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Tecnología CDMA

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Tecnología CDMA

Modulación Fsk

Indice

2. El Desafío Celular

3. Que es CDMA?

4. Los principios de CDMA

5. La tecnología CDMA
6. La" Magia" de CDMA

7. Estándar para celulares CDMA (IS95)

8. CDMA. Pasado, presente y futuro

9. CDMA 2000

10. Reseña de la Modulación de la frecuencia

11. Conclusión   1. Introducción.

Las comunicaciones inalámbricas celulares han ido cambiando de manera espectacular en los ultimos años. A continuación explicaremos lo que significa el Código de división de múltiple acceso o CDMA. Este es una tecnología de comunicaciones celulares e inalámbricas establecida en Estados Unidos y que esta en pleno crecimiento debido a las características favorables con que cuenta.

Las compañías MOVILNET Y TELCEL en Venezuela cuentan actualmente con esta tecnología como base para prestar sus servicios de telefonía celular, inalámbrica y fija. 

Dado que el objetivo de este trabajo es presentar el CDMA, más adelante se entrará en más  detalles sobre su funcionamiento. Vale la pena notar que mientras que los esquemas de acceso múltiple FDMA y TDMA tienen una capacidad limitada por el ancho de banda disponible y el ancho de banda de cada uno de los canales múltiples deseados, en el caso del CDMA no existe este limitante. En el CDMA, como se  verá más adelante, se pueden adicionar nuevos usuarios teniendo presente que el precio que se paga es la pérdida de calidad en la comunicación.

Al final, se da una pequeña reseña de lo que es la modulación de frecuencia o FSK. Podemos decir que es muy parecida o tiene mucho que ver con FM. Pero mas adelante se detallaran con graficas este tipo de modulación.

  2. El Desafío Celular

Las primeras redes celulares del mundo fueron introducidas en los años 80 tempranos, usando tecnologías de radio análogas de la transmisión tales como amperios (sistema de teléfono móvil avanzado). Dentro de algunos años, los sistemas celulares comenzaron a golpear un techo de la capacidad mientras que millones de nuevos suscriptores firmaron para arriba para el servicio, exigiendo más y más airtime. Las llamadas y las señales de comunicando caídas de la red llegaron a ser comunes en muchas áreas.

Para acomodar más tráfico dentro de una cantidad limitada de espectro de radio, la industria desarrolló un nuevo sistema de tecnologías sin hilos digitales llamadas TDMA (acceso múltiple de la división del tiempo) y G/M (sistema global para el móvil). TDMA y el G/M utilizaron un protocolo en tiempo repartido para proporcionar tres a cuatro veces más capacidad que sistemas análogos. Pero apenas mientras que TDMA era estandardizado, una solución incluso mejor fue encontrada en 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.

Los fundadores de QUALCOMM realizaron que la tecnología de CDMA se podría utilizar en comunicaciones celulares comerciales para hacer incluso un uso mejor del espectro de radio que otras tecnologías. Desarrollaron los avances dominantes que hicieron CDMA conveniente para celular, entonces demostraron un prototipo de trabajo y comenzaron a licenciar la tecnología a los fabricantes de equipo de la telecomunicación.
Las primeras redes de CDMA fueron lanzadas comercialmente en 1995, y con tal que áspero 10 veces más capacidad que las redes análogas - lejos más que TDMA o el G/M. Desde entonces, CDMA se ha convertido en el ra'pido-crecimiento de todas las tecnologías sin hilos, con sobre 100 millones de suscriptores por todo el mundo. Además de apoyar más tráfico, CDMA trae muchas otras ventajas a los portadores y los consumidores, incluyendo una calidad mejor de la voz, una cobertura más amplia y una seguridad más fuerte.

 

3. 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.

Constituye una solución de comunicaciones vía radio que se enmarca en lo que se ha dado en llamar la segunda generación de sistemas radio (conocida como 2G), una generación de carácter celular digital que aparece a principios de los años 90 como continuación de la primera, basada en tecnología analógica. La generación 2G se definió hace más de cinco años; en concreto, su origen se sitúa en 1992, coincidiendo con el despliegue de GSM. De hecho, 2G está conformada por los sistemas GSM y CDMA, éste último con una importante presencia en Estados Unidos, conjuntamente con NADC (North American Digital Cellular) y PDC (Personal Digital Cellular).

Sin embargo, en los momentos en que se gestó la 2G todavía no era patente la creciente popularidad de Internet. En consecuencia, estos sistemas no fueron diseñados con la capacidad suficiente para proporcionar el acceso a Internet de alta velocidad propio de las redes basadas en cable.

Para tratar de remediar esta situación, se está trabajando en el desarrollo de la siguiente generación de medios capaces de proporcionar servicios avanzados de transmisión vía radio. Conocida como 3G o IMT-2000 (el plan lanzado por la Unión Internacional de Telecomunicaciones para la 3G), esta nueva generación añade el concepto de banda ancha la generación anterior. En concreto, se espera que con la 3G se puedan soslayar las deficiencias de los actuales sistemas en términos fundamentalmente de capacidad de red, a fin de poder acoger el número creciente de usuarios, mejorar los niveles de itinerancia o roaming y aumentar la capacidad de transmisión de información, para poder sopotar servicios multimedia e interactividad.

