CDMA - Spread Spectrum انتشار الطيف

تسعى جميع عمليات التشكيل والاستخلاص التقنية إلى زيادة قدرة و / أو كفاءة عرض النطاق الترددي في قناة ضوضاء ثابتة مضافة غوسية بيضاء. نظرًا لأن النطاق الترددي مورد محدود ، فإن أحد أهداف التصميم الأساسية لجميع مخططات التشكيل هو تقليل عرض النطاق الترددي المطلوب للإرسال. من ناحية أخرى ، تستخدم تقنيات الطيف الممتد عرض نطاق إرسال بترتيب أكبر من عرض النطاق المطلوب للحد الأدنى من الإشارة.

تتمثل ميزة تقنية انتشار الطيف في أنه - يمكن للعديد من المستخدمين استخدام نفس النطاق الترددي في وقت واحد دون التداخل مع بعضهم البعض. لذلك ، فإن انتشار الطيف ليس اقتصاديًا عندما يكون عدد المستخدمين أقل.

• انتشار الطيف هو شكل من أشكال الاتصالات اللاسلكية التي يتم فيها تغيير تردد الإشارة المرسلة بشكل متعمد مما يؤدي إلى عرض نطاق أعلى.

• انتشار الطيف واضح في نظرية سعة قناة شانون وهارتلي -

  C = B × log 2 (1 + S / N)

• في المعادلة المعطاة ، "C" هي سعة القناة بالبتات في الثانية (bps) ، وهي أقصى معدل للبيانات لمعدل خطأ في البتات النظري ( BER ). "B" هو عرض النطاق الترددي المطلوب للقناة بالهرتز ، و S / N هو نسبة قدرة الإشارة إلى الضوضاء.

• يستخدم الطيف المنتشر إشارات عريضة النطاق تشبه الضوضاء يصعب اكتشافها أو اعتراضها أو إزالة تشكيلها. بالإضافة إلى ذلك ، يصعب تشويش (تداخل) إشارات الطيف المنتشر أكثر من إشارات النطاق الضيق.

• نظرًا لأن إشارات طيف الانتشار واسعة جدًا ، فإنها ترسل بكثافة طاقة طيفية أقل بكثير ، تقاس بالواط لكل هرتز ، من أجهزة الإرسال ذات النطاق الضيق. يمكن أن تشغل إشارات الطيف المنتشر والنطاق الضيق نفس النطاق ، مع تداخل ضئيل أو بدون تداخل. هذه القدرة هي عامل الجذب الرئيسي لجميع الاهتمام في انتشار الطيف اليوم.

نقاط لتذكرها -

• عرض النطاق الترددي للإشارة المرسلة أكبر من الحد الأدنى لعرض النطاق الترددي للمعلومات ، وهو أمر ضروري لنقل الإشارة بنجاح.

• يتم عادةً استخدام بعض الوظائف بخلاف المعلومات نفسها لتحديد عرض النطاق المرسل الناتج.

فيما يلي نوعان من تقنيات انتشار الطيف -

• التسلسل المباشر و
• القفز الترددي.

يتم اعتماد التسلسل المباشر بواسطة CDMA.

التسلسل المباشر (DS)

الوصول المتعدد لتقسيم رمز التسلسل المباشر (DS-CDMA) هو أسلوب لتعدد إرسال المستخدمين برموز مختلفة. في هذه التقنية ، يتم استخدام نفس النطاق الترددي من قبل مستخدمين مختلفين. يتم تخصيص كود نشر خاص لكل مستخدم. مجموعات الرموز هذه مقسمة إلى فئتين -

• الرموز المتعامدة و
• الرموز غير المتعامدة

تأتي متواليات Walsh في الفئة الأولى وهي الرموز المتعامدة بينما التسلسلات الأخرى مثل PN و Gold و Kasami هي تسلسلات تسجيل التحول.

يتم تعيين الرموز المتعامدة للمستخدمين ، وسيكون ناتج الرابط في المستقبل صفراً باستثناء التسلسل المطلوب. في التسلسل المباشر المتزامن ، يتلقى المستقبل نفس تسلسل الشفرة الذي تم إرساله بحيث لا يكون هناك تحول زمني بين المستخدمين.

إزالة تشكيل إشارات DS - 1

من أجل إزالة تشكيل إشارات DS ، تحتاج إلى معرفة الكود الذي تم استخدامه في وقت الإرسال. في هذا المثال ، بضرب الكود المستخدم في الإرسال إلى إشارة الاستقبال ، يمكننا الحصول على الإشارة المرسلة.

