобы принимаемая мощность от всех удалённых объектов была эквивалентной, то все преимущества расширения спектра становятся реализуемыми. В предположении, что мощность контролируется, шум и взаимное влияние можно выразить соотношением:

N0 + I0 = N0 + (N – 1)P,N0 = FNkBTO, (5)

где N — это общее число пользователей. Соотношение сигнал/шум приобретает вид:

Максимальное число абонентов на базу достигается в том случае, если мощность добавляется ровно настолько, насколько необходимо для обеспечения требуемого отношения сигнал/шум, в точном соответствии с принятым значением вероятности ошибки. Если мы установим значение левой части выражения (6) равным заданному отношению сигнал/шум и решим это выражение относительно N, то получим соотношение для определения ёмкости базовой станции для CDMA:

Учитывая, что скорость передачи данных в CDMA 9,6 кбод, получим:

Или, учитывая, что 15,1 дБ — это 5,688, и возводя в квадрат, получим, что число пользователей, приходящихся на одну базовую станцию при соотношении сигнал/шум = 6 дБ, равно 32. Когда в системе предусмотрен контроль мощности, дизайнер системы или оператор имеет возможность выбрать компромисс между соотношением сигнал/шум и максимальным числом одновременных разговоров. Отметим ещё раз, что соотношение сигнал/шум и количество абонентов взаимосвязаны: если увеличить соотношение сигнал/шум на 3 дБ, то допустимое количество абонентов уменьшится вдвое, то есть до 16. В выражении (8) мы пренебрегли разницей между N и N–1. Есть ещё некоторые факторы, которые мы не учли.

Дискуссия вокруг выражения (8) предполагала только одну ячейку, не учитывая интерференции с соседними. Можно задать вопрос, в чём же мы выигрываем? Емкость изолированной AMPS-ячейки даже больше. На самом деле, ничто не мешает использовать все частотные стволы (по 1,25 МГц) внутри одной соты (сопоставим рис. 2 и рис. 3). Таким образом, если мы проведём приближенное сопоставление, то для AMPS ёмкость “ромашки” из семи сот равна произведению числа абонентов на соту (59) на 7, то есть 413. Аналогичная ёмкость для CDMA равна произведению числа абонентов на соту (32) на число частотных стволов (10) и на число сот (7), то есть 2240. Отношение ёмкости CDMA к AMPS составляет 5,4. Однако, если учесть интерференцию с соседними сотами в выражении (3), то это отношение уменьшится до 4,4. Помимо возможности одновременного использования всех десяти частотных стволов, в CDMA применяется секторизация сот. Это усовершенствование позволяет увеличить сравнительное отношение ёмкости CDMA и AMPS до 13 раз.

Важным моментом для уменьшения взаимной интерференции каналов от различных абонентов является кодирование речи.
Кодирование позволяет существенно уменьшить среднюю мощность передатчика.

Известно, что человеческая речь — это прерывистый источник сигнала. Из измерений фирмы Bell Laboratories следует, что активность речи составляет 35–40% от общего ресурса времени. Если использовать этот фактор, то можно ещё в два или более раз увеличить ёмкость сети. На практике этот коэффициент активности составляет 50% благодаря тому, что в период молчания подвижные и базовая станции должны поддерживать физический канал связи, и мощность не может быть сведена до нуля. Таким образом, преимущество CDMA перед AMPS может достигать 26 раз.

Особенности построения сети CDMA

Одним из основоположников технологии CDMA является американская фирма QUALCOMM. В США цифровая сотовая система CDMA была стандартизована TIA (Telecom-munication Industry Association) и описана в стандарте IS-95. Наподобие IS-54, стандарт IS-95 предусматривает совместимость с существующей системой сотовой телефонии AMPS. Для систем, работающих по стандарту IS-95, выделена та же самая полоса частот, что и для AMPS. Другими словами, CDMA работает “поверх” существующей AMPS.

Система CDMA даёт возможность каждому пользователю внутри соты использовать тот же самый радиоканал и всю выделенную полосу частот. Пользователь в смежной соте использует эту же полосу частот. Система абсолютно не нуждается в частотном планировании. Для уменьшения за-трат операторов подвижной связи и облегчения перехода от AMPS к CDMA в системе CDMA предусмотрена ширина канала 1,25 МГц, такая же, как и у AMPS. В отличие от других сотовых систем, трафик одного канала не является постоянной величиной и зависит от голосовой активности и требований, предъявляемых к сети.