Otro problema que se espera solucionar con esta tercera generación es el de la interoperatividad, ya que las diferentes normas existentes hacen que la itinerancia no pueda considerarse una posibilidad real en todos los sentidos. Es importante señalar que la consecución de un esquema de normas globales y universales resulta crucial en el ámbito de las comunicaciones por radio por su propia idiosincrasia, ya que su valor fundamental reside en la posibilidad de ofrecer una movilidad global; o lo que es lo mismo, ofrecer un esquema de movilidad sin discontinuidades (seamless) por todo el mundo.

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.

 

Capacidad

La capacidad de un sistema se refiere a la cantidad de usuarios que pueden compartir  simultáneamente el recurso físico del que se dispone (ancho de banda) manteniendo un nivel de calidad adecuado. En el caso de una comunicación que utiliza el esquema de acceso múltiple CDMA, se tiene que la interferencia en la comunicación proviene de dos fuentes diferentes: Una interna y una externa. La interferencia externa proviene de las células que son vecinas y que están utilizando las mismas frecuencias. La interferencia interna proviene de las transmisiones que realizan los demás usuarios y que se están haciendo por el mismo canal, al mismo tiempo, con códigos diferentes.

A diferencia de los esquemas FDMA y TDMA que tienen una capacidad limitada, en el CDMA la capacidad está limitada únicamente por la calidad de la comunicación que se desee prestar. Como todos los usuarios comparten la misma frecuencia al mismo tiempo, lo que ocurre es que al adicionar usuarios nuevos se produce más interferencia.

Una pregunta lógica es: ¿Qué se puede hacer para reducir la interferencia, tanto interna como externa? Lo primero es aprovechar las características de las conversaciones telefónicas. Lo segundo es tratar de realizar gestión de potencia. Las conversaciones telefónicas humanas se caracterizan porque el ciclo de actividad de la voz humana es del orden del 35% al 40%.

Si los equipos transmisores detectan períodos de silencio y durante estos disminuyen la transmisión o simplemente no transmiten, se disminuye la interferencia interna del orden del 60% al 65%.CDMA es la única tecnología que saca provecho de este fenómeno. En cuanto a la gestión de potencia hay que hacerla en ambos sentidos. Se debe regular la potencia que se está transmitiendo de la base al móvil para tratar de disminuir la interferencia externa. Igualmente, hay que regular la potencia que se está transmitiendo del móvil a la base.

Esto se hace con el fin de que un móvil que esté muy cerca de la base no presente una señal tan potente que interfiera demasiado con la señal proveniente de equipos remotos. Dicho en otras palabras, la potencia de transmisión del móvil se debe gestionar de manera tal que en la base todos los móviles se reciban con igual intensidad. Esto trae como ventaja adicional mayor economía en la alimentación de los equipos móviles y una mayor duración de las baterías. Un estudio comparativo entre la capacidad real (canales/célula) que ofrecen el TDMA, FDMA y CDMA muestra que con CDMA se obtiene capacidad veinte veces mayor que la de FDMAy cuatro veces mayor que la de TDMA.

 

La norma celular de CDMA
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.

 

4. Los principios de CDMA

La meta del 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 .

 

5. La tecnología 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).

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.

 

Características

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) por ejemplo 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.

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..

  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  na 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 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.

  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.

 

La sincronización

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.

 

6. 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.

 

7. Estándar para celulares CDMA (IS95)

El estándar IS95 ha sido definido por la TIA (Telecommuniations Industry Association) de Estados Unidos, y es compatible con el plan de frecuencias existente en los Estados Unidos para la telefonía celular análoga. Las bandas especificadas son 824 Mhz - 849 Mhz para reverse-link y 869 Mhz - 894 Mhz para forward-link. Los canales están separados por 45 Mhz. La velocidad máxima de usuario es de 9.6 Kb/s, y se ensancha a un canal de 1.2288 Mchip/s. El proceso en ensanche es diferente para cada enlace. En el forward-link los datos son codificados con un código convolucional (1/2), mezclados (interleaved), y se ensanchan con una secuencia de 64 bits (funciones de Walsh).

A cada móvil se le asigna una secuencia diferente. Se proporciona, además, un canal piloto (código) para que cada móvil pueda determinar cómo actuar con respecto a la base. Este canal tiene mayor potencia que todos los demás y proporciona una base coherente que usan los móviles para demodular el tráfico. También proporciona una referencia de tiempo para la correlación del código. En el reverse-link se utiliza otro esquema pues los datos pueden llegar a la base por caminos muy diferentes. Los datos son codificados con un código convolucional (1/3). después de mezclados, cada bloque de 6 bits se usa como un índice para identificar un código de Walsh. Finalmente se ensancha la señal utilizando códigos que son específicos del usuario y de la base.