في هذا المثال ، تم استخدام رموز متعددة في وقت الإرسال (10110100) للإشارة المستقبلة. هنا ، قمنا بالحساب باستخدام قانون اثنين من الإضافات (Modulo 2 Addition). يتم أيضًا إزالة تشكيله عن طريق ضرب الشفرة التي تم استخدامها في وقت هذا الإرسال ، والتي تسمى بالانتشار العكسي (إزالة الانتشار). في الرسم البياني أدناه ، يمكن ملاحظة أنه أثناء إرسال البيانات إلى طيف النطاق الضيق (النطاق الضيق) ، يتم توزيع طيف الإشارة.

إزالة تشكيل إشارات DS - 2

من ناحية أخرى ، إذا كنت لا تعرف الكود الذي تم استخدامه في وقت الإرسال ، فلن تتمكن من إزالة التشكيل. هنا تحاول إزالة التشكيل في كود مختلف (10101010) ووقت الإرسال لكنها فشلت.

حتى عند النظر إلى الطيف ، فإنه ينتشر أثناء وقت الإرسال. عندما يتم تمريرها من خلال مرشح تمرير النطاق (مرشح مسار النطاق) ، تبقى هذه الإشارة الصغيرة فقط ولا يتم إزالة تشكيلها.

ميزات الطيف المنتشر

كما هو موضح في الشكل التالي ، يمكن أن تكون كثافة قدرة إشارات الطيف المنتشر أقل من كثافة الضوضاء. هذه ميزة رائعة يمكنها الحفاظ على الإشارات محمية والحفاظ على الخصوصية.

من خلال نشر طيف الإشارة المرسلة ، يمكن تقليل كثافة طاقتها بحيث تصبح أقل من كثافة طاقة الضوضاء. بهذه الطريقة ، يمكن إخفاء الإشارة في الضوضاء. يمكن إعادة تشكيلها إذا كنت تعرف الرمز الذي تم استخدامه لإرسال الإشارة. في حالة عدم معرفة الكود ، ستظل الإشارة المستقبلة مخفية في الضوضاء حتى بعد إزالة التشكيل.

DS-CDMA

يستخدم كود DS في CDMA. حتى الآن ، تم شرح الجزء الأساسي من اتصالات الطيف المنتشر. من هنا ، سنشرح كيفية عمل الوصول المتعدد لتقسيم رمز التسلسل المباشر (DS-CDMA).

لا يمكن إزالة تشكيل الإشارة التي تمثل طيفًا منتشرًا إلا عن طريق رمز يُستخدم للإرسال. باستخدام هذا ، يمكن تحديد إشارة الإرسال لكل مستخدم بواسطة رمز منفصل عندما يستقبل الإشارة. في المثال المذكور ، يتم خلط إشارة الانتشار الخاصة بالمستخدم A عند الشفرة A والإشارة المنتشرة للمستخدم B عند الرمز B. كل إشارة عند استقبالها. ومع ذلك ، فإنه من خلال الناشر العكسي (Desloyder) ، فإنه يحدد إشارة كل مستخدم.

نظام DS-CDMA - رابط أمامي

نظام DS-CDMA - رابط عكسي

كود الانتشار

عبر الارتباط

الارتباط هو طريقة لقياس مدى دقة مطابقة إشارة معينة مع الشفرة المرغوبة. في تقنية CDMA ، يتم تعيين رمز مختلف لكل مستخدم ، يعتبر الرمز الذي يتم تعيينه أو اختياره من قبل المستخدم مهمًا جدًا لتعديل الإشارة لأنها مرتبطة بأداء نظام CDMA.

سيحصل المرء على أفضل أداء عندما يكون هناك فصل واضح بين إشارة المستخدمين المطلوبين وإشارات المستخدمين الآخرين. يتم إجراء هذا الفصل عن طريق ربط شفرة الإشارة المرغوبة التي تم إنشاؤها محليًا والإشارات الأخرى المستقبلة. إذا تطابقت الإشارة مع رمز المستخدم ، فستكون وظيفة الارتباط عالية ويمكن للنظام استخراج هذه الإشارة. إذا كان الرمز الذي يريده المستخدم لا يشترك في أي شيء مع الإشارة ، فيجب أن يكون الارتباط قريبًا من الصفر قدر الإمكان (وبالتالي يلغي الإشارة) ؛ يُعرف أيضًا باسم الارتباط المتبادل. لذلك ، هناك ارتباط ذاتي ( ارتباط ذاتي) وترابط متبادل (Cross-Correlation).

تظهر خصائص الارتباط الذاتي والرمز في الرسم البياني الوارد أدناه حيث يظهر الارتباط بين نشر الكود "A" وكود الانتشار "B". في هذا المثال ، يتم إعطاء الارتباط المحسوب لكود النشر 'A (1010110001101001) ورمز النشر' B '(1010100111001001) ، أثناء إجراء الحسابات في المثال أدناه ، وصلت النتيجة إلى 6/16.

