reteaua CDMA

  • View
    320

  • Download
    0

Embed Size (px)

Transcript

IntroducereAnul 2005 marcheaza a zecea aniversare al primului sistem comercial cdmaOne lansat de ctre Hutchison Telecom Hong Kong (Septembrie 1995) i a cincea aniversare al primului sistem commercialCDMA2000lansat de SK Telecom (Octombrie 2000). De la nceputurile sale (sfaritul anilor 80 nceputul anilor 90), tehnologia CDMA s-a prezentat ca o platforma avansata pentru furnizarea serviciilor de nalta definiie pentru transmisiuni de date i voce. Tehnologia CDMA a revoluionat industria telefoniei mobile i constituie calea directiv catre urmatoarea generaie a comunicaiilor, divertisment mobil i servicii de banda larg Code Division Multiple Access (CDMA), tehnologia de telefonie mobil digital inventata i comercializat de QUALCOMM, asigura capabilitati de voce i date pentru reelele mobile sau wireless. Datorita avantajelor sale, CDMA servete drept punct de plecare a serviciilor 3G din ntreaga lume. ntrodusa pe pia n 1995, CDMA a devenit n scurt timp tehnologia wireless cu cea mai rapida cretere din lume. n 1999, International Telecommunications Union a desemnat CDMA ca standard industrial pentru urmatoarea generatie de sisteme wireless. La ora actuala muli dintre marii operatori wireless construiesc reele CDMA sau le retehnologizeaza pe cele existente pentru creterea capacitatii serviciilor de voce mpreun cu lrgirea posibilitailor transmisiilor de mare vitez pentru date.Tehnologia CDMA a crescut considerabil in ultimii ani, punctul de plecare constituindu-l varianta IS-95. Astazi vorbim de familia CDMA 450 i de adoptarea acestei tehnologii de catre tot mai multi operatori dornici sa ofere clienilor lor o gam ct mai larg de servicii.Cum funcioneaz reeaua CDMA 1xCDMAfuncioneazaprinconversiavocii ninformaiedigitalacareestetransmismai apoi casemnal radiontr-oreea detelefonie mobila. Folosinduncodunicpentrua identifica fiecare convorbire, CDMAd posibilitatea mult mai multor persoane s foloseasc undele radio n acelai timp - far zgomotde fond,convorbirisuprapuse sau interferene.Beneficiile oferite de reteaua CDMA 1xCreterea rapid a numrului de utilizatori ai reelei CDMA nu este ntamplatoare, ea fiind justificat de caracteristicile deosebite ale acesteia: Calitatea deosebit a vocii i a convorbirii - CDMA 1x elimin zgomotele de fond, convorbirile suprapuse i interferenele, oferind o calitate excepional a vocii, securitate i eliminarea ntreruperilor. CDMA 1x transform sunetul vocii n semnale digitale, la cele mai nalte rate de transmisie. Acest lucru permite obinerea unei calitai excepionale a vocii si maximizeaz capacitatea sistemului; Pachete de date - retelele CDMA 1x includ protocoale IP standard pentru pachetele de date, facilitnd transmisia de date la viteze foarte mari (156Kb/s). Toate telefoanele folosite in reteaua CDMA 1x au ncorporate din construcie un Microsoft Browser, fapt ce le ofera capacitatea de a accesa pagini web. De asemenea, telefonul suport rularea de aplicaii client in regim securizat (SSL / HTTPS), prin intermediul browser-ului web; Securitatea convorbirii - transmisiile n spectru mprtiat CDMA 1x sunt codate digital, rezistnd cu succes oricarei ncercari de interceptare. Fiind conceput cu aproximativ 4,4 mii de miliarde de coduri, tehnologia CDMA 1x elimin teoretic clonarea sau orice alt tip de fraud. Aceast