В IS-95 используются различные типы модуляции для прямого и обратного каналов. В прямом канале базовая станция передаёт одновременно данные для всех пользователей, находящихся в соте, используя для разделения каналов различные разворачивающие коды для каждого пользователя. Пилотный код также передаётся и имеет больший уровень мощности, обеспечивая пользователям возможность синхронизировать частоты. В обратном направлении подвижные трубки отвечают асинхронно, при этом уровень мощности, приходящий к базовой станции от каждой подвижной, одинаков. Такой режим возможен благодаря контролю мощности и управлению мощностью подвижных трубок по служебному каналу. В IS-95 используется предиктивное линейное кодирование QCELP (Excited Linear Predictive) речи. Она кодируется и сжимается, а скорость потока данных на один канал составляет 9,6 кбод. Речевой кодек определяет голосовую активность и в паузах (во время молчания) уменьшает скорость в канале до 1200 бод. Промежуточные значения 2400, 4800 также возможны.

:/> Как отключить автозапуск программ в Windows 7 и Windows 8?

Спецификация частот и каналов

Для обратного канала IS-95 определяет полосу частот от 824 до 849 МГц. Для прямого канала — 869–894 МГц. Прямой и обратный каналы разделены интервалом в 45 МГц. Пользовательские данные упакованы в канале с пропускной способностью 1,2288 Мбит/с. Нагрузочная способность канала — 128 телефонных соединений со скоростью трафика 9,6 кбод. Алгоритм расширения спектра для прямого и обратного каналов различаются. В прямом канале пользовательский поток данных кодируется и сжимается в 2 раза. Далее используется алгоритм перестановки битов (в отечественной литературе существует термин — перемежение). После этого данные сворачиваются с одной из 64-бит псевдослучайных последовательностей ПСП (функций Уолша). Каждому мобильному абоненту назначается фрагмент ПСП, с помощью которого его данные будут отделены от данных других абонентов. Ортогональность фрагментов ПСП обеспечивается синхронной кодировкой всех каналов в соте одновременно (а сами по себе фрагменты являются ортогональными). В системе обеспечен пилотный сигнал (код) для того, чтобы мобильный терминал мог управлять характеристиками канала и выполнять синхронное детектирование. Для глобальной синхронизации сети CDMA в системе используются ещё радиометки от GPS-спутников. В обратном канале использован другой алгоритм формирования спектра, поскольку сигналы от удалённых терминалов достигают базовой станции по различным путям. После предварительного кодирования и сжатия 1/3 и перестановки бит блоки из 6 кодированных символов упаковываются в одну из 64 ортогональных функций Уолша. Таким образом формируется 64-значный сигнал. Четырёхкратное расширение спектра на выходе создаёт поток 1,2288 Мбит/c. Исходная последовательность 307,2 Кбит/с формируется в соответствии с кодами, определёнными для пользователя 242 и базовой станции 215. Сжатие 1/3 и упаковка в функции Уолша приводит к исключительной устойчивости к интерференции. Улучшенная устойчивость к ошибкам совершенно необходима для обратного канала, так как в нём используется некогерентное детектирование и присутствует интерференция с другими мобильными терминалами внутри соты. Другой важный элемент обратного канала — это контроль мощности подвижного терминала. В системе предусмотрено медленное (статическое) управление мощностью и быстрое. Команды быстрого управления посылаются со скоростью 800 бод и встроены в разговорные фреймы. Без быстрого управления мощностью замирания, связанные с распространением радиоволн в структурах с отражающими объектами (стены домов, металлические конструкции и так далее), привели бы к значительному ухудшению характеристик системы. Медленное управление мощностью обеспечивает эквивалентное выравнивание расстояний от мобильных терминалов до базовой станции. Для борьбы с многолучевым распространением и подвижный терминал, и базовая станция используют RAKE-приёмник, использующий корреляционный приём сигналов. На входе приёмника использованы несколько корреляторов, которые сворачивают входную последовательность. При этом опорный сигнал на разные корреляторы подаётся с небольшим сдвигом во времени, соизмеримым с разницей по времени при прохождении радиоволн по различным траекториям. Выходные сигналы корреляторов суммируются. Таким образом, если уровень сигнала свёртки от одного из многолучевых сигналов в текущий момент времени оказывается равным нулю (в результате интерференционной картины распределения поля), то свёртка от задержанного сигнала будет отличной от нуля. Стандартом IS-95 предусмотрены три коррелятора на входе приёмника. Архитектура CDMA предусматривает мягкий ”handower”. Связь при переходе мобильного терминала из одной соты в другую не разрушается и не прерывается. Мобильный терминал объединяет два сигнала от двух базовых станций наподобие того, как он объединяет два сигнала от одной базовой станции, приходящих по различным траекториям.