الرموز المفضلة

يتم استخدام الكود المفضل في CDMA. توجد أكواد مختلفة يمكن استخدامها حسب نوع نظام CDMA. هناك نوعان من النظام -

• نظام متزامن (متزامن) و
• النظام غير المتزامن (غير المتزامن).

في نظام متزامن ، يمكن استخدام الرموز المتعامدة (رمز متعامد). في النظام غير المتزامن لهذا ، مثل الرمز العشوائي الزائف (الضوضاء العشوائية الزائفة) أو رمز الذهب يستخدم.

من أجل تقليل التداخل المتبادل في DS-CDMA ، ينبغي اختيار شفرات التمديد ذات الارتباط المتبادل الأقل.

DS-CDMA متزامن

• الرموز المتعامدة مناسبة. (رمز والش إلخ.)

DS-CDMA غير متزامن

• رموز الضوضاء العشوائية الزائفة (PN) / التسلسل الأقصى
• رموز الذهب

DS-CDMA متزامن

يتم تحقيق أنظمة CDMA المتزامنة في أنظمة Point to Multi-Point. على سبيل المثال ، Forward Link (Base Station to Mobile Station) في الهاتف المحمول.

يستخدم نظام المزامنة في أنظمة واحد إلى متعدد (من نقطة إلى نقطة متعددة). على سبيل المثال ، في وقت معين ، في نظام اتصالات متنقلة ، يمكن لمحطة قاعدة واحدة (BTS) الاتصال مع هواتف خلوية متعددة (ارتباط أمامي / ارتباط هابط).

في هذا النظام ، يمكن لإشارة الإرسال لجميع المستخدمين التواصل في التزامن. يعني ، "التزامن" في هذه النقطة هو شعور يمكن إرساله لمحاذاة الجزء العلوي من إشارة كل مستخدم. في هذا النظام ، من الممكن استخدام الرموز المتعامدة ومن الممكن أيضًا تقليل التداخل المتبادل. أما الرموز المتعامدة فهي العلامة مثل الارتباط المتبادل أي 0.

DS-CDMA غير متزامن

في نظام CDMA غير المتزامن ، يكون للشفرات المتعامدة ارتباط متبادل سيئ.

على عكس الإشارة من المحطة الأساسية ، تصبح الإشارة من المحطة المتنقلة إلى المحطة الأساسية هي النظام غير المتزامن.

في النظام غير المتزامن ، يزيد التداخل المتبادل إلى حد ما ، لكنه يستخدم الرموز الأخرى مثل رمز PN أو الرمز الذهبي.

مزايا انتشار الطيف

نظرًا لأن الإشارة تنتشر عبر نطاق تردد عريض ، تصبح الكثافة الطيفية للقدرة منخفضة جدًا ، لذلك لا تعاني أنظمة الاتصالات الأخرى من هذا النوع من الاتصال. ومع ذلك ، تزداد الضوضاء الغوسية. فيما يلي قائمة ببعض المزايا الرئيسية لانتشار الطيف -

• يمكن الاتفاق مع Multipath ، حيث يمكن إنشاء عدد كبير من الرموز ، مما يسمح لعدد كبير من المستخدمين.

• في الطيف المنتشر ، لا يوجد حد للمستخدمين بينما توجد قيود على المستخدمين في تقنية FDMA.

• الأمان - بدون معرفة كود الانتشار ، من الصعب استعادة البيانات المرسلة.

• رفض تنازلي - حيث يتم استخدام النطاق الترددي الكبير للنظام ؛ هو أقل عرضة للتشوه.

تسلسل PN

يستخدم النظام DS-CDMA نوعين من نشر متواليات، أي تسلسل PN و رموز المتعامدة . كما ذكر أعلاه ، يتم إنشاء تسلسل PN بواسطة مولد ضوضاء شبه عشوائي. إنه ببساطة سجل تحول خطي ثنائي يتكون من بوابات XOR وسجل التحول. يتمتع مولد PN هذا بالقدرة على إنشاء تسلسل متطابق لكل من المرسل والمستقبل ، والاحتفاظ بالخصائص المرغوبة لتتابع البتات العشوائية للضوضاء .

يحتوي تسلسل PN على العديد من الميزات مثل وجود عدد متساوٍ تقريبًا من الأصفار والآحاد ، وارتباط منخفض جدًا بين الإصدارات المتغيرة للتسلسل ، والارتباط المتبادل المنخفض جدًا مع إشارات أخرى مثل التداخل والضوضاء. ومع ذلك ، فهي قادرة على الارتباط بشكل جيد مع نفسها ومعكوسها. جانب آخر مهم هو الارتباط التلقائي للتسلسل لأنه يحدد القدرة على مزامنة وقفل شفرة الانتشار للإشارة المستقبلة. تؤثر هذه المعركة بشكل فعال على التدخلات المتعددة وتحسن SNR. التسلسلات M ، والرموز الذهبية ، وتسلسلات Kasami هي أمثلة على هذه الفئة من التسلسلات.