caracteristic important a sistemului face posibil operarea de tranzacii bancare sau de alt natur direct de pe telefonul mobil i in condiii de securitate extrem. Cu alte cuvinte, vei putea dispune bancii plata unei facturi catre un partener de afaceri, far a mai fi nevoit sa te deplasezi la banc. Vei trimite rapoarte financiare, documente confideniale utiliznd serviciul de fax sau e-mail prin intermediul telefonului mobil, fara s-i fie fric c altcineva le-ar putea intercepta. Mai putine apeluri intrerupte -CDMA 1x "soft handoff" de transfer al convorbirilor ntre celule reduce la minim riscul ntreruperilor sau ntreruperea convorbirii n momentul transferului. Procesul "soft handoff" are ca rezultat mai puine convorbiri ntrerupte datorita faptului c doua sau trei celule diferite monitorizeaz convorbirea n fiecare moment al ei; Timp de convorbire mai mare si via ndelungata pentru baterie - sunt diferite momente si situatii in care suntem obligai s pstram telefoanele deschise. Aceasta presupune o solicitare permanenta a telefonului, fapt care determin scdearea timpului de convorbire i descrcarea rapid a bateriei. Reducerea zgomotelor de fond i a interferenelor - CDMA 1x combin semnalele multicale i crete puterea semnalului. Rezultatul este eliminarea aproape complet a interferenelor i a zgomotelor. Att zgomotele de fond electronice (cele generate de computer) ct i cele acustice (zgomotul din mediu nconjurtor) sunt eliminate prin folosirea unei benzi de freven inguste, care corespunde frecvenei obinuite a vocii umane. Datorit acestei metode, zgomotele de fond sunt excluse din convorbirile tale. Capacitate mai mare a retelei - CDMA 1x permite folosirea acelorai frecvene radio de ctre toti utilizatorii sistemului, fapt care determin creterea profitabilitaii acestuia din urm. Prin folosirea tehnologiei de spectru imprtiat, CDMA 1x are o capacitate de 10-20 de ori mai mare dect echipamentele analogice i de peste trei ori mai mare dect alte platforme digitale. CDMA in cifreCDG(The CDMA Development Group) a anunat c n 2004, reeauna global CDMA2000(r) s-a extins considerabil adugnd 31 de noi reele naionale i 60 milioane de abonai. n iulie se inregistrau peste 100 milioane de utilizatori, in timp ce la sfritul anului existau107operatori CDMA2000in53deari i mai mult de145milioanede abonai.Deasemenea, anul 2004afost marcat deunproces deaccelerareaimplementrii i dezvoltrii reelelor CDMA2000 n banda de 450 MHZ(CDMA450). n contextul succesului inregistrat de Zapp (Romania) i Skylink (Rusia), muli operatori NMT-450 din Europa de Est Rusia i Asia au migrat sau sunt in proces de trecere la retelele 1G la cele 3G CDMA2000.BAZELE MATEMATICE ALE CDMALa baza sistemului sta proprietatea matematica de ortogonalitate. Sa presupunem ca reprezentam semanlele ca vectori. Spre exemplu fluxul binar "1011" va fi reprezentat ca vector (1, 0, 1, 1). Produsul a 2 vectori ar fi suma produselor componentelor lor:a (1, 0, 1, 1) si b (1, -1, -1, 0) va fi (1)(1)+(0)(-1)+(1)(-1)+(1)(0)=1+-1=0.Cand produsul intre vectorul a si b putem spune ca acesti 2 vectori sunt ortogonali. Acest tip de produs (dot product) are mai multe proprietati,unele dinele ne vor permite saintelegem mai bine cum functioneaza sistemul CDMA. Spre exemplu pentru vectorii a, b, c:Radacina patrata a produsului a.a este un numar real :Sa presupunem ca vectorii a si b sunt