Indice1. Introducción. 2. Marco teórico 3. Modulador-demodulador BPSK. 4. Conclusión. 5. Bibliografía.
1. Introducción.
Código de división de múltiple acceso (CDMA) es un nuevo concepto en las comunicaciones inalámbricas. Ha ganado la aceptación internacional extendida por los operadores de sistema de radio celulares como una actualización que dramáticamente aumenta su capacidad del sistema y la calidad de servicio. Igualmente ha sido escogido para el despliegue por la mayoría de los ganadores del Unido Estados las Comunicaciones Sistema espectro subastas Personales. Puede parecer, sin embargo, misterioso para aquéllos que no están familiarizado con él. Este informe disermina por lo menos un nivel básico de conocimiento sobre la tecnología.
¿Que es CDMA? CDMA es una forma de "el cobertor – el espectro " , una familia de técnicas de comunicación digitales que se han usado en las aplicaciones militares durante muchos años. El principio del centro de espectro del cobertor es el uso de ruido – el portador ondea, y, cuando el nombre implica, el ancho de banda es más ancho que el requerido para el punto simple – a – la comunicación del punto a la misma proporción de los datos. Había dos motivaciones originalmente: o para resistirse los esfuerzos enemigos para bloquear las comunicaciones , o para esconder el hecho que la comunicación incluso estaba teniendo lugar. Tiene una historia que regresa a los días de la Segunda Guerra Mundial. El uso de CDMA para las aplicaciones de la radio móviles civiles es nuevo. Era propuesto teóricamente en los años 1940, pero la aplicación práctica en el mercado civil el lugar no tardó después hasta 40 años. Comercialmente las aplicaciones se colocaron posiblemente debido a dos desarrollos evolutivos. Uno era la disponibilidad de costo muy bajo, la densidad alta digital integró circuitos que reducen el tamaño, peso, y costo de las estaciones del subscriptor a un nivel aceptablemente bajo. El otro era la realización óptima de la comunicación de acceso múltiple que requiere que todas las estaciones del usuario regulan en su transmisor los poderes al más bajo, eso logrará una adecuada calidad señalada. La tecnología CDMA cambia la naturaleza de la estación del subscriptor de un predominante dispositivo analógico a un predominante dispositivo digital.. En CDMA los receptores no eliminan el proceso analógico completamente, pero ellos separan la comunicación encauza por medio de un pseudo – modulación del azar que es aplicado y alejado en el dominio digital, no en base a la frecuencia. Los usuarios múltiples ocupan la misma banda de frecuencia. Esta frecuencia universal no es fortuito. Al contrario, es crucial al muy alto eficacia espectral que es el sello de CDMA. CDMA está alterando la cara del celular y comunicación de PCS por: Mejorando el tráfico del teléfono dramáticamente la capacidad Mejorando la calidad de la voz dramáticamente y eliminando los efectos audibles. Reduciendo la incidencia de llamadas dejadas caer. El mecanismo de transporte fiable proporcionando para los datos las comunicaciones, como el facsímil y tráfico del internet, Reduciendo el número de sitios necesitado para apoyar cualquier cantidad dada de tráfico La selección del sitio simplificando Reduciendo el despliegue y operando los costos porque menos sitios celulares se necesitan Reduciendo el poder promedio transmitido La interferencia reduciendo a otros dispositivos electrónicos Reduciendo los riesgos de salud potenciales Uno de los conceptos más importantes a cualquier celular el sistema del teléfono es eso de" acceso múltiple". En otros términos, es grande el número de porción de los usuarios que una piscina común de cauces de la radio y cualquier usuario puede el acceso de ganancia a cualquier cauce (cada usuario no siempre se asigna al mismo cauce). Un cauce puede pensarse como meramente una porción del recurso de la radio limitado para que se asigna temporalmente un específico proponga, como alguien la llamada telefónica. Un método de acceso múltiple es la definición de cómo el espectro de la radio es dividido en los cauces y cómo se asignan los cauces a los muchos usuarios del sistema.