El control de potencia se lleva a cabo en pasos de 1 dB, y puede ser de dos maneras: Una es tomar como referencia la potencia recibida de la estación base. La otra es recibir instrucciones de la base sobre el ajuste que se debe llevar a cabo. Finalmente, vale la pena anotar que la señal que se transmite se modula utilizando la técnica QPSK filtrado de la base al móvil y QPSK filtrado con un desplazamiento del móvil a la base

 

Desarrollo de una llamada

Cuando se enciende un móvil, éste conoce la frecuencia asignada para el servicio CDMA en el área local. Se sintoniza en dicha frecuencia y busca la señal piloto. Puede encontrar varias señales piloto provenientes de diferentes estaciones base, pero éstas pueden ser diferenciadas porque tienen diferentes desplazamientos de tiempo. El móvil selecciona la señal piloto más potente y establece referencias de tiempo y frecuencia a partir de ella. Una vez realizado este proceso de selección de la base, el móvil comienza a demodular con el código Walsh 32 que corresponde al canal de sincronización. El canal de sincronización contiene el valor futuro del registro de desplazamiento de código largo (42 bits). El móvil carga dicho valor en su registro y queda sincronizado con el tiempo de la estación base.

Adicionalmente se requiere que el móvil se registre en la base; de esta manera, ésta sabe que el móvil está disponible para recibir llamadas y cual es su ubicación. Cuando un móvil pasa de una zona a otra y no hay una llamada en curso, realiza un proceso de idle-state handoff. Cuando el usuario realiza una llamada, el móvil intenta contactar la estación base con un acceso de prueba. El código largo que se utiliza está basado en los parámetros de la celda. Si ocurre una colisión el móvil no recibe respuesta y espera un tiempo aleatorio antes de intentar de nuevo.

Al establecer contacto con la estación base, esta le asigna un canal de tráfico mediante un código Walsh. A partir de este momento el móvil cambia el código largo por uno basado en su número de serie. El código Walsh se utiliza en el forward-link, mientras que el código largo se utiliza en el reverse-link. Cuando un móvil comunicado con una base detecta otra señal piloto suficientemente potente, solicita un proceso de soft handoff. Al móvil se le asigna otro código de Walsh y otra temporización piloto. El móvil debe estar en capacidad de recibir ambas señales y combinarlas. Cuando la señal de la base original haya disminuido lo suficiente, el móvil solicita el fin del soft handoff.

Al finalizar una llamada, los canales se liberan. Cuando el móvil se apaga genera una señal registro de apagado que se envía a la base para indicar que ya no está disponible para llamadas.

 

8. CDMA. Pasado, presente y futuro

La tecnología CDMA constituyó un fuerte elemento impulsor de los sistemas 2G en el momento de su aparición a principios de la década de los 90. Actualmente, en el marco de las actividades de desarrollo de los sistemas 3G, CDMA vuelve a presentar un papel preponderante, esta vez en versión de banda ancha o W-CDMA (Wideband CDMA) De hecho, esta tecnología aparece en la mayor parte de las propuestas presentadas a la UIT relativas a interfaz de radio para la tercera generación. Otras tecnologías asociadas a la 3G son W-TDMA (Wideband-Time Division Multiple Access) y los sistemas híbridos entre los dos ya citados.

Los sistemas CDMA convencionales están basados en técnicas de espectro esparcido (spread-spectrum), que constituyen un legado del ámbito de la defensa en aplicaciones relativas a la eliminación de interferencias (anti-jamping), medidas de distancias (ranging) o encriptación. Estas técnicas se basan en esparcir el espectro de frecuencias de una señal en un ancho de banda mayor que el mínimo requerido para la transmisión, una situación que se mantiene a lo largo de todo el proceso de transmisión. Posteriormente, al llegar al receptor, la señal se recompone para obtener la señal inicial que se deseaba transmitir. De esta forma, se puede obtener una serie de enlaces que utilizan la misma banda de frecuencia simultáneamente sin que se generen interferencias.

CDMA es una tecnología de acceso múltiple, lo que significa que puede dar soporte a varios usuarios de forma simultánea. En este contexto, se utiliza el concepto de canal, que se define como una porción del espectro que se asigna, en un momento determinado, a una tarea específica, como puede ser, por ejemplo, una llamada telefónica. De esta manera y volviendo a lo anterior, el acceso múltiple significa que un número de usuarios suficientemente elevado comparte un mismo conjunto de canales de modo que cualquier usuario puede acceder a cualquier canal sin que existan asignaciones predeterminadas entre usuarios y canales. Se tiene, pues, un sistema de acceso basado en acceso múltiple cuando se define la forma en que el espectro se divide en canales, así como el mecanismo mediante el cual se genera la asignación dinámica entre los canales y los usuarios del sistema.

Los diferentes tipos de sistemas celulares existentes utilizan diversos métodos de acceso múltiple. En concreto, en CDMA se emplea un sistema basado en códigos digitales para diferenciar a los usuarios. Su fundamento descansa en la premisa de que la señal de usuario se esparce a una velocidad de 1,2288 Mbps (proceso conocido como "bit rate" o "chip rate") por el ancho de banda con un código ortogonal único que permite distinguirla de las de los otros usuarios que comparten el mismo canal de frecuencia.

La relación entre la velocidad de esparcimiento o "spread" de la señal ("spreading rate" o "chip rate") y la velocidad inicial (la velocidad que había antes de que se iniciase el proceso de "spreading") se conoce como ganancia de procesamiento o de codificación, una ganancia que permite que la señal pueda ser extraída del ruido asociado a la transmisión (el conjunto de señales espúreas. La ganancia de codificación constituye un factor de elevada importancia en el contexto de W-CDMA debido a que las señales sufren elevados niveles de interferencias y ruido procedentes de otros usuarios, tanto en la misma célula como en las adyacentes.