• تسلسل الضوضاء العشوائية الزائفة (PN) هو سلسلة من الأرقام الثنائية ، على سبيل المثال ± 1 ، والتي تبدو عشوائية ؛ لكنها في الواقع حتمية تمامًا.

• تُستخدم تسلسلات PN لنوعين من تقنيات طيف انتشار PN -

  • طيف انتشار الإشارة المباشرة (DS-SS) و

  • طيف انتشار القفزة الترددية (FH-SS).

• إذا كان 'u' يستخدم PSK لتعديل تسلسل PN ، فإنه ينتج DS-SS.

• إذا كان 'u' يستخدم FSK لتعديل تسلسل PN ، فإنه ينتج FH-SS.

تقنية قفز التردد

قفز التردد هو طيف منتشر يحدث فيه الانتشار عن طريق القفز في التردد عبر نطاق عريض. يتم تحديد الترتيب الدقيق لحدوث الفاصل من خلال جدول قفز تم إنشاؤه باستخدام تسلسل رمز شبه عشوائي.

معدل التنقل هو دالة لمعلومات السرعة. يتم تحديد ترتيب الترددات بواسطة جهاز الاستقبال ويتم تحديده بواسطة تسلسل الضوضاء العشوائية الزائفة. على الرغم من أن إرسال طيف إشارة قفز التردد يختلف تمامًا عن إرسال إشارة التتابع المباشر ، إلا أنه يكفي ملاحظة أن البيانات الموزعة عبر نطاق إشارة أكبر من اللازم لنقلها. في كلتا الحالتين ، ستظهر الإشارة الناتجة كضوضاء ويستخدم المستقبِل تقنية مماثلة تُستخدم في الإرسال لاستعادة الإشارة الأصلية.

 CDMA - Techniques التقنيات

جهاز 

Rake devices

بسبب الانعكاس على تحديات النطاق العريض ، 

يمكن أن تتكون القناة الراديوية من عدة نسخ (متعددة المسارات) ، إشارات مرسلة في الأصل بسعة مختلفة ، وطور ، وتأخير. إذا وصلت مكونات الإشارة خلال فترة رقاقة لبعضها البعض ، فيمكن استخدام مستقبل أشعل النار للضبط والجمع. يستخدم مستقبل Rake مبدأ التنوع من خلال مسارات متعددة. يوضح الشكل الموضح أدناه مخطط مستقبل Rake.

يعالج مستقبل Rake عدة مكونات إشارات متعددة المسارات. يتم دمج مخرجات الارتباط لتحقيق موثوقية وأداء اتصال أفضل. يمكن أن ينتج عن قرار البت على أساس ارتباط واحد معدل خطأ كبير في البت كمكون متعدد المسارات يتم معالجته من خلال حقيقة أن الرابط يمكن أن يتلف بسبب تغير اللون. إذا كان ناتج الرابط تالفًا من خلال التلاشي ، فلا يمكن أن يتلف الآخر ، ويمكن تقليل الإشارة الفاسدة من خلال عملية الترجيح.

كود والش

تستخدم أكواد والش بشكل شائع في الرموز المتعامدة لتطبيقات CDMA. تتوافق هذه الرموز مع خطوط مصفوفة مربعة خاصة تسمى مصفوفة هادامارد. بالنسبة لمجموعة من أكواد Walsh ذات الطول N ، فإنها تتكون من n خطوط لتشكيل مصفوفة مربعة من كود n × n Walsh.

يستخدم نظام IS-95 مصفوفة دالة 64 Walsh 64. يحتوي السطر الأول من هذه المصفوفة على سلسلة من جميع الأصفار مع كل سطر من الأسطر التالية يحتوي على توليفات مختلفة من البتتين 0 و 1. كل سطر متعامد ومتساوي التمثيل للبتات الثنائية. عند تنفيذه مع نظام CDMA ، يستخدم كل مستخدم متنقل واحدًا من 64 سلسلة من الصفوف في المصفوفة كرمز انتشار. كما أنه لا يوفر أي ارتباط متبادل بين جميع المستخدمين الآخرين. يتم تعريف هذه المصفوفة بشكل متكرر على النحو التالي -

حيث n هي قوة 2 وتشير إلى الأبعاد المختلفة للمصفوفة W. علاوة على ذلك ، تمثل n المنطق NOT العملية على جميع البتات في هذه المصفوفة. تُظهر المصفوفات الثلاث W 2 و W 4 و W 8 ، على التوالي ، دالة Walsh للأبعاد 2 و 4 و 8.