Las Normas Celulares actuales Los tipos diferentes de sistemas celulares emplean varios los métodos de acceso múltiple. Los sistemas celulares analógicos tradicionales, como aquellos basados en el Servicio del Teléfono Móvil Avanzado (los AMPERIOS) y El Sistema de Comunicaciones de Acceso total (TACS) las normas, use la División de Frecuencia El Acceso múltiple (FDMA). los cauces de FDMA son definidos por un rango de radio las frecuencias, normalmente expresado en varios kilohertzio (el kHz), fuera de el espectro de la radio. Por ejemplo, AMPERIOS los sistemas usan 30 kHz " rodajas" de espectro para cada cauce. Los AMPERIOS de Narrowband (NAMPS) requiere sólo 10 kHz por el cauce. Los cauces de TACS son extensamente 25 kHz. Con FDMA, sólo un subscriptor en un momento se asigna a un cauce. Ninguna otra conversación puede acceder este cauce hasta que la llamada del subscriptor esté acabada, o hasta esa llamada del original se da fuera de a un cauce diferente por el sistema. Un método de acceso múltiple común empleó en los nuevos sistemas celulares digitales es el Time División Múltiplo Acceso (TDMA). TDMA las normas digitales incluya norteamericano Digital Celular (sepa por su número normal ES – 54), Sistema Global para las Comunicaciones Móviles (GSM), y Personal Digital Celular (PDC). Los sistemas de TDMA normalmente empiezan con una rodaja de espectro, llamado un" portador." Cada portador es entonces dividido en las hendiduras de tiempo. Sólo un subscriptor en un momento se asigna a cada hendidura de tiempo, o cauce. Ninguna otra conversación puede acceder este cauce hasta que la llamada del subscriptor está acabada, o hasta que esa llamada del original se dé fuera de un diferente encauce por el sistema. Por ejemplo, ES – 54 sistemas, diseñados para coexistir con los AMPERIOS los sistemas, dividen 30 kHz de espectro en tres cauces. PDC divide que 25 kHz rebana de el espectro en tres cauces. Los sistemas de GSM crean 8 tiempo – los cauces de la división en 200 kHz los portadores anchos.
El CDMA la Norma Celular Con CDMA, los únicos códigos digitales, en lugar de separado Frecuencias de RF o cauces, se usa para diferenciar a los subscriptores. Los códigos son compartido por ambos la estación móvil (el teléfono celular) y la estación baja, y se llama" pseudo – las Sucesiones de Código de Azar." Todos los usuarios comparten el mismo rango de espectro de la radio. Para la telefonía celular, CDMA es una técnica de acceso múltiple digital especificado por la Asociación de Industria de Telecomunicaciones (TIA) como" ES – 95." En el 1992 de marzo, el TIA estableció el TR – 45.5 subcomité con el la carta constitucional de desarrollar un cobertor – el espectro la norma celular digital. En Julio de 1993, el TIA dio su aprobación del CDMA ES – 95 normal. ES – 95 sistemas dividen el espectro de la radio en portadores que son 1,250 el kHz (1.25 MHz) extensamente. Uno de los únicos aspectos de CDMA es que mientras hay límites ciertamente al número de llamadas telefónicas que pueden ser manejado por un portador, éste no es un número fijo. Más bien, la capacidad del sistema será dependiente en varios factores diferentes. Esto se discutirá en las secciones más tarde.
La Tecnología de CDMA Aunque la aplicación de CDMA en la telefonía celular es relativamente nuevo, no es una nueva tecnología. CDMA se ha usado en muchos las aplicaciones militares, como el anti – bloqueando (debido al signo del cobertor, es difícil de bloquear o interferir con un signo de CDMA), yendo (midiendo la distancia de la transmisión para saber cuando se recibirá), y las comunicaciones seguras (el signo de espectro de cobertor es muy duro para descubrir).
Extienda el Espectro CDMA es un" espectro del cobertor" la tecnología que los medios que extiende la información contuvo en un signo particular de interés encima de un ancho de banda muy mayores que el signo original. Un CDMA llamada salidas con una proporción normal de 9600 pedazos por segundo (9.6 el kilobits por segundo). Esto se extiende entonces a una proporción transmitida de sobre 1.23 Megabits por segundo. Los medios extendiendo que los códigos digitales son aplicados a los pedazos de los datos asociados con los usuarios en una célula. Estos momentos de los datos son transmitido a lo largo de los signos de todos los otros usuarios en esa célula. Cuando el signo se recibe, los códigos están alejados de los deseamos señale, mientras separando a los usuarios y devolviendo la llamada a una proporción de 9600 el bps. Los usos tradicionales de espectro del cobertor están en los funcionamientos militares. Porque del ancho de banda de un signo de espectro de cobertor, es muy difícil para bloquear, difícil para interferir con, y difícil identificar. Esto está en contraste con tecnologías que usan un ancho de banda de banda angosta de frecuencias. Desde que un ancho de banda cobertor espectro signo es muy duro descubrir, aparece como nada más de un levantamiento ligero en el" suelo del ruido" o el nivel de la interferencia. Con otras tecnologías, el poder del signo se concentra en una venda del banda angosta que le hace más fácil para descubrir. El retiro aumentado es inherente en la tecnología de CDMA. Las llamadas telefónicas de CDMA quieren esté seguro del indiscreto casual desde que, diferente una conversación analógica, un receptor de la radio simple no podrá escoger individual digital las conversaciones fuera de la radiación de RF global en una banda de frecuencia.