Para adaptarse a los requerimientos de los sistemas 3G es preciso conseguir una velocidad de esparcimiento o "spreading rate" considerablemente más elevada que las actuales, de forma que se pueda conseguir una mayor velocidad de transmisión y una mayor capacidad. Este "spreading rate" más elevado genera una mayor ganancia de codificación, lo cual proporciona una mayor inmunidad ante las interferencias.

La velocidad de "spreading" de 1,23 Mbps utilizada en los sistemas CDMA de la generación 2G constituye un legado de los primeros trabajos experimentales que aparecieron en este campo (Qualcom, PacTel), donde se utilizaba una velocidad de "spreading" que pudiera acomodar los 125 MHz de ancho de banda de que se disponía.

W-CDMA es una tecnología CDMA extendida en términos de ancho de banda en un entorno de frecuencias de entre 5 y 20 MHz. Actualmente, la mayor parte de actuaciones en W-CDMA se están desarrollando para 5 MHz, aunque se espera que próximamente aparezcan de una manera regular los desarrollos en ancho de banda de 10, 15 y 20 MHz.

Un aspecto crucial relativo a W-CDMA viene dado por las cuestiones de planificación de red, puesto que, al tratarse de un sistema de 3G, ha de proporcionar servicios multimedia. En este contexto, es necesario identificar los aspectos clave analizando su impacto en el esquema de negocio de los operadores: en particular, la modelización del canal W-CDMA presenta un importante papel en la planificación de red, así como la estimación del impacto del tráfico. Otro aspecto de especial importancia para la planificación viene dado por el proceso de asignación de licencias

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9. CDMA 2000

Las redes CDMA proveen una capacidad de transmisión inalámbrica de datos de alta velocidad que brinda a los clientes servicios de información e imágenes desde cualquier lugar que se encuentren. La tecnología CDMA genérica aparece como la base tecnológica por excelencia para la próxima generación de comunicaciones móviles 3G habiendo entrado ya en la presente 2G; de hecho, la tendencia global en la industria es la adopción de las tecnologías CDMA. CDMA proporciona mejores prestaciones que las tecnologías celulares convencionales TDMA y su variante europea GSM, tanto en calidad de comunicaciones como en privacidad, capacidad del sistema y flexibilidad y, por supuesto en ancho de banda.

CDMA es una tecnología genérica que puede describirse, a groso modo, como un sistema de comunicaciones por radio celular digital que permite que un elevado número de comunicaciones de voz o datos simultánea compartan el mismo medio de comunicación, es decir, utilizan simultáneamente un pool común de canales de radio, de forma que cada usuario puede tener acceso a cualquier canal de forma temporal; el canal es un trozo de espectro de radio que asigna temporalmente a un tema específico, como, por ejemplo, una llamada telefónica.

En base a esto se observa que CDMA es una técnica de acceso múltiple. En CDMA, cada comunicación se codifica digitalmente utilizando una clave de encriptación que solamente conocen los terminales involucrados en el proceso de comunicación. La codificación digital y la utilización de la técnica de espectro esparcido, otra característica inherente a CDMA se pueden considerar como los puntos de identificación de la tecnología CDMA.

La distribución celular y la reutilización de frecuencias son dos conceptos estrechamente relacionados con la tecnología CDMA; el objetivo es realizar una subdivisión en un número importante de celdas para cubrir grandes áreas de servicio. Desde un punto de vista de distribución celular, la tecnología CDMA se puede contemplar como una superación de la tradicional subdivisión celular hexagonal.

 

Ventajas

1.    Aprovecha la naturaleza de las conversaciones humanas para proporcionar mayor capacidad.

2.    No requiere de un ecualizador. Basta con el correlacionador.

3   . Sólo se requiere un radio por célula.

4.    Como todas las células utilizan las mismas frecuencias, no hay necesidad de hacer cambio de frecuencias en el handoff (hard/handoff). Sólo hay que hacer cambio de códigos.

5.    No se requieren los bits de guarda que hay entre las ranuras en TDMA.

6.    Al sectorizar, por lo menos en teoría, se obtiene un incremento de la capacidad.

8.    La transición es más fácil. En CDMA se utiliza un ancho de banda de 1.25 MHz, el cual es equivalente al 10% del ancho de banda asignado a las compañías celulares, por lo que se puede hacer una transición lenta y adecuada.

9.    Mayor capacidad.

10.  No se requiere gestión ni asignación de frecuencias.

11.  El efecto de adicionar un usuario extra sobre la calidad se distribuye entre todos los usuarios.

12.   Puede coexistir con sistemas análogos.

14.   Mejora la calidad de transmisión de voz y eliminación de los efectos audibles de fanding (atenuación) multitrayecto

15.   Reducción del número de lugares necesarios para soportar cualquier nivel de tráfico telefónico

16.   Simplificación de la selección de lugares

17.   Disminución de las necesidades en despliegue y costos de funcionamiento debido a que se necesitan muy pocas ubicaciones de celda.

