CDMA - Technologie

L'accès multiple par division de code (CDMA) est une sorte de multiplexage qui permet à divers signaux d'occuper un seul canal de transmission. Il optimise l'utilisation de la bande passante disponible. La technologie est couramment utilisée dans les systèmes de téléphonie cellulaire à ultra-haute fréquence (UHF), des bandes comprises entre 800 MHz et 1,9 GHz.

Présentation de CDMA

Le système d'accès multiple par division de code est très différent du multiplexage temporel et fréquentiel. Dans ce système, un utilisateur a accès à toute la bande passante pendant toute la durée. Le principe de base est que différents codes CDMA sont utilisés pour distinguer les différents utilisateurs.

Les techniques généralement utilisées sont la modulation à spectre étalé à séquence directe (DS-CDMA), le saut de fréquence ou la détection CDMA mixte (JDCDMA). Ici, un signal est généré qui s'étend sur une large bande passante. Un code appeléspreading codeest utilisé pour effectuer cette action. A l'aide d'un groupe de codes orthogonaux les uns par rapport aux autres, il est possible de sélectionner un signal avec un code donné en présence de nombreux autres signaux avec des codes orthogonaux différents.

Comment fonctionne CDMA?

CDMA autorise jusqu'à 61 utilisateurs simultanés dans un canal de 1,2288 MHz en traitant chaque paquet vocal avec deux codes PN. Il existe 64 codes Walsh disponibles pour différencier les appels des limites théoriques. Les limites opérationnelles et les problèmes de qualité réduiront le nombre maximal d'appels légèrement inférieur à cette valeur.

En fait, de nombreux "signaux" en bande de base différents avec des codes d'étalement différents peuvent être modulés sur la même porteuse pour permettre à de nombreux utilisateurs différents d'être pris en charge. En utilisant différents codes orthogonaux, les interférences entre les signaux sont minimes. Inversement, lorsque des signaux sont reçus de plusieurs stations mobiles, la station de base est capable de les isoler car elles ont des codes d'étalement orthogonaux différents.

La figure suivante montre la technicité du système CDMA. Pendant la propagation, nous avons mélangé les signaux de tous les utilisateurs, mais par cela vous utilisez le même code que le code qui a été utilisé au moment de l'envoi du côté récepteur. Vous ne pouvez retirer que le signal de chaque utilisateur.

Capacité CDMA

Les facteurs déterminant la capacité CDMA sont:

  • Gain de traitement
  • Rapport signal sur bruit
  • Facteur d'activité vocale
  • Efficacité de la réutilisation des fréquences

La capacité en CDMA est douce, CDMA a tous les utilisateurs sur chaque fréquence et les utilisateurs sont séparés par code. Cela signifie que le CDMA fonctionne en présence de bruit et d'interférences.

De plus, les cellules voisines utilisent les mêmes fréquences, ce qui signifie aucune réutilisation. Ainsi, les calculs de capacité CDMA devraient être très simples. Aucun canal de code dans une cellule, multiplié par aucune cellule. Mais ce n'est pas si simple. Bien que les canaux de code non disponibles soient 64, il peut ne pas être possible d'utiliser une seule fois, car la fréquence CDMA est la même.

Méthodes centralisées

  • La bande utilisée en CDMA est de 824 MHz à 894 MHz (séparation 50 MHz + 20 MHz).
  • Le canal de fréquence est divisé en canaux de code.
  • 1,25 MHz de canal FDMA est divisé en 64 canaux de code.

Gain de traitement

CDMA est une technique à spectre étalé. Chaque bit de données est étalé par une séquence de codes. Cela signifie que l'énergie par bit est également augmentée. Cela signifie que nous en tirons un avantage.

P (gain) = 10log (W / R)

W est le taux de propagation

R est le débit de données

Pour CDMA P (gain) = 10 log (1228800/9600) = 21dB

Il s'agit d'un facteur de gain et du taux de propagation des données réel. En moyenne, une condition de transmission typique nécessite un rapport signal / bruit de 7 dB pour une qualité de voix adéquate.

Traduit en un rapport, le signal doit être cinq fois plus fort que le bruit.

Gain de traitement réel = P (gain) - SNR

= 21 - 7 = 14 dB

CDMA utilise un codeur à débit variable

The Voice Activity Factor of 0.4 is considered = -4dB.

Par conséquent, CDMA a une réutilisation de fréquence à 100%. L'utilisation de la même fréquence dans les cellules environnantes provoque des interférences supplémentaires.

In CDMA frequency, reuse efficiency is 0.67 (70% eff.) = -1.73dB

Avantages de CDMA

CDMA a une capacité souple. Plus le nombre de codes est élevé, plus le nombre d'utilisateurs est élevé. Il présente les avantages suivants -

  • CDMA nécessite un contrôle de puissance serré, car il souffre d'un effet proche de loin. En d'autres termes, un utilisateur proche de la station de base émettant avec la même puissance va noyer le signal de cette dernière. Tous les signaux doivent avoir une puissance plus ou moins égale au niveau du récepteur

  • Les récepteurs Rake peuvent être utilisés pour améliorer la réception du signal. Des versions retardées du temps (une puce ou une version ultérieure) du signal (signaux à trajets multiples) peuvent être collectées et utilisées pour prendre des décisions au niveau du bit.

  • Un transfert flexible peut être utilisé. Les stations de base mobiles peuvent changer sans changer d'opérateur. Deux stations de base reçoivent un signal mobile et le mobile reçoit des signaux des deux stations de base.

  • Transmission Burst - réduit les interférences.

Inconvénients du CDMA

Les inconvénients de l'utilisation de CDMA sont les suivants -

  • La longueur du code doit être soigneusement sélectionnée. Une longueur de code importante peut induire un retard ou provoquer des interférences.

  • La synchronisation de l'heure est requise.

  • Le transfert progressif augmente l'utilisation des ressources radio et peut réduire la capacité.

  • Comme la somme de la puissance reçue et transmise à partir d'une station de base nécessite un contrôle de puissance constant et serré. Cela peut entraîner plusieurs transferts.