La sincronización En las fases finales de la codificación del eslabón de la radio de la estación baja al móvil, CDMA agrega un especial" pseudo – el azar el código" al signo de que se repite después de una cantidad finita tiempo. Las estaciones de la base en el sistema se distinguen de nosotros transmitiendo porciones diferentes del código en un momento dado. En otro palabras, las estaciones bajas transmiten tiempo compensando las versiones del mismo pseudo – el azar el código. Para asegurar que los desplazamientos de tiempo usados permanecen únicos de nosotros, las estaciones de CDMA deben permanecer sincronizadas a un tiempo común de referencia. El Sistema del Posicionamiento Global (GPS) proporciona este tiempo común preciso la referencia. GPS es un satélite basado, sistema de navegación de radio capaz de proporcionar un medios prácticos y económicos de determinar continuo la posición, velocidad, y tiempo a un número ilimitado de usuarios.
"El Acto Vacilante" CDMA el fondo celular es dependiente en la manera el sistema se diseña. De hecho, tres características del sistema primarias – el Fondos, La calidad, y Capacidad – debe ser equilibrado fuera de de nosotros llegar a el nivel deseado de actuación del sistema. En un sistema de CDMA estas tres características están unidas herméticamente – relacionado. Podría lograrse la capacidad aun más alta a través de algún grado de degradación en el fondos y / o calidad. Desde que estos parámetros son todos entrelazados, operadores no pueden tener el mejor de todos los mundos: fondos tres veces más ancho, 40 veces de tiempos, y" CD" el sonido de calidad. Por ejemplo, el 13 vocoder del kbps proporciona la calidad legítima buena, pero reduce la capacidad del sistema como comparado a un 8 vocoder del kbps.
Beneficios del CDMA Cuando se llevó a cabo un sistema del teléfono celular, CDMA, la tecnología ofrece los numerosos beneficios a los operadores celulares y sus subscriptores. Lo siguiente es una apreciación global de los beneficios de CDMA. La capacidad aumenta de 8 a 10 veces eso de un AMPERIOS el sistema analógico y 4 a 5 veces el de un sistema de GSM La calidad de la llamada mejorada, con bueno y más consistente parezca como comparado a los AMPERIOS los sistemas Sistema simplificado que planea a través del uso del la misma frecuencia en cada sector de cada célula
El retiro reforzado Las características del fondos mejoradas, permitiendo para, la posibilidad de menos sitios celulares El tiempo de la charla aumentado para el portables Ancho de banda en la demanda La Revolución de CDMA La gran atracción de tecnología de CDMA del principio ha sido la promesa de aumento de capacidad extraordinario, el acceso múltiple las tecnologías inalámbricas. Los modelos simples sugieren que la mejora de capacidad puede estar más de 20 veces del narrowband existente en las normas celulares, como los AMPERIOS en América del Norte, NMT en Escandinavia, TACS en el Reino Unido. Históricamente, la capacidad era calculada sobre los argumentos simples usados. La realidad, claro, es mucho más complicado que los modelos idealizados. Las áreas del fondos celulares reales son muy irregulares, no, los hexágonos daseados encontraron en modelos del libro de texto. La carga ofrecida no es espacialmente el uniforme, cambia dramáticamente con tiempo – de – día, y es a menudo sujeto a otras influencias ingobernables.
El fondo Un acceso múltiple idealizado que el sistema de la radio móvil consiste de una familia de estaciones bajas, o" las células," geográficamente distribuidas encima del área de servicio, y las estaciones móviles. Nosotros usamos el término" móvil" genéricamente para significar cualquier estación del subscriptor, si se mueve o no. El la mayoría de nuevas ventas celulares es ahora de hecho la mano sostuvo las unidades portátiles, y la perspectiva del mercado es para esa tendencia continuar para el previsible el futuro. No – los usos tradicionales, como los módems de los datos inalámbricos en el laptops, también se espera que crezca dramáticamente en el futuro cercano. El espectro para móvil inalámbrico normalmente se asigna en la división de frecuencia doble (FDD) apareó las bandas. Los sistemas celulares están separados por 45 MHz, PCS, las vendas por 80 MHz. Aunque ha habido algunas propuestas para el uso de cronometre el dúplex de la división (TDD), el tal funcionamiento inherentemente los límites el fondos el área, y no ha logrado la aceptación extendida. La comunicación entre las estaciones de la base y se establecen las estaciones móviles por una negociación en el origen de la llamada. Una vez la comunicación se establece entre la base y móvil, movimiento del móvil se descubre y el servicio se entrega de una estación baja a otro. Una célula a un servicios de tiempo cada móvil en los servicios del narrowband. El concepto de handoff está extendido a un multi – la manera simultáneo" suave" el handoff en las normas de CDMA. Cuando la radio celular se propuso primero por los Laboratorios de Teléfono Bellsouth, la subdivisión celular se citó como el método porque el sistema crecería con la capacidad de tráfico. Sin embargo el éxito del mercado de celular ha dejado atrás las predicciones por semejante margen grande que la subdivisión de células para aumentar la capacidad, como una materia práctica, está soltando la efectividad. LOS AMPERIOS En móviles tenga una habilidad muy limitada de reducir el poder del transmisor. La densidad alta, las células pequeñas también aumentan que los handover , mientras aumentado la probabilidad, por eso que cualquier llamada particular se dejará caer. Los costes arriba asociaron con los números grandes de células, como el bienes raíces, backhauls, y mantenimiento, vuélvase en la vida el fragmento más grande de capital y operando los costos. Dividiendo en zonas las tablas se resisten las aplicaciones cada vez más para nuevas torres de la antena que hacen sus jurisdicciones se parecen aceite que taladra los campos. Un método alternativo de perfeccionamiento de capacidad se necesitó.