18.   Disminución de la potencia media transmitida

19.   Reducción de la interferencia con otros sistemas

20.   Bajo consumo de energía lo cual ofrece más tiempo de conversación y permitirá baterías más pequeñas y livianas.

  Ventajas de CDMA sobre GSM

En el cambio hacia la 3G hay dos tendencias tecnológicas CDMA y GSM. En esta última su próximo paso es ira al estándar GPRS (General Packet Radio Services) que vendría siendo lo que se llama generación 2.5 para finalmente llegar a 3G con W-CDMA que alcanza mayor espectro radioeléctrico. CDMA ofrece muchas ventajas de eficiencia de espectro: es más rápida en velocidad y en transmisión de datos sobre GSM actual, que tiene muchas ventajas en lo referente a la penetración de mercado y economías a escala a nivel mundial. Los operadores basan sus estrategias especialmente en ellos. Como es sabido, la tercera generación permitirá recibir y enviar información multimedios desde cualquier dispositivo móvil o fijo y permitirá velocidades desde hasta 2Mbps, las cuales estarán disponibles con CDMA2000.

 

CDMA2000 y 3G

Porque CDMA2000 se desarrolla directamente de la generación anterior de los sistemas probados de CDMA, proporciona el más rápido, el más fácil, la mayoría de la trayectoria rentable a los servicios 3G. Mientras que todas las tecnologías 3G (CDMA2000, WCDMA y TD-SCDMA) pueden ser viables, CDMA2000 es mucho más futuro a continuación en términos del desarrollo de producto, del despliegue comercial y de la aceptación en el mercado. Las primeras redes comerciales CDMA2000 fueron lanzadas en Corea del sur a principios de 2001, y están proporcionando ya servicio sobre a un millón suscriptores que pagaban (en fecha septiembre de 2001), con números mucho más grandes esperados en finales de 2001 y 2002. Una gama grande y cada vez mayor de los chipsets CDMA2000, de los microteléfonos y de los sistemas de la infraestructura de la red ahora está en la producción de volumen y ganando economías de la escala, tantos portadores americanos y japoneses más norteamericanos, más latinos planean rodar fuera de los servicios CDMA2000 en 2002.

Estructuras CDMA2000 en una base instalada sobre de 100 millones de usuarios™ del cdmaOne, de inversiones anteriores leveraging y de la maestría a nivel industrial en microteléfonos del cdmaOne que se convierten. Otras tecnologías 3G, que son radicalmente diferentes de las generaciones anteriores, pueden implicar componentes muy costosos y complejos, nuevos diseños de red y la prueba y períodos largos del despliegue. QUALCOMM cree que el funcionamiento y la rentabilidad probados de CDMA2000 le hacen la mejor opción para los sistemas de la radio 3G. En el mismo tiempo, la compañía está apoyando la industria con otras soluciones para WCDMA y los sistemas con varios modos de funcionamiento que tiendan un puente sobre los boquetes entre las varias redes 2G, 2.5G y 3G.

 

Normas en marcha
Dentro de las actuaciones en el contexto de la 3G se pueden observar dos ejes en torno a los cuales se desarrollan las iniciativas relativas a normalización y armonización: IMT-2000 (International Mobile Telecommunications-2000) y UMTS (Universal Mobile Telephone System). IMT-2000 es la norma global, en fase de desarrollo, de la UIT, el organismo de normas internacionales dependiente de la Organización de Naciones Unidas. Esta norma contempla tres grupos de velocidades (144 Kbps, 384 Kbps y 2 Mbps) y las bandas de frecuencias 1885-2025 MHz y 2170-2200 MHz, así como 1980-2010 MHz y 2170-2200 MHz para satélites. UMT, consistente con IMT-2000, es la norma surgida en la Unión Europea. Compatible con la RDSI de banda ancha, se puede definir como el sistema de tercera generación que soporta niveles de capacidad de hasta 2 Mbps en una amplia variedad de entornos de radio. Al igual que IMT-2000, UMTS se orienta a proporcionar servicios multimedia basados en una combinación de servicios fijos y móviles para obtener un servicio extremo a extremo sin discontinuidades. Su despliegue, previsto para el año 2000, está asociado a la oferta de servicios tradicionalmente vinculados a las redes fijas, incluyendo los de banda ancha de hasta 2 Mbps. En este sentido, cabe citar el proyecto RACE Mobile, que se desarrolla en el marco del estudio de un sistema móvil de banda ancha que funciona en la banda de 60 GHz para aplicaciones móviles dentro del rango de 2-100 Mbps

Entre los fabricantes de sistemas involucrados de alguna forma en el desarrollo de W-CDMA cabe citar a Ericsson, Qualcom (de la que Ericsson tomará una parte de su capital), Motorola, Nortel, Lucent, Telstra, Sprint, Alcatel, Bell Atlantic, Bosch, Siemens, Sony y Hewlett-Packard. En particular, Alcatel, Bosch, Italtel, Motorola, Nortel, Siemens y Sony han formado la UMTS Alliance para apoyar el desarrollo de una norma de tercera generación basada en GSM para la transmisión de voz y en W-CDMA para el multimedia.