يتوافق كل سطر من مصفوفة 64 Walsh 64 مع رقم قناة. يتم تعيين رقم القناة 0 إلى الصف الأول من مصفوفة Walsh ، وهو رمز جميع الأصفار. تُعرف هذه القناة أيضًا باسم القناة التجريبية وتُستخدم لتشكيل وتقدير الاستجابة النبضية لقناة راديو متنقلة.

لحساب الارتباط المتبادل بين التسلسلات ، سنحتاج إلى تحويل البتات إلى المصفوفة لتشكيل نقيض قيم ± 1. ومع ذلك ، يمكن مزامنة جميع المستخدمين على نفس قناة CDMA بدقة تصل إلى شريحة واحدة باستخدام تسلسل PN طويل مشترك. كما أنه يعمل بمثابة جهاز تشويش للبيانات.

• Walsh Code عبارة عن مجموعة من أكواد النشر التي لها خصائص ارتباط تلقائي جيدة وخصائص ارتباط متبادلة ضعيفة. رموز Walsh هي العمود الفقري لأنظمة CDMA وتستخدم لتطوير القنوات الفردية في CDMA.

• بالنسبة لـ IS-95 ، هناك 64 رمزًا متاحًا.

  • يستخدم الرمز "0" كطيار ويستخدم الرمز "32" للمزامنة.

  • تُستخدم الرموز من 1 إلى 7 لقنوات التحكم ، وتتوفر الرموز المتبقية لقنوات المرور. تتوفر الرموز من 2 إلى 7 أيضًا لقنوات المرور إذا لم تكن هناك حاجة إليها.

• بالنسبة لـ cdma2000 ، توجد العديد من أكواد Walsh ، والتي تختلف في الطول لتلائم معدلات البيانات المختلفة وعوامل الانتشار الخاصة بتكوينات الراديو المختلفة.

• أحد أنماط البت المتعامدة 64 بمعدل 1.2288 Mcps.

• تُستخدم رموز Walsh لتحديد البيانات لكل عملية إرسال فردية. في الوصلة الأمامية ، تحدد قنوات الشفرة الأمامية داخل تردد CDMA.

• في الارتباط العكسي ، يتم استخدام جميع الرموز الـ 64 بواسطة كل قناة عكسية لنقل المعلومات.

الق نظرة على الرسم التوضيحي التالي. يوضح كيفية إجراء تعدد الإرسال باستخدام Walsh Code.

 CDMA - Network شبكة

on

 الصفحة السابقة

الصفحة التالية  

شبكة CDMA هي النظام الذي يهدف إلى تنظيم تقنية CDMA. ويشمل جميع الجوانب والوظائف بدءًا من المحطة الأساسية ، وهوائي الإرسال ، وهوائي الاستقبال ، إلى مراكز التحويل المتنقلة.

نظرة عامة على شبكة CDMA

تعد المحطة الأساسية عنصرًا أساسيًا في شبكة CDMA. تغطي المحطة الأساسية منطقة جغرافية صغيرة تسمى خلية . قد تكون الخلية متعددة الاتجاهات أو قطاعية. لكل محطة قاعدة هوائي إرسال وهوائيان استقبال لكل خلية. يتم استخدام هوائيين استقبال لكل خلية لغرض التنوع المكاني . في العديد من التطبيقات ، تعتبر BSC (وحدة تحكم المحطة الأساسية) ، التي تتحكم في العديد من المحطات الأساسية.

نظرًا لأن معدل بيانات الهاتف المحمول هو إما 13 كيلو بت في الثانية أو 8 كيلو بت في الثانية ، وهو ليس ISDN ، ولكن يتم تبديل المحولات التي تمثل مركز تحويل المحمول (MSC) بشكل عام إلى 64 كيلو بت في الثانية. لذلك ، قبل التبديل ، من الضروري تحويل معدلات بيانات الجوال هذه إلى 64 كيلو بت في الثانية. يتم إنجاز ذلك بواسطة عضو ، وهو محول الشفرة . قد يكون محول الشفرة عنصرًا منفصلاً أو يمكن تجميعه في كل محطة قاعدة أو MSC.

جميع المحطات القاعدية متصلة بـ MSC ، وهو مدخل m obile s witching c . MSC هو الكيان الذي يدير إنشاء المكالمات والاتصال بها وصيانتها والتخلص منها داخل الشبكة وكذلك مع العالم الخارجي.

لدى MSC أيضًا قاعدة بيانات تسمى HLR / AC ، وهي عبارة عن مركز تسجيل / مصادقة موقع منزلي. HLR هي قاعدة البيانات التي تحتفظ بقاعدة بيانات جميع المشتركين في الشبكة. مركز مصادقة AC هو جزء من أمان HLR ، والتي تقوم بعض الخوارزميات بفحص الهواتف المحمولة.