La Comunicación de Acceso de Múltiplo tradicional Tradicionalmente los sistemas de comunicación de radio han separado los usuarios por cualquier cauces de frecuencia, hendiduras de tiempo, o ambos. Estos conceptos fecha de los días más tempranos de radio. Incluso los transmisores de la chispa usaron resonante los circuitos para estrechar el espectro de su radiación. El funcionamiento neto fijado probablemente sido la primera manifestación de slotting de tiempo. Los sistemas celulares modernos empezado con el uso de canalización FM analógico, más recientemente varios híbrido FDM – TDM que se han desarrollado los sistemas digitales, reforzando el servicio, la calidad y capacidad. En todos estos sistemas, cada usuario se asigna un particular tiempo – la hendidura de frecuencia. En los sistemas grandes las asignaciones al tiempo – las hendiduras de frecuencia no pueden ser únicas. Deben reusarse las hendiduras en las células múltiples para cubrir las áreas de servicio grandes. La actuación satisfactoria en estos sistemas depende críticamente del mando de la interferencia mutua que se levanta del reuse. El reuse el concepto es familiar incluso el televisión transmitiendo, dónde no se reusan los cauces en las ciudades adyacentes. En Norteamérica al celular se le asignan los AMPERIOS aproximadamente 416 cauces a cada uno operador (30 kHz espaciando, con una asignación total de 12.5 MHz en cada dirección. Un sistema idealizado de geometría mostrada en la figura. La misma frecuencia no puede reusarse obviamente en cualquier par adyacente de células porque un usuario en el límite entre aquéllas células recibirían ambos signos con la amplitud igual, mientras llevando a un inaceptable nivel alto de la interferencia . En una geometría ideal el reuse las miradas del modelo como esto, representando el cauce pone por los colores distintos… En esta conexión, debe notarse que el logro del K=7 reuse, en lugar de un número aún más grande, depende del hecho que la ley de decaimiento de propagación eficaz es más rápida que el espacio libre. Eso es, en un vacío la radiación electromagnética se deteriora en la intensidad como R-2. Sin embargo los dimensiones han mostrado de forma consistente que la propagación eficaz del exponente de la ley está típicamente entre -3.5 y -5 en el ambiente móvil molido. Interesantemente, es fácil mostrar que si la ley de la propagación fuera eso de espacio libre, un sistema celular grande no sería en absoluto viable. El más grande – que – libre – los medios de exponente de propagación espaciales que sólo el primero la grada de células del vecino es significante en el modelo idealizado.