Hasta el momento, se han puesto en marcha sistemas experimentales W-CDMA en diferentes países europeos. Telecom Italia Mobile (TIM), por ejemplo, ha iniciado un proyecto experimental en el área de Turín. Otros desarrollos también de carácter experimental están teniendo lugar en Reino Unido, Suecia, Alemania y Finlandia. Por otra parte, los operadores TIM (Italia) y Sonera (Finlandia) han firmado a finales del pasado año un MoU (Memorandum of Understanding) con NTT DoCoMo (el operador japonés de comunicaciones móviles) referente a actividades de colaboración en I+D. NTT DoCoMo ha abierto una compañía subsidiaria en Francia.

CDMA en Venezuela. *(información de la pagina de telcel Venezuela)

CDMA

(Code Division Multiple Access) es un término genérico que describe una interfaz inalámbrica basada en la tecnología de acceso múltiple por división de código o de espectro expandido.

cdmaOneTM

Es un nombre comercial de marca registrada, reservado para uso exclusivo de las empresas que son miembros de CDG. El mismo describe un sistema inalámbrico completo que incorpora la interfaz aérea IS-95 CDMA y la norma de la red ANSI-41 para la interconexión por conmutación, además de muchas otras normas que integran el sistema inalámbrico completo.

CDMA2000

Identifica la norma TIA para tecnología de tercera generación, que es un resultado evolutivo de  cdmaOne, el cual ofrece a los operadores que han desplegado un sistema cdmaOne de segunda generación, una migración transparente que respalda económicamente la actualización a las características y servicios 3G, dentro de las asignaciones del espectro actual, tanto para los operadores celulares como los de PCS.

La interfaz de red definida para cdma2000 apoya la red de segunda generación de todos los operadores actuales, independientemente de la tecnología: cdmaOne, IS-136 TDMA o GSM). La TIA ha presentado esta norma ante la ITU como parte del proceso IMT-2000 3G.

A fin de facilitar la migración de cdmaOne a las capacidades de cdma2000, ofreciendo características  avanzadas en el mercado de una manera flexible y oportuna, su implementación se ha dividido en dos fases evolutivas:

Fase I: Las capacidades de la primera fase se han definido en una norma conocida como 1XRTT. La publicación de la 1XRTT se hizo en el primer trimestre de 1999. Esta norma introduce datos en paquetes a 144 Kbps en un entorno móvil y a mayor velocidad en un entorno fijo. Las características disponibles con 1XRTT representan un incremento doble, tanto en la capacidad para voz como en el tiempo de operación en espera, así como una capacidad de datos de más de 300 Kbps y servicios avanzados de datos en paquetes. Adicionalmente extiende considerablemente la duración de la pila y contiene una tecnología mejorada en el modo inactivo. Se ofrecerán todas estas capacidades en un canal existente de 1.25 MHz de cdmaOne.

Fase II: La evolución de cdmaOne, hasta llegar a las capacidades completas de cdma2000, continuará en la segunda fase e incorporará las capacidades de 1XRTT, apoyará canales de todos los tamaños (5 MHz, 10 MHz, etc.), proporcionará velocidad de circuitos y datos en paquete de hasta 2 Mbps, incorporará capacidades avanzadas de multimedia e incluirá una estructura para los servicios de voz y codificadores de voz 3G, entre los que figuran los datos de paquetes de "voice over" y de circuitos.

 

W-CDMA

Se refiere a las normas ETSI y NTT DoCoMo (filial móvil de la japonesa NT&T) para tecnología de tercera generación sometida ante la ITU, como parte del proceso IMT-2000 3G. Esta norma incorpora una interfaz aérea que utiliza la técnica CDMA, pero que no es compatible en la forma en que está definida para las interfaces inalámbricas y de red con cdmaOne, cdma2000 o IS-136. La especificación de interfaz aérea no es compatible con GSM y, por lo tanto, no apoya la migración evolutiva.

 

Diferencias principales entre cdma2000 y W-CDMA

 

 

cdma2000

W-CDMA

Sincronización de la estación base

Sincronizado

No sincronizado

Adquisición y detección de la estación base

 

Correlación PN de tiempo desplazado

Búsqueda de códigos paralelos en tres pasos para la detección de la estación base y la sincronización de ranuras / tramas

Longitud de la trama

20 ms

10 ms

Velocidad de la plaqueta

3.6864 Mcps

4.096 Mcps *

Piloto de enlace delantero para el calculo del canal

Piloto común CDM

Piloto dedicado TDM

Formación de haz de antena y haces cerrados

Piloto auxiliar dedicado CDM

Piloto dedicado TDM

 

*se ha propuesto una velocidad revisada de la plaqueta de 3.84 para W-CDMA que continúa siendo incompatible con los sistemas existentes cdmaOne..

 

CDMA Fijo

En muchos países en desarrollo existe una tremenda demanda por nuevos servicios telefónicos, sean comerciales o residenciales. Cada vez más, los operadores están mirando hacia las tecnologías inalámbricas para proporcionar a miles de nuevos suscriptores servicios de alta calidad a precios razonables. Los operadores alámbricos actuales pueden extender sus redes con Wireless Local Loop (WLL) o acceso fijo inalámbrico, mientras que los operadores celulares pueden capitalizar sus redes actuales proveyendo servicios residenciales con WLL. Este sería el caso de Telcel que ha obtenido licencias para prestar servicios inalámbricos fijos en todo el territorio nacional. Pero también pueden utilizar el espectro que actualmente tienen (en este caso en la banda de 800MHz) para prestar servicios fijos, con tecnología CDMA.

