ליגת הקוד מספר גישה (CDMA) היא טכנולוגיה סלולרית דיגיטלית אשר מהפכה תקשורת סלולרית על ידי כך המאפשרת למשתמשים מרובים לשתף את אותו ספקטרום תדירות בו זמנית.בניגוד למערכות אנלוגיות קודמות אשר הציבו ערוצי תדר דיסקרטיים לכל שיחה, CDMA משתמש בטכניקות פרוספקטומטיות שבהן כל שיחה מקודדת עם רצף ייחודי של תכונות פסאודודום.סלולאריות.com משפר יעילות, עלייה, ומהירות הנקראת איכות CDMA כבר מתפשטת על ידי מהנדסי רשת אלחוטית, כגון רכיבי שרתי רדיו ניידים ורשתות סלולריים, ורשתות סלולריים, כגון: T.

עקרונות היסוד של טכנולוגיית CDMA

לפני צלילה לתוך הארכיטקטורה הרשת, זה עוזר לתפוס את עקרונות הליבה כי להבדיל CDMA משיטות מרובות גישה. CDMA מסתמכ על Sequence Spread Spectrum (DSSS), שבו כל אות של משתמש מתפשט על פני להקה רחבה על ידי מכפילה אותו עם קוד התפשטות גבוה. at the המקלט, אותו קוד משמש כדי לפענח את האות הרצוי תוך דחיית אחרים כמו רעש.

להפיץ קודים ספציפיים ו Orthogonal

מערכות CDMA מעסיקות קודים מתפשטים או כמעט או כמעט או כמעט או יותר, כגון קודים וולש בקישור קדימה ופסאודו-נוז (PN) בקישור הפוך.קודים אלה מאפשרים למקלט לסיג אותות נפרדים ממשתמשים שונים.היכולת להשתמש באותה תדירות על פני כל תא הוא יתרון גדול, אבל זה דורש סינכרוניזציה הדוקה וניהול כוח כדי למנוע את העיקרון הזה עבור תחנות תיאום מדויקות בין בקר.

שליטה על כוח כמכונאים קריטיים

ב- CDMA, כל המכשירים הניידים משדרים על אותה תדירות.ללא שליטה בכוח, נייד קרוב לתחנת הבסיס יכריע אותות ממכשיר נייד מרוחק - הבעיה שנקראת "נמוך רחוק" .סגור-פר ומנגנוני בקרת כוח פתוח מיושמים בין המכשיר הנייד לבין תחנת הבסיס כדי להתאים את הכוח ברציפות.

אדריכלות בסיסית של CDMA Networks

רשתות CDMA נועדו עם ארכיטקטורה שכבתית שמפרידה את הגישה לרדיו מהחלפת הליבה והשירותים.רשת הגישה רדיו (RAN) מטפלת בקישור האלחוטי, בעוד הרשת הליבה מנהלת קשרים לרשתות חיצוניות ואינטליגנציה המנויית.מודולריות זו מאפשרת למפעילים לשדרג רכיבים באופן עצמאי.

תחנת ההרחבה הבסיסית Transceiver Station (BTS)

תחנות Transceiver הבסיס, הנקראות בדרך כלל אתרי תאים, הם החלק הנראה ביותר של רשת CDMA.הם בתים את לוחות הרדיו, אנאנטנות, ואלקטרוניקה הקשורים לתקשר ישירות עם מכשירים ניידים.כל BTS מכסה אזור גיאוגרפי הידוע כתא; גודל תא; גודל תא תלוי על תדר, שטח, ודחיסות מנוי A BTS כולל בדרך כלל אחד או יותר כרטיסי מסך אשר מטפל בסרום להפיץ, לקבל אותות כדי לשדר קישור.

BTS מבצע גם משימות חיוניות כגון מדידה אותות, ⁇ / קידוד של קול ונתונים, ובקרת כוח ראשונית. ב CDMA 2000 1xRTT ומערכות EV-DO, BTS תומך גבוה יותר שיעור נתונים על ידי שימוש ערוצים קודים נוספים ותכניות מודולציה כגון QPSK ו 16-QAM. BTS מתחבר לבקר הבסיס (BSC) באמצעות קישור אחורי - לעתים קרובות / קווי Ethernet, או Ethernet.

תחנת בסיס (BSC)

BSC הוא המרכז האינטיגנטיבי שמנהל מספר BTS בתוך אזור גיאוגרפי.הוא אחראי לניהול משאבי רדיו, כולל הקצאת ערוצי רדיו, שליטה על אזיקים, ותיאום כוח. פונקציה מרכזית היא ה-FLT:0 Soft HandoffFLT:1 (נקרא גם "עשה-לפני-Break"), שבו מתקשרת ניידת עם מספר BTS בו-זמנית במהלך תא.