ortogonali. Inacest caz ImplimentareExemplu a 4 semnale digitale ortogonale.Sa presupunem ca avem cativa vectori care sunt reciproc ortogonali unul fata de altul. Deobicei acesti vectori sunt special constuiti pentru a usura decodarea sunt coloane sau linii a matricelor Walsh. Care sunt construite cu ajutorul functiilor Walsh, dar strict mathematic unica restrictie a acestor vectori este ca ei sa fie ortogonali. Un exemplu de funcctii ortogonale sunt prezentate in imaginea demai sus. Acum, sa asociem cu un expeditor un vector dinacesti cativa, ,sa-i spunem v, care este numit chip code. Sa asociem uncaracter 0 cu vectorul v siun caracter 1 cuvectorul v. Spre exemplu, daca v=(1,-1), atunci vectorul binar (1, 0, 1, 1) va corespunde cu (1,-1,-1,1,1,-1,1,-1). Vom numi deacum incolo acest vectotr vector transmis (transmitted vector).Fiecare din expeditori are un vector unic, diferit de ceilalti, ales din acel set de vectori, iar constructia vectorului transmis este identica.Proprietatile fizice ale interferentei spun ca daca 2 semnale la uun anumit punct sunt in faza, ele se vor cuumula pentru a oferide doua ori amplitudinea fiecarui semnal, iarin cazul incare nusunt in aceeasi faza, ele se vor scadea si vor oferi diferenta dintre amplitudini. Din punct de vederenumeric, acest tip de comportament poate fi modelat simplu prinadunarea a vectorilor de transmisie. Asa deci, dacaavem 2 expeditori, ambii expediiind inacelasi timp, unul cu chip cod-(1, -1) si cu vectorul de date (1, 0, 1, 1), si altul cu chip cod-ul (1, 1), si vectorul de date(0,0,1,1), fluxul de date receptionat va fi suma vectorilor de tranmisiune: vectors (1,-1,-1,1,1,-1,1,-1)+(-1,-1,-1,-1,1,1,1,1)=(0,-2,-2,0,2,0,2,0).Sa presupunem ca receptorul primste la receptie un asemenea semnal si vrea sa vada ce a expediat emitatorul cu codul chip (1, -1). Receptorul va folosi una dinproprietatile descrisemai sus, si va efectua produsul (dot product) parte cu parte a vectorului receptionat. In primul rand vor fi luate primele doua componente ale vectorului recdeptionat: (0, -2). Apoi, (0, -2).(1, -1) = (0)(1)+(-2)(-1) = 2. Atata timp cat rezultatul este pozitiv, putem deduce ca a fost expediat uncaracter 1. Luam urmatorele doua componente ale vectorului receptionat: (-2, 0), (-2, 0).(1,-1)=(-2)(1)+(0)(-1)=-2. Atata timp cat rezultatul este negativ putem deduce ca a fost expediat uncaracter 0. Continuand si pentru celelalte caractere, putem decoda ce a transmis emitatorul care are codul de chip (1, -1) si anume: (1, 0, 1, 1).In acelasi fel aplicam acelasi procedeu codului chip (1, 1): (1, 1).(0,-2) = -2 obtinem caracterul 0, (1, 1).(-2,0)=(1)(-2)+(1)(0)=-2 obtinem caracterul 0, si asa mai departe, pana obtiem vectorul care a fost expediat de emitatorul care are codul chip (1, 1): (0, 0, 1, 1).Exista totusi anumite probleme care pot cauza intreruperea acestui proces. Sa presupunem ca unul din emitatoare transmite cu o mai mare putere decat alt emitator. In acest caz proprietatea de ortogonalitate s-ar putea sa nu se realizeze si deci sistemul sa esueze. Iata de ce controlul puterii este o importanta problema la emitatoarele CDMA. IN TDMA si FDMA receptorul teoretic receptorul poate theoretic refuza in totalitate semnalele de putere arbitrar catre alte sloturi de timp sau canale de frecventa. Acest lucru nu este valabil si pentru sistemele CDMA, refu