يتم توصيل MSC بالعالم الخارجي ، أي شبكة الخطوط الثابتة. يمكن أيضًا توصيل MSC بالعديد من MSCs الأخرى.

هويات CDMA

هويات الشبكة -

• SID (هوية النظام)
• NID (هوية الشبكة)

هويات محطة المحمول -

• ESN (الرقم التسلسلي الإلكتروني)
• مفسد ESN
• IMSI (هوية محطة المحمول الدولية)
• IMSI_S
• IMSI_11_12
• علامة فئة المحطة

هوية النظام والشبكة

المحطة الأساسية هي عضو في نظام خلوي وشبكة. الشبكة هي مجموعة فرعية من النظام. يتم تثبيت الأنظمة مع تعريف يسمى نظام تحديد الهوية (CIS). الشبكات مع نظام استقبال هي تعريف الشبكة (NID). إنه زوج شبكة معرف بشكل فريد من (SID ، NID). تحتوي المحطة المتنقلة على قائمة من أزواج منزلية (غير متجولة) أو أكثر (SID ، NID).

SID

يتم تخزين مؤشر تعريف النظام 15 بت (SID) في محطة متنقلة. يتم استخدامه لتحديد النظام المضيف للمحطات المتنقلة. يتم عرض تخصيص بتات مؤشر تعريف النظام أدناه.

كما يظهر في الجدول توزيع الرموز الدولية (INTL) (بت 14 و 13). يتم تخصيص البتات 12-0 لكل نظام أمريكي من قبل لجنة الاتصالات الفيدرالية (FCC) للدول غير الأمريكية. سيتم تخصيص البتات من قبل السلطات التنظيمية المحلية.

NID

NID له نطاق من 0-65535 القيم المحجوزة. تعني القيمة 65535 في SID ، زوج NID هو الإشارة إلى أن محطة الهاتف المحمول تعتبر SID بالكامل كمنزل.

الأنظمة والشبكات

تحتوي محطة متنقلة على قائمة من أزواج منزلية (غير متجولة) أو أكثر (SID ، NID). تتجول محطة متنقلة عندما لا يتطابق زوج بث المحطة الأساسية (SID ، NID) مع أحد أزواج المحطات المتنقلة غير المتجولة (SID ، NID).

محطة متنقلة هي متجول NID أجنبي -

• إذا كانت المحطة المتنقلة في حالة تجوال وكان هناك بعض أزواج (SID ، NID) في قائمة المحطات المتنقلة (SID ، NID) التي تتوافق مع SID.

• إذا كانت المحطة المتنقلة في حالة تجوال وكان هناك بعض أزواج (SID ، NID) في قائمة المحطات المتنقلة (SID ، NID) التي لا يتوفر لها SID مطابق (يعني أن محطة متنقلة بها عميل أجنبي متجول SID).

الرقم التسلسلي الإلكتروني (ESN)

ESN هو رقم ثنائي 32 بت يحدد بشكل فريد المحطة المتنقلة في نظام خلوي CDMA. يجب ضبطه في المصنع ولا يمكن تغييره بسهولة في الميدان. سيتطلب تغيير ESN معدات خاصة لا تكون متاحة في العادة للمشتركين. يتم عرض تخصيص بتات ESN أدناه -

يجب عزل الدائرة التي توفر ESN بحيث لا يمكن لأحد الاتصال والتلاعب. يجب أن تؤدي محاولات تغيير دائرة ESN إلى تعطيل المحطة المتنقلة. في وقت إصدار القبول المبدئي ، يجب أن يُخصص للشركة المصنّعة رمزًا للمصنعين (MFR) بأهم ثماني بتات (بتات 31-24 بت) برقم تسلسلي 32 بت. البتات 23-18 محجوزة (صفر في البداية). ويخصص كل مصنع 17 بتًا فقط للصفر. عندما تستخدم الشركة المصنّعة جميع التركيبات الممكنة تقريبًا من الأرقام التسلسلية في البتات 17-0 ، يجوز للشركة المصنعة إرسال إخطار إلى FCC. ستقوم لجنة الاتصالات الفيدرالية (FCC) بتعيين الرقم الثنائي المتسلسل التالي في الكتلة الاحتياطية (البتات 23 حتى).

مفسد ESN

CDMA هي تقنية طيف منتشر حيث يمكن لعدة مستخدمين الوصول إلى النظام في نفس المثال في خلية ، وبالطبع على نفس التردد. لذلك ، فإنه يميز المستخدمين على الوصلة العكسية (أي المعلومات من MS إلى المحطة الأساسية). ينشر المعلومات باستخدام الرموز الفريدة للمحطة المتنقلة في جميع الأنظمة الخلوية CDMA. يحتوي هذا الرمز على عنصر يمثل ESN ، ولكنه لا يستخدم ESN بنفس التنسيق بدلاً من ذلك ، بل يستخدم ESN مبادلًا.