ברשתות CDMA, BSC מכיל את יחידת ה- Selector /Distributor (SDU) שמנהלת את החבילה reassembly ושכפול.It גם מארחת את Call Control (CC) וניהול הניידות (MM) פונקציות עבור חלק גישה רדיו. BSCs מודרניים הם לעתים קרובות וירטואליים או משולבים לתוך תוכנת "בקר" הפועלת בשרתים מסחריים.

רדיו רשת (RNC) ב 3G CDMA Systems

עם האבולוציה ל 3G במסגרת IMT-2000, רשתות CDMA (במיוחד CDMA2000 ומערכות מבוססות WCDMA) הציגו את המפקח רשת הרדיו.RNC יושב מעל BSC בהיררכיה (או מחליף אותו בכמה ארכיטקטורות) ומספק שליטה מרכזית על רשת הגישה רדיו שלמה.RNC מנהלת ניידות על פני גבולות BSC, להקצות משאבים ברשת, ניהול קישורים והגדרות חיבורי רדיו ודמימה לאחור (RNC) לפרוטוקולים לניהול פרוטוקולי רדיו.

ברשת CDMA2000, RNC מכונה לעיתים הפונקציה בקרת Packet (PCF) כאשר מתמודדים עם תעבורת נתונים, הפונה עם חבילת נתונים לשרת Node (PDSN) ברשת הליבה.היכולת של RNC לתאם אזיקים קלים באתרי תאים היא סימן ההיכר של ניידות חלקה של CDMA.

מקורות רדיו אחרים

מעבר ל- BTS, BSC ו-RNC, ה-RAN כולל מספר רכיבים תומכים:

  • (ב) ,0) Node BirFLT:1 - שווה ערך לרשתות WCDMA/HSPA, אם כי לעתים קרובות השתמשו באופן בין-משתנה עם BTS בהקשרים של CDMA.
  • (ב) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
  • (ב) [15] ,GPS Timing מקבל מקבל את ה- 1FLT - מספק את הסינכרון המדויק החיוני עבור פעולת CDMA, בדרך כלל ממוקם בכל BTS.
  • (ב) ,0) מרשט ו- Tower EquipmentveFLT:1 - Antennas, Feeders, וראשי רדיו מרחוק (RRHs) המפיצו אותות RF.

רשת רשת Core Components

רשת הליבה מחברת את רשת הגישה לרדיו לרשתות חיצוניות כגון רשת הטלפון הניידת של הציבור (PSTN), האינטרנט, ורשתות ניידות אחרות.It גם שומרת על פרופילים מנויים, אימות וחיוב. להלן הם המרכיבים העיקריים של רשת הליבה של CDMA.

מרכז החלפת מובייל (MSC)

MSC הוא המעבר המרכזי של node כי מסלולים קול קורא ולנהל את השירותים המתפתלים של המעגל.זה מטפל בהגדרה, דמעה לאחור, ו routing, כמו גם פונקציות ניהול ניידות כמו עדכוני מיקום וניתוק בין MSCs. MSC גם ממשקים עם PSTN באמצעות קווי תא המטען. ברשתות CDMA חדשות (למשל, CDMA 2000), MSC עשוי לתמוך קולי ו-S.S) שירותים חכמים (S.S.S.S.

בית מלון (HLR)

HLR הוא מסד נתונים קבוע המאחסן מידע מנויים: הבינלאומי Mobile Subscriber Identity (IMSI), מנויים שירות, מפתחות אימות ומיקום נוכחי (באמצעות כתובת VLR) כאשר נרשם נייד עם הרשת, HLR הוא מעודכן ומשמש לתוואי שיחות נכנסות.HLR הוא חלק קריטי של הליבה, המיועד לעתים קרובות עם יכולות גבוהות ומהירות.

ביקורת מיקום (VLR)

VLR הוא מסד נתונים זמני המכיל נתונים המנויים בזמן שהם נמצאים בתוך אזור הכיסוי של MSC מסוים, הוא מכיל תת-קבוצה של מידע HLR הנדרש עבור שיחות routing ואישור שירות.The VLR מפחית עומס אותות על ידי נתוני CAchingr באופן מקומי. כאשר נייד עובר לאזור חדש, VLR הישן הוא מעודכן ואת החדש VLRs להחזיר את הפרופיל של HLR.

מרכז Authentication Center (AUC)

AUC יוצר ומאחסן וקטורים אימות המשמשים לאמת את זהות המנוי.זה עובד עם HLR לספק זוגות אתגר-תגובה (RAND, SRES, ו-Kc במערכות מבוגרות יותר; התפתח ל- 3G אימות). AUC מחזיק גם מפתחות הצפנה לאבטחת התקשורת האווירית.ללא AUC, רשת CDMA תהיה פגיעת לזיעת ההונאה ו- 3G.