La" Magia" de CDMA CDMA ofrece una respuesta al problema de capacidad. La llave a su capacidad alta es el uso de ruido – como las olas del portador, como se sugirió primero hace décadas por Claude Shannon. En lugar de dividir el espectro o tiempo en desencaje" hendiduras" que cada usuario se asigna a un caso diferente del portador del ruido. Mientras esos formas de onda no son rigurosamente los ortogonales, ellos si son casi . La aplicación práctica de este principio siempre ha usado digitalmente generado pseudo – el ruido, en lugar del verdadero ruido termal. El elemento esencial los beneficios son que conserva, y se simplifican los transmisores y receptores porque pueden llevarse a cabo las porciones grandes usando la densidad alta los dispositivos digitales. El beneficio mayor de ruido – como los portadores es que la sensibilidad del sistema a la interferencia se altera fundamentalmente. Tiempo tradicional o frecuencia los sistemas del slotted deben diseñarse con un reuse de proporción que satisface el peor, pero sólo un fragmento pequeño de los usuarios realmente experimentan ese peor. El uso de ruido – como los portadores, con todos los usuarios que ocupan el mismo espectro, hace la suma al ruido eficaz de todos otro – los signos del usuario. El receptor pone en correlación su entrada con el portador del ruido deseado, mientras reforzando el signo a la proporción del ruido al descubridor. El perfeccionamiento supera al ruido sumado para proporcionar un SNR adecuado al descubridor. La frecuencia reusa es universal, es decir, los usuarios múltiples utilizan cada CDMA portador frecuencia… El reuse el modelo es ahora Las células del arco iris indican que los 1.25 passband de MHz enteros se usa por cada usuario, y ese mismo passband se reusa en cada célula. La capacidad es determinada por el equilibrio entre el SNR requerido para cada uno del usuario, y el espectro del cobertor la ganancia procesada. La figura de mérito de un bien – diseñó el receptor digital que las dimensiones señalan – a – el ruido la proporción (SNR) El" ruido" la parte del SNR, en un espectro del cobertor, el sistema realmente es la suma de ruido termal y el otro – la interferencia del usuario. El SNR necesitó lograr una proporción del error particular dependiendo de varios factores, como el error de corrección delantero , y el multipath y el ambiente marchitándose. Para los receptores típicamente usados en CDMA comercial va típicamente de aproximadamente 3 dB a 9 dB. Se relaciona energía por el pedazo para señalar poder y proporción de los datos: El ruido + el término de la interferencia es el poder la densidad espectral. Si el espectro de los signos es aproximadamente rectangular, con un ancho de banda, de W, entonces el ruido + poder de la interferencia que la densidad espectral es Donde el primer término representa el nivel del ruido termal del receptor (FN = la figura de ruido de receptor). Volviendo a escribir el SNR la ecuación por lo que se refiere a la proporción de los datos y el cobertor – las muestras de ancho de banda de espectro donde las mentiras mágicas
La interferencia en esta ecuación es la suma de los signos de todos los usuarios. Esta ecuación es la llave a entender por qué CDMA no se exploró para use en los sistemas de acceso múltiples terrestres. También es la llave al innovación que llevó a CDMA comercial.
Cerca de – el Problema Lejano CDMA (y espectro del cobertor en general) siempre se despidió como el inusable en el ambiente de la radio móvil debido a lo que se llamó el" cerca de – el problema lejano." Siempre era supuesto que todas las estaciones transmitido el poder constante. En el ambiente de la radio móvil algunos pueden localizarse los usuarios cerca de la estación baja, otros pueden localizarse lejos. El camino de la propagación produce pérdida diferentes entre esos usuarios extremos puede ser muchos tens de dB. Suponga, por ejemplo que sólo dos usuarios están presentes, y que los dos están transmitiendo con bastante poder que el ruido termal es despreciable. Entonces el SNR, en el dB, es Si hay, 30 dB diferencian entre el más grande y las pérdidas del camino más pequeñas, hay entonces un 60 dB diferencian entre el SNR del usuario más cercano y el usuario más lejano, porque éstos son el recibido los poderes. Para acomodar a los usuarios más lejanos, los ancho de banda extendiendo habría tenga que ser quizás 40 dB, o 10,000 veces la proporción de los datos. Si la proporción de los datos era 10,000 b/s, entonces W=100MHz. La eficacia espectral es abismal, lejos, más peor que incluso el FDMA más ineficaz o sistema de TDMA. Recíprocamente, si un ancho de banda más razonable es escogido, entonces los usuarios remotos reciben no el servicio.
El Control de la Potencia. La llave a la capacidad alta de CDMA comercial es sumamente simple: Si, en lugar de usando el poder constante, los transmisores pueden ser controlado de semejante manera que el recibido los poderes de todos los usuarios son bruscamente iguales, entonces los beneficios del extender es comprendido. Si los recibimos el poder se controla, entonces los subscriptores pueden ocupar el mismo espectro, y los esperamos – para los beneficios de interferencia promediar aumente. El mando de poder perfecto arrogante, el ruido más la interferencia es ahora Donde N es el número total de usuarios. El SNR se vuelve La capacidad máxima se logra si nosotros ajustamos el mando de poder para que el SNR sea exactamente lo que necesita ser para una proporción del error aceptable. Si nosotros pusiéramos el lado de la mano izquierdo de (7) a ese blanco SNR y resuelve para N, nosotros encontramos la ecuación de capacidad básica para CDMA: Usando los números para ES – 95A CDMA con la 9.6 proporción del kbps ponga, nosotros encontramos O sobre N=32. El SNR designado de 6 dB es una estimación nominal. Una vez el mando de poder está disponible, el diseñador del sistema y operador tienen la libertad para transar calidad de servicio por la capacidad ajustando el blanco de SNR. La nota que la capacidad y SNR son recíprocos: una tres mejora del dB en SNR un factor de dos pérdida incurre en la capacidad. Nosotros hemos descuidado la diferencia entre N y N-1 en (9). Esto es conveniente en el matemática de capacidad, y es normalmente razonable porque la capacidad es así grande. Hay factores que nosotros no hemos tenido en cuenta todavía. Algunas de las cosas nosotros no hemos considerado todavía realmente las ayudas; otros hirieron. Pero en el equilibrio, hay una mejora mayor encima de las tecnologías del narrowband. La capacidad sustentable es proporcional a la ganancia del proceso, reducido, por el SNR requerido. Mientras hay varias consideraciones que nosotros tenemos todavía para aparecer, hay ya una sugerencia del perfeccionamiento de capacidad posible. Con Eb/N0 en el 3-9 rango del dB, ecuación (9) da una capacidad en el barrido de 16-64 usuarios. En el mismo ancho de banda, un solo sector de un solos AMPERIOS la célula tiene sólo 2 cauces disponible.
