المجموعات

تقنية UMTS CDMA: WCDMA

تقنية UMTS CDMA: WCDMA

استخدمت 3G UMTS شكلاً واسع النطاق من تقنية CDMA والتي كانت تُعرف باسم النطاق العريض CDMA أو WCDMA.

CDMA ، قسم الوصول المتعدد بتقسيم الشفرات ، تطبيق للطيف المنتشر بالتسلسل المباشر ، DSSS ، وقد تم استخدامه عالميًا تقريبًا لمعايير الاتصالات المتنقلة من الجيل الثالث لأنه يوفر تنسيقًا ممتازًا كمخطط وصول متعدد.

على الرغم من أن المعايير اللاحقة للجيل الرابع والجيل الخامس انتقلت نحو تنسيقات إشارات OFDM ، فإن CDMA المستندة إلى تقنية DSSS خدمت بشكل جيد للغاية لشبكة الجيل الثالث.

CDMA لـ UMTS

نشأ اختيار CDMA للاستخدام مع نظام اتصالات 3G UMTS من مجموعة متنوعة من الأسباب التقنية. إنه يوفر مزايا كبيرة على المخططات المستخدمة في أنظمة 2G السابقة التي كانت في الغالب مخططات تعتمد على TDMA.

الفوائد الرئيسية لاستخدام CDMA كنظام وصول متعدد هي:

  • تحسين الكفاءة الطيفية: يوفر استخدام CDMA كتقنية نفاذ متعدد ، جنبًا إلى جنب مع تنسيق التشكيل QPSK المستخدم تحسينات كبيرة من حيث الكفاءة الطيفية. تختلف أرقام تحسينات الأداء المكتسبة بشكل كبير اعتمادًا على الظروف ، لكن النظام يعطي بعض الفوائد المهمة. تعطي بعض التقديرات المحسوبة أرقامًا تصل إلى ثلاثة أو أربعة أضعاف التقنيات مثل GSM ، على الرغم من أن الفوائد في الواقع قد تكون أقل قليلاً.
  • التسليم المحسن: في إطار CDMA ، يمكن القيام بما يسمى "التمرير الناعم" حيث تتصل تجهيزات المستعمل بمحطتين قاعدتين في نفس الوقت. هذا يحسن بشكل كبير موثوقية التسليم.
  • قد تستخدم الخلايا المجاورة نفس تردد القناة: نتيجة للطريقة التي تعمل بها إشارات الطيف المنتشرة مثل CDMA.
  • أمان معزز: يقلل استخدام الطيف المنتشر وأكواد الانتشار المتعددة لـ CDMA بشكل كبير من إمكانية التنصت ، على الرغم من أن التنصت داخل GSM للإشارة المرسلة لم يكن هو المشكلة بالنسبة للأنظمة التناظرية الأصلية حيث يمكن لأي شخص لديه جهاز استقبال راديو ماسح ضوئي الاستماع إلى المحادثات الهاتفية .

UMTS CDMA / WCDMA تنسيق

يستخدم UMTS شكلاً من أشكال CDMA يحتوي على نطاق ترددي أوسع بكثير من بعض تقنيات cellualr الأخرى في ذلك الوقت. كان تباعد القنوات الأساسي 5 ميجا هرتز ونتيجة لذلك عُرف هذا الشكل من CDMA باسم النطاق العريض CDMA أو WCDMA.

يتم تشفير البيانات المراد نقلها باستخدام كود نشر خاص بمستخدم معين. وبهذه الطريقة يكون المستلم المطلوب فقط قادرًا على ربط الإشارة وفك تشفيرها ، وتظهر جميع الإشارات الأخرى كضوضاء. يتيح ذلك استخدام قناة التردد اللاسلكي الفعلية من قبل العديد من المستخدمين في وقت واحد.

يتم ضرب بيانات إشارة CDMA بشريحة أو شفرة انتشار لزيادة عرض النطاق الترددي للإشارة. بالنسبة إلى WCDMA ، تنتشر كل قناة مادية بتسلسل انتشار فريد ومتغير. تختلف الدرجة الإجمالية للتمديد لتمكين الإشارة النهائية من ملء عرض نطاق القناة المطلوب. نظرًا لأن معدل بيانات الإدخال قد يختلف من تطبيق إلى آخر ، لذا يجب تغيير درجة الانتشار وفقًا لذلك.