מצגת זהות ציוד (EIR)

EIR מכיל רשימות של מזהה ציוד תקף, גנוב או תקלה (IMEI או מספר סידורי אלקטרוני) למרות שלא נעשה שימוש בכל פריסות CDMA, EIR מאפשר למפעילים לחסום הודעות ספציפיות מגישה לרשת.

Packet Core Elements (עבור שירותי נתונים)

רשתות CDMA התפתחו לתמוך בנתונים במהירות גבוהה עם הצגת CDMA2000 1xRTT ו EV-DO. הליבה החבילה כוללת:

  • (FLT:0)Packet Data Service Node (PDSNIRFLT) 1:1 - Acts as a Gate בין רשת רדיו לרשתות IP.It מנהלת את פגישות PPP, מקצה כתובות IP, ומטפלת באימות, אישור וחשבונאות (AAA) באמצעות שרתי RADIUS.
  • (FLT:0 הו הסוכן (HA) וסוכנת זרה (FA)FLT 1 - עבור תמיכה ב- IP נייד, HA מעוגן IP של רשת סלולרית רשת רשת ביתית בעוד FA (לעתים קרובות ב- PDSN) עוזר בחבילות מתפתלות כדי לשוטט מכשירים.
  • (ב) ,0)A ServerigFLT:1 - Handles מנוי אימות עבור מפגשים נתונים ומייצר רשומות חיוב.

דרישות תמיכה CDMA

מעבר לאלמנטים של הרשת הליבה, פריסת CDMA חזקה מסתמכת על תשתיות בסיסיות לשידור, ניהול וחיוב.

רשתות שידור (Backhaul)

Backhaul מחבר BTS ל- BSC ולאחר מכן לרשת הליבה.רשתות CDMA מסורתיות השתמש ב-T1/E1 קווי חכירה או קישורים מיקרוגל. פריסות מודרניות לטובת חיבורים אופטיים סיבים עקב רוחב פס גבוה יותר ועקביות נמוכה יותר. Backhaul חייב לתמוך בשני קווי מעגלים מכווצים (קצב סיביות) וחבילות מכופות (מפעילים), לעתים קרובות על גבי סיבים או על גבי סוללות iSTDIP (R) ואפקטים מתקדמים) הוא שיפור של מנועים אחוריים.

מערכת ניהול רשת (NMS)

NMS מספק ממשק מרכזי עבור תצורה, ניטור, וצרות לפתרון כל רכיבי הרשת.It אוספת אזעקה, ניגודי ביצועים, ו יומני BTSs, BSCs, MSCs, ו-Lenodes. Advanced NMS פלטפורמות תמיכה שדרוגים תוכנה מרחוק, תיקון, וניתוח חיזוי. CDMA משתמשים לעתים קרובות ברשת ניהול תקשורת (N) עם אלמנט, מנהלי רשת, ניהול שירות כדי להפחית את זמן ניהול התקנים (NMT) כדי לשמור על ניהול שירות ניהול מערכות הפעלה) ולהפחית מנהלי שירות (מעבדים).

מערכות מחשוב ו בילינג

רשתות CDMA לתמוך במגוון של מודלים טעינה: prepaid, postpaid, שטוח-rate נתונים, ו- per- minute Voice.תשתית הטעינה כוללת את ה-FLT:0OCS (Online Charging System) מחושבת לאחר תשלום, עבור שליטה אשראי בזמן אמת בשירותים בתשלום ו-FLT:2CF (הפעלת)FLT:3 בחבילה לייצור רשומות ללא הפרעה ופרוטוקולים של ה-HDR (D).

תכונות מתקדמות ואבולוציה של CDMA אדריכלות

רשתות CDMA התפתחו באופן משמעותי מאז הקמתה.הבנת התקדמות זו מסייעת לשים את האדריכלות הבסיסית בהקשר.

CDMA2000 1xRTT ו 1xEV-DO

CDMA2000 1xRTT (Radio Transmission Technology) הכפיל את יכולת הקול על IS-95 והציג את שערי הנתונים עד 153 kbps.האדריכלות הנדרשת רק שדרוגים קטנים ל- BTS ו- BSC תוכנה, בתוספת PDSN עבור נתוני החבילה.The 1xEV-DO (Evolution-Data Optimized) תוכנן במיוחד עבור נתונים מהירים, עם מוביל ביעילות ו-FRANN עבור רכיב ה-FAN-FN.