Прямой канал CDMA состоит из пилотного сигнала, канала синхронизации, до семи пейджинговых каналов и до 63 каналов трафика. Пилотный сигнал даёт возможность мобильному терминалу принимать временные метки, обеспечивая фазовую синхронизацию для когерентного детектирования. По пилотному сигналу мобильные терминалы получают возможность определять относительные уровни сигналов от каждой базовой станции и принимают решение, когда и к какой базовой станции лоцироваться. Канал синхронизации передаёт синхросигналы мобильным терминалам со скоростью 1200 бод. Пейджинговые каналы используются для передачи контрольной информации и других сообщений и работают со скоростью 9600, 4800, 2400 бод. Прямой канал трафика передаёт любые пользовательские данные со скоростью 9600, 4800, 2400, 1200 бод.

Данные в прямом канале трафика группируются в фрейм длительностью 20 мс. Пользовательские данные по-сле предварительного кодирования и форматирования перемежаются с целью регулирования текущей скорости передачи данных, которая может изменяться. Затем спектр сигнала расширяется путём свёртки с функцией Уолша и псевдослучайной последовательностью до значения 1,2288 Мбит/с.

Подканал контроля мощности

Для минимизации количества ошибок IS-95 предусматривает контроль выходной мощности каждой трубки. Базовая станция по обратному каналу принимает и оценивает напряжённость поля от каждой трубки и информирует мобильный терминал о необходимости уменьшить/увеличить мощность.

Поскольку мощность, принимаемая базовой станцией определяется и расстоянием до мобильной, и интерференцией в канале связи (а нули и пучности располагаются на близком расстоянии в интерференционной картине), то базовая станция посылает сигналы контроля мощности через каждые 1,25 мс. Сигнал управления мощностью посылается мобильному терминалу в прямом подканале контроля. Этим сигналом предписывается увеличить или уменьшить мощность на 1 дБ. Если уровень сигнала мал, то в прямом подканале контроля передаётся “0”, предписывая тем самым увеличить мощность, и наоборот. Биты контроля мощности вставляются после скремблированых данных.

В интервале 1,25 мс передаются 24 символа данных, и IS-95 позволяет использовать 16 возможных позиций для передачи бита контроля мощности. Эти позиции расположены в начале, и любой из первых 16 бит может быть битом контроля мощности. 24 бит для дециматора длинного кода используются для скремблирования данных в интервале 1,25 мс. И по-следние 4 бита из 24 определяют позицию бита контроля мощности.

Пользовательские данные в обратном канале сгруппированы в фреймы длительностью 20 мс. Все данные в обратном канале кодируются сворачивающим кодеком, перемежаются и кодируются 64-значной ортогональной последовательностью. До передачи происходит расширение спектра. Процедуры перемежения, ортогональной модуляции, расширения спектра похожи на аналогичные для прямого канала, поэтому их описание опущено.

Системы с прямым расширением спектра, или ещё говорят, шумоподобными сигналами, придуманы не сегодня и даже не вчера. Такие системы связи давно применяются в военной и специальной технике. И тот факт, что сегодня эта техника постепенно переходит в разряд public production, во многом обусловлен огромными успехами в микроэлектронике: цифровой и аналоговой, пассивных устройствах обработки информации. Ряд важных и полезных разработок выполнен Российскими учеными: Воронежским НИИ Радиосвязи, Московским НИИ Радиосвязи, НПО “Алмаз” и др. Для украшения материала стоит привести результаты разработок, имеющие коммерческое применение в CDMA.