إذا كان هناك هاتفان محمولان في خلية من نفس العلامة التجارية ولهما أرقام تسلسلية متتالية ولأجهزة استقبال المحطة الأساسية ، يصبح من الصعب توصيلهما. لذلك ، لتجنب الارتباط القوي بين الرموز الطويلة المقابلة لـ ESN المتتالية ، نستخدم ESNs المخففة.

الهوية الدولية للمحطة المتنقلة (IMSI)

يتم تحديد المحطات المتنقلة من خلال هوية هوية المحطة المتنقلة الدولية (IMSI). يتكون IMSI من ما يصل إلى 10 إلى 15 رقمًا. الأرقام الثلاثة الأولى من IMSI هي رمز البلد للجوال (MCC) ، والأرقام المتبقية هي هوية المحطة المتنقلة الوطنية NMSI. يتكون NMSI من رمز الشبكة المتنقلة (MNC) ورقم تعريف المحطة المتنقلة (SIDS).

مركز عملائي	MSN	MSIN
	NMSI
IMSI ≤15 رقمًا

• MCC: رمز الدولة للجوال
• MNC: كود شبكة الهاتف المحمول
• MSIN: تحديد محطة المحمول
• NMSI: هوية محطة المحمول الوطنية

يسمى IMSI المكون من 15 رقمًا بالفئة 0 IMSI (NMSI هو 12 رقمًا في الطول). يُطلق على IMSI ، الذي يقل طوله عن 15 رقمًا ، فئة IMSI من الفئة 1 (يكون الطول NMSI أقل من 12 عددًا). لتشغيل CDMA ، قد يتم تسجيل نفس IMSI في عدة محطات متنقلة. قد تسمح الأنظمة الفردية أو لا تسمح بهذه القدرات. تعتبر إدارة هذه الوظائف من وظائف المحطة الأساسية ومشغل النظام.

 CDMA - Technology تكنولوجيا

Ad by Valueimpression

 الصفحة السابقة

الصفحة التالية  

الوصول المتعدد بتقسيم الكود (CDMA) هو نوع من تعدد الإرسال الذي يسهل الإشارات المختلفة لشغل قناة إرسال واحدة. يحسن استخدام النطاق الترددي المتاح. تستخدم هذه التقنية بشكل شائع في أنظمة الهاتف الخلوي فائقة التردد (UHF) ، وهي نطاقات تتراوح بين 800 ميجاهرتز و 1.9 جيجاهرتز.

نظرة عامة على CDMA

يختلف نظام الوصول المتعدد بتقسيم الكود اختلافًا كبيرًا عن تعدد إرسال الوقت والتردد. في هذا النظام ، يمكن للمستخدم الوصول إلى النطاق الترددي بالكامل طوال المدة. المبدأ الأساسي هو استخدام رموز CDMA المختلفة للتمييز بين المستخدمين المختلفين.

التقنيات المستخدمة عمومًا هي تشكيل الطيف التتابعي المباشر (DS-CDMA) ، قفز التردد أو الكشف المختلط CDMA (JDCDMA). هنا ، يتم إنشاء إشارة تمتد عبر عرض نطاق واسع. يتم استخدام رمز يسمى كود الانتشار لتنفيذ هذا الإجراء. باستخدام مجموعة من الرموز المتعامدة مع بعضها البعض ، من الممكن تحديد إشارة برمز معين في وجود العديد من الإشارات الأخرى ذات الرموز المتعامدة المختلفة.

كيف يعمل CDMA؟

يسمح CDMA بما يصل إلى 61 مستخدمًا متزامنًا في قناة 1.2288 ميجا هرتز من خلال معالجة كل حزمة صوتية برمزين PN. هناك 64 رمز Walsh متاحًا للتمييز بين المكالمات والحدود النظرية. ستعمل حدود التشغيل وقضايا الجودة على تقليل الحد الأقصى لعدد المكالمات الأقل إلى حد ما من هذه القيمة.

في الواقع ، يمكن تعديل العديد من النطاقات الأساسية المختلفة "للإشارات" برموز انتشار مختلفة على نفس الناقل للسماح بدعم العديد من المستخدمين المختلفين. باستخدام رموز متعامدة مختلفة ، يكون التداخل بين الإشارات ضئيلًا. على العكس من ذلك ، عندما يتم استقبال إشارات من عدة محطات متنقلة ، فإن المحطة الأساسية قادرة على عزل كل منها لأن لها رموز انتشار متعامدة مختلفة.