La Capacidad Celular empotrada La discusión que lleva a la ecuación (9) asume sólo un la sola célula, sin la interferencia de las células vecinas. Uno podría preguntar lo que se ha ganado aquí. La capacidad de un AMPERIOS aislados de la célula igualmente es muy alto. Hay nada de hecho, que detenerlo de usar todos los cauces si no hay ningún vecino; reuse no se necesita. La capacidad de eso totalmente poblado los AMPERIOS la célula aproximadamente 42 cauces serían (1.25 MHz / 30 kHz encauzan el espacio). Esto no es muy diferente que el número que simplemente se calculó para CDMA.
¿Así que de qué el punto es usando CDMA? Esto es donde la diferencia es grande . Para encontrar lo que pasa con el vecino la interferencia celular, nosotros tenemos que agregar esa interferencia en la ecuación (3) anteriormente. Resulta que el fragmento de la interferencia del eslabón inversa que viene de la célula del vecino es aproximadamente 60% del propio – la interferencia celular. Y, pretenciosamente, esta respuesta no es muy sensible a los parámetros del modelo, con tal de que nosotros asumimos que los móviles son el poder – controló de una manera sensata. Por hacer el cálculo, nosotros introducimos apenas la frecuencia eficaz reuse factorice F, definido como, El efecto de la interferencia adicional puede llevarse a través de matemáticas de capacidad reemplazando por todas partes simplemente N en donde aparece por F *N. La capacidad del polo, asumiendo ahora que todas las células están igualmente cargadas, es ahora De la ecuación (11), es evidente por qué nosotros llamamos F el eficaz la frecuencia reusa el factor. Juega el mismo papel en la CDMA capacidad ecuación (11) que la frecuencia del narrowband reusa el factor que K. Un omnidireccional la célula de CDMA, incluso con otro – la interferencia celular, tiene una capacidad más alta que un AMPERIOS la célula por un factor de K/F = 7/1.6 o aproximadamente 4.4. La mejora en una célula del sector es más aun dramática porque la capacidad de CDMA es grandemente sencillo por el sectorizacion. Es decir, (11) aplica a uno el sector, con sólo modificaciones pequeñas debido al goteo de la interferencia entre los sectores, mientras los AMPERIOS hace la no ganancia del sectorizacion. En este caso la ganancia es K/F = 21/1.6 o aproximadamente 13 veces.
La voz Codificada Porque la interferencia se promedia, algo que la lata se haga para reducir el promedio transmitido que el poder refuerza la capacidad. Un obvio el blanco para la tal optimización de poder es el discurso codificando. El discurso humano es una fuente de información intermitente. Hace muchos años se sugirió que el factor de actividad en la conversación humana natural está en el rango de 35-40%. Si esa actividad el factor puede traducirse en el gating de poder, entonces un aumento extenso en la capacidad, de quizás dos veces o más es posible. Esto es de hecho cumplido por los rasgos en las normas de la interface aéreas y " el servicio de código de voz las normas de la opción. La capacidad del polo se vuelve
Los principios de CDMA LA META DE ESPECTRO del COBERTOR es un aumento substancial en el ancho de banda de una información . Los ancho de banda aumentan, mientras no necesario para la comunicación, puede mitigar los efectos dañinos de interferencia. Generalmente extender los sistemas del ESPECTRO entran en una de dos categorías: la frecuencia conmutada (FH) o la sucesión directa (DS). En ambos casos se requiere de la sincronización de el transmisor y el receptor. Pueden considerarse ambas formas como usar un pseudo – el portador del azar, pero ellos crean a ese portador de maneras diferentes. LA FRECUENCIA CONMUTADA es típicamente cumplida estableciendo los sintetizadores de frecuencia en un pseudo – el modelo del azar. Las referencias pueden ser consultadas para las discusiones extensas de FH que no es una parte de anuncio CDMA. CDMA usa una forma de sucesión directa. La sucesión directa es, en el ser, multiplicación de un forma de onda de comunicación más convencionales por un pseudoruido (PN) ±1 la sucesión binaria en el transmisor. Una segunda multiplicación por una réplica de la misma ±1 sucesión en el receptor recupera el signo original. El ruido e interferencia, siendo el no correlativo con la sucesión de PN, veáse el ruido y aumenta en el ancho de banda cuando ellos alcanzan el descubridor. El signo a la proporción del ruido puede reforzarse por el banda angosta filtrándose, eso rechaza la mayoría del poder de la interferencia. Se dice a menudo, con alguna licencia poética porque el SNR se refuerza el para que llamó procesando la ganancia W/R dónde W es el ancho de banda del cobertor y R es la proporción de los datos. Ésta es una verdad parcial. Un análisis cuidadoso se necesita determinar con precisión la actuación. En ES – 95A CDMA W/R = 10 log(1.2288 MHz / 9600Hz) = 21 dB para los 9600 bps .