На рис. 4 приведена частотная характеристика фильтра на поверхностных акустических волнах, предназначенного для мобильного терминала в стандарте IS-95, а на рис. 5 — частотная характеристика фильтра для Wideband CDMA — коммуникационной технологии, которая позволяет передавать в том числе движущееся изображение.

Vijay K. Gard. IS-95 CDMA and cdma2000: Cellular/PCS systems implementation. 446 p.
Kyoung Il Kim. Handbook of CDMA system design, engineering and optimization. 274 p.
Joseph C. Liberti, Jr., Theodore S. Rappaport. Smart Antennas for wireless communication IS-95 and third generation CDMA application.
Poor/Wornel. Wireless Communication: Signal Processing perspectives. 432 p.
Theodore S. Rappaport. Wireless Communication: Principles and Practice. 656 p.
Gard/Smolik/Wilkes. Application of CDMA in Wireless/Personal Communication. 416 p.
Man Young Rhee. CDMA Cellular Mobile Communication and Network security. 544 p.

Перспективы CDMA устройств

Симпатии пользователей все еще принадлежат привычному GSM, несмотря на очевидные плюсы CDMA. Значительно снижает привлекательность CDMA линейка экономичных телефонов с минимальным набором функций.
Отсутствие имиджевых аппаратов – серьезная преграда популярности связи.
Тем не менее, именно CDMA выигрывает в обозримом будущем. CDMA является тем стандартом, который используется для разработки и внедрения мобильного покрытия третьего поколения (3G CDMA).
3G окажется привлекательной альтернативой имеющейся связи благодаря экологичности, технической безопасности, мощности и высокой помехоустойчивости.

Преимущества CDMA

Несомненные достоинства CDMA:

увеличенный объем передачи информации. Данная характеристика существенно улучшает качество сотовой связи и Интернета;
использование широкополосных частот в сети – непосредственно влияет на бесперебойность и чистоту сигнала, а также снижает количество помех;
минимальная мощность аппарата – позволяет считать CDMA наиболее «безопасным» для здоровья;
наличие «прямого» городского номера, позволяющего принимать звонки со стационарной сети по выгодным тарифам;
возможность использования скоростного высокофункционального интернета в любой точке сети CDMA. Учитывая емкость сети, интернет-технологии от CDMA дают возможность оперативно работать с нужными данными за пределами городской зоны.

Итак, CDMA – отнюдь не «диковинная» новинка, а практичный и полезный инструмент для надежной и бесперебойной связи.

Сергей Семенов, 31 год
Аналитик, журналист, редактор

Настоящий мобильный эксперт! Пишет простым и понятным языком полезные статьи и инструкции мобильной тематики, раздает направо и налево наиполезнейшие советы. Следит за разделом «Статьи и Лайфхаки».

5 из 5

Прочитало: 24 996 человек

Преимущества CDMA по сравнению с GSM

К достоинствам описываемого стандарта можно отнести высокую степень защищённости каналов связи, гибкость распределения ресурсов (при увеличении количества абонентов) и меньшую пиковую мощность излучения, что позволяет экономнее тратить заряд аккумулятора.
Также можно выделить целый ряд преимуществ описываемой технологии по сравнению с GSM. Отметим, что передатчик телефона CDMA имеет весьма низкую мощность.
Кроме того, предусмотрена улучшенная защита от помех, а искажённые данные легко восстановить из тех участков, которые не были повреждены. Увеличилось и число той информации, которая передаётся за временную единицу.Вследствие этого наблюдается повышенная скорость доступа в Интернет, а также в улучшение качества связи.
Так же, как и GSM, технология CDMA предполагает использование кодирования криптографическим образом. Это кодирование известно своей устойчивостью к помехам.
Данная технология имеет огромное значение в рамках сотовой связи. То, насколько далеко распространяется сигнал, зависит не от мощности передатчика, а от числа тех пользователей, которые разговаривают по одному каналу одновременно.
В перспективе устройства CDMA полностью заменят GSM.

4 из 5

Прочитало: 27 148 человек