Soft Handoff ו- Softer Handoff

היכולת של CDMA רך ידוף היא תוצאה ישירה של הארכיטקטורה שלה. in Soft Handoff, נייד שומרת קשרים עם מספר BTS בו זמנית; BSC / RNC בוחר את האות הטוב ביותר על בסיס מסגרת-by-frame.FLT:0Softer HandoffFLT:1 מתרחשת כאשר הנייד הוא בין מגזרים של אותו BTS. אלה דורשים BSC / Rvia לשלב מקורות מדויקים (או שיפור רוחב פסים) ולהגדיל את התזמון מדויק מספיק כדי לשפר את רוחב פסים).

ניהול ניידות - אזורי מיקום ו- Paging

ניהול ניידות ב CDMA כרוך שטח מיקום (LA) ו-Ring Zone (RA) עדכונים.MSC עוקב אחר המיקום של ניידי idle ברמה האזור המיקום (קבוצת תאים) כאשר קריאה מגיעה, דפי MSC את הניידים בכל התאים ב- LA.L. מאוחסנים במיקום הידוע האחרון. עבור מפגשים נתונים, PDSN עוקב אחר המכשיר עם שטח של Rting מטופלים על ידי פרוטוקול RRANC או N.S).

היתרונות והמגבלות של CDMA Network Architecture

אין טכנולוגיה מושלמת, ההחלטות האדריכליות מאחורי CDMA מביאות את שני היתרונות ואת הבורסות.

יתרונות

  • (FLT:0) ספקטרום גבוה של יעילות גבוהה של EfficiencyFLT:1) - CDMA reuses תדירות על פני כל תא, מתן יכולת גבוהה יותר מאשר מערכות FDMA / TDMA תחת עומס אחיד.
  • (FLT:0) Soft CapacityveFLT:1 - מספר המשתמשים הנוכחי יכול לעלות על הגבולות התיאורטיים עם השפלה חיננית, בניגוד ל- TDMA המוגבל.
  • (ב) ,0) ,Soft HandoffsFLT:1 - מעברים ללא ים מפחיתים שיחות ירד ולשפר את איכות הקול בשוליים.
  • (ב) ,0) ,Inherent SecurityFLT:1 - Pro-spectrum Modulation ואימות מספקים עמידות לפרטיות והונאה חזקה.
  • (FLT:0)Multirate SupportFLT:1 - רווחי הפצה משתנים מאפשרים שיעורי נתונים הסתגלות, מועיל עבור תנועה קול / נתונים מעורבת.

הגבלות

  • (ב) ⁇ :0) מורכב בקרת כוח שליטה (Power ControlFLT:1) - שליטה חזקה של כוח היא חיונית; צלקות יכולות לגרום להפרעות משמעותיות ולאובדן יכולת.
  • (ב) כל BTS דורש תזמון GPS, עלייה ופגיעות ל- GPS.
  • (ב) ,0) , Interference LimitedveFLT:1 - היכולת בסופו של דבר כבולה על ידי התערבות, אשר עולה עם סימטריה של תעבורת נתונים.
  • (ב) [15] ,בחזרה לאחור'ל דורשות 1:1 - נביחות קלות על גבי גב'אול, צריכת רוחב פס ועיבוד ב- BSC/RNC.
  • (FLT:0)Evolution PatheurFLT:1 - CDMA כבר השתלט בעיקר על ידי LTE ו 5G; רוב המפעילים יש רשתות CDMA השקיעה, מה שמוביל להמשך תחזוקה של אדריכלות מורשת.

מסקנה

הבנת מרכיבי האדריכלות והתשתית של רשתות CDMA מגלה כיצד מערכות תקשורת סלולריות משיגות שירות אמין, גבוה-capacity. מ- BTS אינטראקציה עם מכשירים ניידים לאלמנטים הרשת הליבה כי שיחות נתיב ויישומים אותנטיים, כל רכיב ממלא תפקיד חיוני.הדגש של רשת הגישה רדיו על קופים אלחוטיים ובקרת חשמל, מסדי הנתונים והמעבר של הרשת הליבה, ותומך במערכות השידור וניהול כל אחת ממערכות מחוברות ל- CDG המודרנית, למרות שקודמותק, נחשב כיום ל- CDGIVECreatives.

לקריאה נוספת, להתייעץ עם המפרטים 3GPP2 עבור CDMA2000 (ראה:0GPP2 אתר רשמי SiteFLT:1), סקירה מפורטת של עקרונות CDMA על ויקיפדיה (ראה:2CDMA על ויקיפדיהFLT 3: 3GPP2), ומדריכי עיצוב רשת אלחוטיים מעשיים של רשת אלחוטית מן FLT:4IEEE Communications SocietyFLT:5 אלה לספק פרטים טכניים עמוקים יותר ובמקרה של פריסה רשת.