Los nuevos proveedores de servicios rápidamente pueden desplegar soluciones WLL no tradicionales para satisfacer las necesidades de comunicaciones de las comunidades. Las características únicas de uso y los beneficios de CDMA hacen de esta tecnología una significativa elección, tanto para sistemas inalámbricos móviles como fijos. En un ambiente de telefonía fija, se estima que CDMA proporciona entre 15 y 20 veces la capacidad de los sistemas celulares AMPS, de vieja data, con la resultante de la más alta capacidad ofrecida, basada en celular para aplicaciones WLL.

La clave para que se obtenga esta capacidad incrementada está en que, en un ambiente fijo, el sistema de control de poder CDMA es capaz de monitorear con mucha precisión los requerimientos de energía, dando como resultado un ahorro de energía de transmisión y una capacidad aumentada. Los suscriptores en un ambiente fijo requieren menos poder de radiofrecuencia para alcanzar comunicaciones de calidad, de manera que más usuarios pueden ser colocados en un mismo canal de transmisión. Además, CDMA optimiza el uso del espectro radioeléctrico, el cual es un recurso escaso.

La capacidad para reutilizar la frecuencia de una misma celda y al requerir ancho de banda no contiguo, junto a su extenso rango de cobertura, simplifica la planificación e implementación de la radiofrecuencia. Esto le permite a los operadores invertir en menos en celdas y desplegarlas más rápido, con la consiguiente reducción de los tiempos para comenzar a percibir ingresos por el servicio.

 

CDMA y el Internet Móvil

Los servicios móviles basados en el estándar CDMA permitirán a centenares de millones de usuarios disfrutar de contenido multimedia, en todo momento y en cualquier lugar. Según un estudio publicado por la firma Datacomm Research Company, cuya sede se encuentra en Chesterfield, Missouri, el mercado de Internet Móvil estallará una vez que los operadores comiencen a ofrecer recursos multimedia a precios razonables. "Nuestras investigaciones muestran que CDMA llegará allí primero que las demás tecnologías", dice Ira Brodsky, presidente de Datacomm Research y autora principal del estudio titulado "Global CDMA Business Opportunities".

Entre otras conclusiones expuestas en el citado informe se encuentran:

1.- CDMA es la elección casi unánime de los operadores para servicios de tercera generación, debido a que es la única interfaz de aire que puede satisfacer los requerimientos de voz y datos del mañana. A pesar de versiones competidoras, como cdma2000 y W-CDMA, la armonización de estándares y los terminales multimodo prometen que se expanda el roaming internacional y se aceleren las economías de escala.

2.- El éxito de Internet Inalámbrico depende de tres nuevas funciones: movilidad, personalización y localización. La movilidad hace que Internet y las aplicaciones empresariales se encuentren disponibles mientras el usuario se mueve. La personalización otorga al usuario las prestaciones y el contenido que requieren, independientemente de dónde se encuentren y qué tipo de terminales están utilizando. La localización proporciona a los usuarios móviles información y servicios específicos, según dónde estén en el

momento de usar las redes.

3.- La tecnología denominada High Data Rate (HDR), perteneciente a Qualcomm, representará una fuerte competencia a los actuales los medios cableados de alta velocidad (cable modem y DSL). Sin precedentes de ningún tipo, HDR ofrece acceso desde ubicaciones distintas (portabilidad) y acceso mientras se está en camino a cualquier lugar (movilidad). Finalmente, HDR permitirá a los proveedores de servicios brindar acceso a Internet a alta velocidad en sitios no servidos por las opciones alambradas.

4.- cdma2000 ofrece mayores ventajas que W-CDMA, debido a que dispondrá de todas las capacidades de IMT-2000 (velocidades de hasta 2 Mbps), con un tercio del espectro. Está previsto que cdma2000 será introducido primero y será compatible con la tecnología cdmaOne, la cual está siendo utilizada por 70 millones de usuarios en todo el mundo.

5.- W-CDMA, la solución preferida en los mercados dominados por GSM, también será exitosa. Primero será desplegado en el espectro que ha sido designado para servicios de tercera generación, luego reemplazará lentamente a GSM y a TDMA en el espectro existente. Sin embargo, W-CDMA se tomará más tiempo en ser desarrollado y comercializado de lo que señalan sus proponentes.

 

CDMA y los sistemas de Tercera Generación

CdmaOne es la única tecnología que muestra una clara evolución hacia sistemas móviles de tercera generación, debido a que se está construyendo sobre el diseño y el marco de los sistemas de hoy. Si se miran los sistemas 3G según la perspectiva de los operadores de redes, la preservación de la inversión que se obtiene en infraestructura y en espectro, son puntos significativos en la definición de los requerimientos para la migración tecnológica. Los llamados servicios 3G estarán disponibles con cdmaOne tanto en las existentes como en las nuevas bandas de espectro. Este punto es importante a la hora de considerar la posición de aquellos operadores establecidos que no quieran, o no puedan, obtener nuevo espectro. Los esfuerzos del Grupode Desarrollo CDMA (CDG) están enfocados en una estrategia evolutiva hasta alcanzar totalmente las capacidades de cdma2000 sin afectar las inversiones del operador de redes, ni las prestaciones demandadas por sus usuarios.