El Acceso múltiple las Comunicaciones Inalámbricas Las metas de sistemas de comunicaciones de acceso múltiples, celular y PCS, es: Las agencias regulador han asignado el ancho de banda limitado a estos servicios, para que las soluciones deban lograr alto espectro, la eficacia, moderado por el área de servicio de unidad, por MHz. los operadores Celulares tienen 25 MHz cada uno, entre las dos direcciones de comunicaciones. El servicio de PCS en los Estados Unidos tiene tres 30 MHz y tres 10 asignaciones de MHz. Las aplicaciones prácticas de sistemas celulares que tienen centenares de cauces que se ha puesto práctico con la disponibilidad de polveras de bolsillo, bajo – la frecuencia del costo de los sintetizadores.. La solución celular, originalmente diseñada por los laboratorios de Teléfono Bellsouth, en los años setenta, hace uso de estaciones fijas múltiples, o célular (el término célular a veces se refiere al equipo, a veces al servicio, el área). Cada sitio repara las estaciones del subscriptor dentro de una limitada área geográfica. El sistema original se llamó el Sistema del Teléfono Móvil Avanzado, o Los AMPERIOS. es el sistema que nosotros usamos a lo largo de América del Norte. Los sistemas similares, con las variaciones ligeras, es el Teléfono Móvil Nórdico (NMT) en Escandinavia, y Total Acceso Comunicaciones Sistema (TACS) usó en el Reino Unido, China, y otros países. Las asignaciones espectrales están en los 800-900 de la región de MHz. Varios cientos cauces están disponibles dentro de la asignación del espectro. Un cauce de una estación baja se usa para cada conversación. En el handoff, la estación del subscriptor se dirige vía el mensajería para discontinuar el uso del cauce viejo y pone a punto al nuevo en que encontrará la nueva célula.
La frecuencia Reusa Central al concepto celular el concepto de frecuencia es reuse. Aunque hay centenares de cauces disponible, si cada frecuencia se asignó a sólo una capacidad del sistema celular, total igualaría al el número total de cauces, ajustado para que bloquea la probabilidad,: sólo unos mil subscriptores por el sistema. Reusando los cauces en el múltiplo células que el sistema puede crecer sin los límites geográficos. Reuse es extremamente dependiente en el hecho que la atenuación del campo electromagnético en las bandas celulares tiende a ser más rápida con la distancia que está en el espacio libre. Los dimensiones han mostrado repetidamente los decaimientos de intensidad de campo como R-n, con 3 < n < 5. En n espacial libre = 2. De hecho, se muestra fácilmente que el concepto celular las faltas completamente debido a interferencia que crece sin el límite si la propagación es el espacio precisamente libre. Típico celular reuse (por – CDMA que es!) se racionaliza fácilmente considerando un sistema idealizado. Si nosotros asumimos que esa propagación es uniformemente R-n, y ese límites de la célula están en los puntos del equisional, entonces una área de servicio de plano se cubre óptimamente por el clásico hexagonal la serie de células… Se usan siete juegos de cauces. Este siete – la unidad celular se reproduce entonces encima del área de servicio. Ninguna célula similarmente coloreada es adyacente, y por consiguiente no hay ninguna célula adyacente que usa el mismo cauce. Mientras los sistemas reales no se parezca éstos en la vida idealizado hexagonal de un avión, los siete – la manera reusa es típico de eso logrado en la práctica. La capacidad de un K – la manera reusa el modelo simplemente es el número total de cauces disponibles divididos por K. Con K=7 y 416 cauces, hay aproximadamente 57 cauces disponible por la célula. A una carga ofrecida típica de 0.05 Erlangs por el subscriptor, cada sitio apoya a aproximadamente 1140 subscriptores. La vida es, claro, mucho más complicado que este cuadro simple, ¡pero los números están en el estudio correcto!
