Стандарттардың салыстырмалы сипаттамалары
CDMA технологиясы: ұялы байланыс желісінің негізгі ерекшеліктері
Code Division Multiple Access (CDMA) — абоненттерді код арқылы бөлуге негізделген көпарналы қолжеткізу әдісі. CDMA жүйесінде әрбір дауыстық ағын бірегей кодпен белгіленеді және бір арнада басқа кодталған ағындармен бірге бір уақытта таралады. Қабылдау жағында сигналды шуылдан ажырату үшін дәл сол код қолданылады.
Негізгі идея
Бір арнадағы ағындарды ажырататын басты белгі — жеке код. Арна кең болады, ал әр дауыс ағыны бүкіл диапазонды «жабады».
Мысал параметрлер
- Арналық жолақ: 1,23 МГц
- Дауыс кодталуы: шамамен 5,55 кбит/с (кей нұсқаларда өзге мәндер қолданылады)
Артықшылықтары: сыйымдылық, сапа және қорғаныс
CDMA жүйелері берік әрі қорғалған байланыс арнасын құруға мүмкіндік береді. Осы себепті технология ондаған жыл бойы АҚШ қарулы күштерінде қолданылған.
Сыйымдылық бойынша CDMA: аналогты жүйелермен салыстырғанда ~20 есе, ал өзге сандық жүйелерге қарағанда 3–6 есе жоғары болуы мүмкін. Бұл бір жиілік диапазонын желі ішінде қайта-қайта қолдану мүмкіндігі арқылы радиожиіліктік қорды тиімді пайдалануға көмектеседі.
CDMA-да код тек сәйкестендіру құралы ғана емес: ол сонымен бірге бұрмаланулар мен бөгеуілдерді әлсірететін «сүзгі» қызметін атқарады. Енгізілген кодтау алгоритмдері құпиялылықты арттырады, ал қателерді түзетудің тиімді әдістері көпсәулелі таралу (multipath) әсерімен күресуге мүмкіндік береді.
Осы қасиеттер CDMA-ны таулы аймақтарда және биік ғимараттары көп қалалық ортада қолдануға қолайлы етеді. Дауыс тарату сапасы көптеген жағдайда сымды арналар деңгейіне жақындайды.
Сандық ұялы байланыс және мультирұқсат тәсілдері
Ұялы байланыстың сандық жүйелері екінші ұрпаққа (2G) жатады. Аналогты жүйелермен салыстырғанда олар абоненттерге қызметтердің кең жиынын ұсынып, байланыс сапасын жақсартады. Сонымен қатар мұндай жүйелер қызметтер интеграциясы бар сандық желілермен (ISDN) және пакеттік деректер желілерімен (PDN) өзара әрекеттесе алады.
Цифрлық радиобайланыс көпстанциялық қолжеткізу (мультирұқсат) мүмкіндігімен сипатталады: бір ортақ арнада бір мезетте бірнеше пайдаланушының ақпаратын таратуға болады. Ортақ арнаны бөлу мына тәсілдермен орындалады: жиілік (FDMA), уақыт (TDMA) және код (CDMA).
FDMA (жиілік бойынша бөлу)
Тарату спектрі пайдаланушыларға арналған жиілік аймақтарына бөлінеді. Бұл тәсіл аналогты байланыста кең қолданылған (NMT, AMPS, TACS және т.б.).
TDMA (уақыт бойынша бөлу)
Көп абонент бір радиожиілікте, бірақ әртүрлі уақыт аралығында жібереді. Сөйлесу трафигін ұлғайтуға және сандық жүйелердің бірқатар артықшылықтарын іске асыруға мүмкіндік береді.
CDMA (код бойынша бөлу)
Бір арнада бір уақытта бірнеше ағын таралады, ал ажырату коды арқылы орындалады. Бөгеуілге төзімділік пен жиілік ресурсын тиімді пайдалануға бағытталған.