بالنسبة للوصلة الهابطة ، يبلغ معدل الرموز المرسلة 3.84 رمز M في الثانية. نظرًا لأن شكل التعديل المستخدم هو QPSK ، فإن هذا يتيح إرسال بتتين من المعلومات لكل رمز ، مما يتيح معدل بيانات أقصى يبلغ ضعف معدل الرمز أو 7.68 ميجابت في الثانية. لذلك إذا كان المعدل الفعلي للبيانات المراد إرسالها هو 15 كيلو بت في الثانية ، فإن عامل التمديد 512 مطلوب لرفع الإشارة إلى معدل النبض المطلوب للإرسال في عرض النطاق المطلوب. إذا كانت البيانات التي سيتم حملها تحتوي على معدل بيانات أعلى ، فإن معدل انتشار أقل مطلوب لموازنة ذلك. تجدر الإشارة إلى أن تغيير معدل الشريحة لا يغير مكاسب المعالجة للنظام ككل وهذا يحتاج إلى استيعابها في معالجة الإشارات أيضًا. يتم ربط عوامل التمديد الأعلى بسهولة أكبر بواسطة جهاز الاستقبال ، وبالتالي يمكن استخدام قدرة إرسال أقل لنفس معدل خطأ الرمز.

يجب أن تكون الرموز المطلوبة لنشر الإشارة متعامدة إذا كانت ستمكّن العديد من المستخدمين والقنوات من العمل دون تداخل متبادل. الرموز المستخدمة في W-CDMA هي رموز عامل الانتشار المتغير المتعامد (OVSF) ، ويجب أن تظل متزامنة للعمل. نظرًا لأنه من غير الممكن الاحتفاظ بالمزامنة الدقيقة لهذا الغرض ، يتم استخدام مجموعة ثانية من رموز التخليط لضمان عدم حدوث التداخل. شفرة التخليط هذه عبارة عن كود رقم عشوائي زائف (PN). وبالتالي هناك مرحلتان من الانتشار. يستخدم الأول رمز OSVF والثاني باستخدام رمز PN التخليط. تستخدم هذه الرموز لتوفير مستويات مختلفة من الفصل. تُستخدم شفرات التمديد OVSF لتحديد خدمات المستخدم في الوصلة الصاعدة وقنوات المستخدم في الوصلة الهابطة بينما تُستخدم شفرة PN لتحديد العقدة B أو UE الفردية.

يوجد على الوصلة الصاعدة اختيار من ملايين رموز PN المختلفة. تتم معالجتها لتشمل شفرة فردية مقنعة لتحديد تجهيزات المستعمل. ونتيجة لذلك ، يوجد أكثر من رموز كافية لاستيعاب عدد تجهيزات المستعمل المختلفة التي يحتمل أن تصل إلى شبكة. بالنسبة للوصلة الهابطة ، يتم استخدام رمز قصير. هناك ما مجموعه 512 رمزًا مختلفًا يمكن استخدامها ، سيتم تخصيص أحدها لكل عقدة B.

ملخص مواصفات WCDMA

تم تلخيص بعض الأرقام الرئيسية المرتبطة بـ UMTS WCMA في الجدول أدناه.

ملخص WCDMA
معاملتفاصيل
قناة التباعد5 ميجا هرتز
معدل الرموز المرسلة3.84 مللي ثانية
عرض النطاق الترددي للإشارة3.84 ميجا هرتز

يوفر تنسيق WCDMA قدرة إضافية على الأشكال الأضيق من CDMA ، وكان قادرًا على توفير مستوى عالٍ من الأداء لهذا اليوم.

موضوعات الاتصال اللاسلكي والسلكي:
أساسيات الاتصالات المتنقلة
العودة إلى الاتصال اللاسلكي والسلكي


شاهد الفيديو: Remove EDGE Network mode Enable LTEWCDMA (كانون الثاني 2022).