La antena Sectorización Los cuadros sobre asume que las células están usando el omnidireccional las antenas. Podría esperarse que la capacidad del sistema pudiera aumentarse por el sectorización de la antena. Los sitios son de hecho los sectores por los operadores, normalmente tres – las maneras. Es decir, cada sitio está provisto con tres juegos de las antenas direccionales, con sus sitios separados por 120°. Desgraciadamente el sectorización no hace en la primacía de la práctica a un aumento en la capacidad. La razón es que el sector – a – el aislamiento del sector, a menudo ningún más de unos dB, es insuficiente garantizar la interferencia aceptablemente baja. Sólo en parte es esta deuda al frente pobre – a – atrás la proporción de las antenas. El los variaciones de propagación electromagnética en el mundo real también conspiran para mezclar los signos entre los sectores. El resultado práctico de sectorización es sólo un aumento en el fondos debido a la ganancia delantera aumentada de la antena direccional. Nada se gana en reuse. El mismo siete – la manera la célula reusa que el modelo aplica en las células del sector como en las células del omnidireccional. Visto del punto de vista de sectores, el reuse es K = 7 *3 = 21, no, 7.
El Espectro de Cobertor de Sucesión directo El espectro de cobertor de sucesión directa altera las estadísticas de descubrimiento de un sistema de comunicación. El resultado es la interferencia que promedia la propiedad que asumimos al hacer las estimaciones de capacidad del sistema. El intento aquí es hacer el modelo matemático correcto, o por lo menos para perfilar los pasos del análisis. El CDMA extender comercial es la cuadratura y marcha atrás los cauces. Como un preludio al análisis de ese sistema nosotros consideramos primero El BPSK extendiendo. La extensión al caso de QPSK es una vez fácil que nosotros tenemos el BPSK los resultados.
Pseudo – Azar que Extiende las Sucesiones En esta sección nosotros aproximamos el PN extendiendo binario real las sucesiones por un Bernoulli ideal, la sucesión con los resultados probables. Ése es Pr[0] = Pr[1] = 1/2, con todos los ensayos independiente. Trazando el (0, 1) la sucesión a un (+1, -1) la sucesión de la modulación discreta {unn}, la auto-correlación del último es una función que es Las sucesiones reales tienen fuera de – las correlaciones de tiempo de el orden de 1/N, dónde N es la longitud de la sucesión.
Las representaciones alternativas En los transmisores la manera más conveniente de imponer los datos del modulo está normalmente – dos suma, en convencional binario – la lógica estimada. En el mundo analógico esos valores binarios se representan por los signos bipolares. El modulo – dos suma binaria es equivalente al análogo la multiplicación por ±1, con tal de que los 1 mapas binarios a bipolar -1 y los 0 mapas binarios a +1. También nos referiremos a los modulador-demoduladores de impulso. El modulador-demodulador de impulso acepta un binario – la entrada estimada, pero produce un el rendimiento de impulso bipolar. Estas representaciones alternativas no deben causar confusión. Ello surge bastante a menudo que no llamaremos la atención específicamente a ellos.
La sincronización Para los propósitos de este análisis se asume ese tiempo y la sincronización de frecuencia se ha logrado por medios que no se hablarán por ahora. Una Nota en las Diferencias entre los modelos analizados aquí y la realidad… El Cauce de CDMA delantero. El modelo de QPSK que se consideró aquí es similar al Cauce de CDMA Delantero excepto que se descuidó la canalización ortogonal. Nosotros asumimos aquí que las sucesiones extendidas son completamente correlativas entre los usuarios. Hay dos consecuencias de esta afirmación. Primero, significa que los usuarios activos en varios de los cauces de una estación baja interfieren entre si. Segundo, significa que las expectativas de las amplitudes de descubrimiento de astilla sólo dependen adelante del usuario que se dirige, y no tiene ninguna contribución de los otros usuarios. Nada de ésto es verdad en el Cauce de CDMA realmente Delantero. Primero, no sólo que las sucesiones extendidas están puestas en correlación, ellos están específicamente diseñados para ser ortogonales encima del plano de 64 astillas, qué es el plano de un FEC código símbolo. Esto significa que se ponen en correlación las condiciones de la interferencia de semejante manera que cuando las amplitudes se suma para hacer un símbolo del código suave. Segundo, hay una contribución a la amplitud de todos el código que encauza. Precisamente es esa la propiedad que nos permite separar los cauces del código en el receptor. El efecto del canalización ortogonal es reducir la interferencia mutua entre los usuarios. Mientras la cancelación no es perfecta en un sistema real , ayuda, y contribuye un poco a la capacidad delantera.
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