يوضح الشكل التالي مدى تقنية نظام CDMA. أثناء التكاثر ، قمنا بخلط إشارات جميع المستخدمين ، لكنك بذلك تستخدم نفس الرمز الذي تم استخدامه في وقت إرسال الجانب المستلم. يمكنك فقط إخراج إشارة كل مستخدم.

سعة CDMA

العوامل التي تحدد سعة CDMA هي -

• كسب المعالجة
• إشارة إلى نسبة الضوضاء
• عامل نشاط الصوت
• كفاءة إعادة استخدام التردد

السعة في CDMA ناعمة ، CDMA بها جميع المستخدمين في كل تردد ويتم فصل المستخدمين عن طريق الكود. هذا يعني أن CDMA يعمل في وجود ضوضاء وتداخل.

بالإضافة إلى ذلك ، تستخدم الخلايا المجاورة نفس الترددات ، مما يعني عدم إعادة استخدامها. لذلك ، يجب أن تكون حسابات سعة CDMA بسيطة للغاية. لا توجد قناة رمز في خلية ، مضروبة في أي خلية. ولكنها ليست بهذه البساطة. على الرغم من عدم توفر قنوات الرمز 64 ، فقد لا يكون من الممكن استخدام مرة واحدة ، لأن تردد CDMA هو نفسه.

الطرق المركزية

• النطاق المستخدم في CDMA هو 824 ميجاهرتز إلى 894 ميجاهرتز (50 ميجاهرتز + 20 ميجاهرتز).
• تردد قناة تنقسم إلى قنوات رمز.
• 1.25 ميجا هرتز لقناة FDMA مقسمة إلى 64 قناة شفرة.

كسب المعالجة

CDMA هي تقنية طيف منتشر. يتم نشر كل بتة بيانات بواسطة تسلسل رمز. هذا يعني أن الطاقة لكل بت هي أيضًا تزداد. هذا يعني أننا نحصل على مكاسب من هذا.

P (كسب) = 10log (W / R)

W هو معدل الانتشار

R هو معدل البيانات

بالنسبة لـ CDMA P (كسب) = 10 سجل (1228800/9600) = 21 ديسيبل

هذا هو عامل كسب ومعدل انتشار البيانات الفعلي. في المتوسط ​​، تتطلب حالة الإرسال النموذجية إشارة إلى نسبة ضوضاء تبلغ 7 ديسيبل لجودة الصوت المناسبة.

إذا تُرجمت إلى نسبة ، يجب أن تكون الإشارة أقوى بخمس مرات من الضوضاء.

كسب المعالجة الفعلي = P (كسب) - SNR

= 21-7 = 14 ديسيبل

يستخدم CDMA مبرمج معدل متغير

يعتبر عامل النشاط الصوتي 0.4 = -4 ديسيبل.

وبالتالي ، فإن CDMA لديها إعادة استخدام تردد بنسبة 100٪. استخدام نفس التردد في الخلايا المحيطة يسبب بعض التداخل الإضافي.

في تردد CDMA ، تكون كفاءة إعادة الاستخدام 0.67 (تأثير 70٪) = -1.73 ديسيبل

مزايا CDMA

CDMA لديه سعة ناعمة. كلما زاد عدد الرموز ، زاد عدد المستخدمين. لها المزايا التالية -

• يتطلب CDMA تحكمًا شديدًا في الطاقة ، حيث إنه يعاني من تأثير شبه بعيد. بمعنى آخر ، فإن المستخدم القريب من المحطة الأساسية الذي يرسل بنفس القوة سوف يغرق الإشارة الأخيرة. يجب أن يكون لجميع الإشارات طاقة متساوية أكثر أو أقل في جهاز الاستقبال

• يمكن استخدام مستقبلات Rake لتحسين استقبال الإشارة. يمكن جمع الإصدارات المتأخرة من الوقت (شريحة أو أحدث) للإشارة (إشارات متعددة المسارات) واستخدامها لاتخاذ القرارات على مستوى البت.

• يمكن استخدام التحويل المرن. يمكن تبديل المحطات الرئيسية المتنقلة دون تغيير المشغل. تستقبل محطتان قاعدتان إشارة متنقلة ويستقبل الهاتف المحمول إشارات من المحطتين القاعدتين.

• انفجار الإرسال - يقلل التداخل.

عيوب CDMA

عيوب استخدام CDMA هي كما يلي -

• يجب تحديد طول الرمز بعناية. يمكن أن يؤدي طول الشفرة الكبير إلى تأخير أو قد يتسبب في حدوث تداخل.

• مطلوب مزامنة الوقت.

• يزيد النقل التدريجي من استخدام الموارد الراديوية وقد يقلل من السعة.

• نظرًا لأن مجموع الطاقة المستلمة والمرسلة من محطة أساسية يحتاج إلى تحكم ثابت في الطاقة. يمكن أن يؤدي هذا إلى عدة عمليات تسليم.