Аналогты жүйелердің негізгі кемшіліктері
- Бөгеуілден қорғанысының төмендігі және дауыс сапасының құлдырауы
- Радиоспектрді пайдаланудың тиімсіздігі
- Тыңдаудан (құпиялылықтан) қорғаныстың болмауы
Қазіргі кезде аналогты жүйелер сирек қолданылады. Дегенмен, әлемде ең кең тараған аналогты стандарттардың бірі — AMPS.
Стандарттарды салыстыру
Екінші ұрпақ жүйелерінің ішінде GSM (DCS 1800), D-AMPS (ADC), JDC және CDMA стандарттарына негізделген желілер кең таралған.
| Сипаттама | GSM (DCS 1800) | D-AMPS (ADC) | JDC | CDMA |
|---|---|---|---|---|
| Рұқсат әдісі | TDMA | TDMA | TDMA | CDMA |
| Тасушыдағы дауыс арналарының саны | 8 (16) | 3 | 3 | 32 |
| Жұмыс жиіліктер диапазоны, МГц | 935–960; 890–915; (1710–1785); (1805–1880) | 824–840; 869–894 | 810–826; 940–956; 1429–1441; 1447–1489; 1501–1513 | 824–840; 869–894 |
| Арналардың ығысуы, кГц | 200 (12.5) | 30 | 25 | 1250 |
| Бір сөйлесу арнасына эквивалентті жиілік жолағы, кГц | 25 | 10 | 8.3 | — |
| Модуляция түрі | 0.3 GMSK | π/4 DQPSK | π/4 DQPSK | QPSK |
| Ақпаратты тарату жылдамдығы, кбит/с | 270 | 48 | 42 | 57.6 |
| Сөзді түрлендіру жылдамдығы, кбит/с | 13 (6.5) | 8 | 11.2 (5.6) | 9.6 |
| Сөзді түрлендіру алгоритмі | RPE-LTP | VSELP | VSELP | — |
| Ұяшық радиусы, км | 0.5–35.0 | 0.5–20.0 | 0.5–20.0 | 0.5–25.0 |
Экологиялық-техникалық қыры: сәулелену деңгейі
CDMA стандартының маңызды ерекшеліктерінің бірі — базалық және абоненттік станциялардың электромагниттік сәулелену деңгейінің салыстырмалы түрде төмен болуы. Өндіруші компаниялардың зерттеулері бойынша, абонент денсаулығына әсер ететін сәулелену деңгейі CDMA-да GSM-ге қарағанда аз болуы мүмкін.
| Мәндер | CDMA | GSM-900 | GSM-1800 |
|---|---|---|---|
| Орташа | 2.4 | 58 | 34 |
| Минималды | 2.2 | 25 | 12.6 |
| Максималды | 5.6 | 105 | 48 |
| Қашықтық, км | GSM | CDMA |
|---|---|---|
| 0.5 | 22–25 | 1–1.5 |
| 1 | 28–30 | 1.5–2 |
| 2 | 50–55 | 4–5 |
| 3 | 100–110 | 12–14 |
| 5 | 210–220 | 25–30 |
| 7 | 400–500 | 60–70 |
| 10 | 500–600 | 80–100 |
| 15 | 500–600 | 200–220 |
| 20 | 500–600 | 400–450 |
| 25 | 500–600 | 400–450 |
Қазақстандағы CDMA: ALTEL және CDMA2000 1X
Қазақстанда алғашқы ұлттық ұялы байланыс операторларының бірі — АЛТЕЛ компаниясы — 800 МГц диапазонында жұмыс істейтін CDMA2000 1X желісін іске қосты. Елімізде бұл стандарттағы желілер аталған диапазонда қолданылды.
CDMA2000 1X технологиясы көбіне үшінші ұрпақ (3G) бағытындағы шешімдердің қатарына жатқызылады. Оның басты ерекшелігі — әрі қарай дамуға және екінші ұрпақ технологияларымен ықпалдасуға мүмкіндік беруі. Осыған байланысты 800 МГц диапазонындағы желіні дамыту және кеңейту мәселелері өзекті болып қала береді.