 

10. Reseña de la Modulación de la frecuencia

En este sistema se adecúa la frecuencia de la transmisión en función de la trama de bits. Este método recibe la denominación FSK (Frecuency Shift Keying, modulación por desplazamiento de frecuencia). El sistema, básicamente cambia la frecuencia de la transmisión cuando hay un 0 o cuando hay un 1. Así, los ceros se transmiten a 980 Hz. y los unos a 1.180 Hz.

La modulación en frecuencia requiere bastante ancho de banda. El concepto de ancho de banda es el más importante y complicado de entender en la comunicación de datos.

Para entenderlo, pensamos que cualquier onda de cualquier forma puede conceptualmente conseguirse sumando ondas senoidales de diversas frecuencias, cada una con un peso específico en la suma. Cuanto más diferente a una senoide es la forma de la onda, esta descomposición conceptual requiere más frecuencias. El ancho de banda es la diferencia entre la frecuencia más alta y la más baja (despreciando las que tienen un peso específico muy pequeño) que requiere esta descomposición.

En el caso de la modulación FSK, se requiere, en esta descomposición conceptual, frecuencias en torno a la que representa el "uno" y a la que representa el "cero". Cuantos más cambios se produzcan, más ancho es el sector de frecuencias en torno a estas centrales. Es decir, cuanto mayor es la velocidad de los datos, más separados tienen que estar las distancias que representan al cero y al uno. Si transmitimos a alta velocidad, estas frecuencias se salen del ancho de banda telefónico.

Se puede modelar la señal modulada en FSK como la suma de dos señales ASK definidas mediante las siguientes expresiones:

f1(t) = Asen(w1t) Û 0 < t £ T

f1(t) = 0 en cualquier otro valor de t

f2(t) = 0 Û 0 < t £ T

f2(t) = Asen(w2t) en cualquier otro valor de t

w1 < w2

f1(t) equivale al 0 (cero) binario

f2(t) equivale al 1 binario

 Las dos señales ASK son diferentes, y por lo tanto, en el receptor se colocan dos filtros acoplados para detectarlas.

 

:

 

 

En el modulador FSK se asigna a la amplitud de la portadora 1.

 El osciloscopio despliega en pantalla la siguiente forma de onda de la señal FSK generada con estas características:

 

 

Señal Binaria
 
 

FSK
 

 

 

Esta es la forma de onda de una señal modulada en FSK. Cuando se quiere transmitir un 1 binario se deja pasar la sinusoidal de mayor frecuencia, cuando se quiere transmitir un 0 (cero) binario, se deja pasar la sinusoidal de frecuencia menor.

 

11. Conclusión

Básicamente es un concepto en las comunicaciones inalámbricas que se maneja desde hace pocos años. 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 aquellos que no están familiarizado con él. Este informe disermina por lo menos un nivel básico de conocimiento sobre la tecnología.

Los principales trabajos en marcha para lograr un sistema global de móviles 3G se están centrando como punto de partida, total o parcialmente, en la tecnología de segunda generación CDMA. El objetivo es dar paso a una nueva generación de servicios móviles de banda ancha preparados para soportar accesos de alta velocidad y multimedia.

En este esquema de acceso múltiple, los diferentes usuarios transmiten al mismo tiempo utilizando la misma  frecuencia. Las distintas comunicaciones son diferenciadas al codificar la información de acuerdo con una clave particular. El emisor, antes de enviar la información, divide cada bit en varias unidades llamadas chips y codifica el bit antes de enviarlo. Esta técnica se denomina secuencia directa y es una de las técnicas de espectro ensanchado.

CDMA es un" espectro del cobertor" la tecnología, qué medios que extiende la información contuvo en un particular el signo de interés encima de un ancho de banda muy mayores que el original el signo.
Cuando llevó a cabo en un sistema del teléfono celular, El CDMA tecnología ofrece los numerosos beneficios a los operadores celulares y sus subscriptores. Lo siguiente es una apreciación global de los beneficios de CDMA.

1.

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

2.

La calidad de la llamada mejorada, con bueno y más el sonido consistente como comparado a los AMPERIOS el sistema

3.

Sistema simplificado que planea a través del uso de la misma frecuencia en cada sector de cada célula

4.

El retiro reforzado

5.

Las características del fondos mejoradas, permitiendo, para la posibilidad de menos sitios celulares

6.

El tiempo de la charla aumentado para los portables

7.

Ancho de banda en la demanda

 

 

                                                                                             

Trabajo enviado por:

Eduardo Navas

Ledesma Milady

Tovar Jesús

Azuaje Yonander

7 de marzo del 2003

República Bolivariana de Venezuela

Ministerio de Educación, Cultura y Deporte

Escuela Técnica Industrial “Joaquín Avellán”

Maracay – Edo. Aragua

Telecomunicaciones

 


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