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Codigo de DIVISION DE ACCESO multiple

El acceso múltiple por división de código ( CDMA ) es un método de acceso a canales utilizado por diversas tecnologías de comunicación por radio . CDMA es un ejemplo de acceso múltiple , donde varios transmisores pueden enviar información simultáneamente a través de un único canal de comunicación. Esto permite que varios usuarios compartan una banda de frecuencias (ver ancho de banda ). Para permitir esto sin interferencias indebidas entre los usuarios, CDMA emplea tecnología de espectro ensanchado y un esquema de codificación especial (donde a cada transmisor se le asigna un código). [1] [2]

CDMA optimiza el uso del ancho de banda disponible ya que transmite en todo el rango de frecuencia y no limita el rango de frecuencia del usuario.

Se utiliza como método de acceso en muchos estándares de telefonía móvil . IS-95 , también llamado "cdmaOne", y su evolución 3G CDMA2000 , a menudo se denominan simplemente "CDMA", pero UMTS , el estándar 3G utilizado por los operadores GSM , también utiliza "CDMA de banda ancha", o W-CDMA, como así como TD-CDMA y TD-SCDMA, como sus tecnologías de radio. Muchos operadores (como AT&T y Verizon ) cerraron las redes 3G basadas en CDMA en 2022, lo que dejó inutilizables los teléfonos que admiten solo esos protocolos para llamadas, incluso al 911 . [3] [4]

También se puede utilizar como canal o tecnología de acceso al medio, como ALOHA , por ejemplo, o como canal piloto/señalizador permanente para permitir a los usuarios sincronizar sus osciladores locales con una frecuencia común del sistema, estimando así también los parámetros del canal de forma permanente.

En estos esquemas, el mensaje se modula en una secuencia de ensanchamiento más larga, que consta de varios chips (0 y 1). Debido a sus ventajosas características de correlación automática y cruzada, estas secuencias de dispersión también se han utilizado durante muchas décadas para aplicaciones de radar, donde se denominan códigos de Barker (con una longitud de secuencia muy corta, normalmente de 8 a 32).

Para aplicaciones de comunicaciones espaciales, CDMA se ha utilizado durante muchas décadas debido a la gran pérdida de trayectoria y al desplazamiento Doppler causados ​​por el movimiento de los satélites. CDMA se utiliza a menudo con codificación binaria por desplazamiento de fase (BPSK) en su forma más simple, pero se puede combinar con cualquier esquema de modulación como (en casos avanzados) la modulación de amplitud en cuadratura (QAM) o la multiplexación por división de frecuencia ortogonal (OFDM), que normalmente lo hace muy robusto y eficiente (y los equipa con capacidades de alcance preciso, lo cual es difícil sin CDMA). Otros esquemas utilizan subportadoras basadas en modulación de portadora con desplazamiento binario (modulación BOC), que está inspirada en los códigos de Manchester y permite una brecha mayor entre la frecuencia central virtual y las subportadoras, lo que no es el caso de las subportadoras OFDM.

Historia

La tecnología de división de códigos en múltiples canales de acceso se conoce desde hace mucho tiempo.

EE.UU

En los EE. UU., una de las primeras descripciones de CDMA se puede encontrar en el informe resumido del Proyecto Hartwell sobre "La seguridad del transporte extranjero", que fue un proyecto de investigación de verano llevado a cabo en el Instituto de Tecnología de Massachusetts de junio a agosto de 1950. [5] En 1952 se llevaron a cabo más investigaciones en el contexto de interferencias y antiinterferencias en el Laboratorio Lincoln . [6]

URSS

En la Unión Soviética (URSS), la primera obra dedicada a este tema fue publicada en 1935 por Dmitry Ageev . [7] Se demostró que mediante el uso de métodos lineales, existen tres tipos de separación de señales: frecuencia, tiempo y compensatoria. [ aclaración necesaria ] La tecnología CDMA se utilizó en 1957, cuando el joven ingeniero de radio militar Leonid Kupriyanovich en Moscú hizo un modelo experimental de un teléfono móvil automático portátil, llamado por él LK-1, con una estación base. [8] El LK-1 tiene un peso de 3 kg, una distancia operativa de 20 a 30 km y una duración de batería de 20 a 30 horas. [9] [10] La estación base, tal como la describe el autor, podría dar servicio a varios clientes. En 1958, Kupriyanovich fabricó un nuevo modelo experimental de teléfono móvil de "bolsillo". Este teléfono pesaba 0,5 kg. Para atender a más clientes, Kupriyanovich propuso el dispositivo, al que llamó "correlador". [11] [12] En 1958, la URSS también inició el desarrollo del servicio nacional de telefonía móvil civil para automóviles " Altái ", basado en el estándar soviético MRT-1327. El sistema telefónico pesaba 11 kg (24 lb). Se colocaba en el maletero de los vehículos de funcionarios de alto rango y se utilizaba un teléfono estándar en el habitáculo. Los principales desarrolladores del sistema Altai fueron VNIIS (Instituto de Investigación Científica de Comunicaciones de Voronezh) y GSPI (Instituto Estatal de Proyectos Especializados). En 1963, este servicio se inició en Moscú y en 1970 el servicio de Altai se utilizó en 30 ciudades de la URSS. [13]

Usos

Un teléfono móvil CDMA2000

Pasos en la modulación CDMA

CDMA es una técnica de acceso múltiple de espectro extendido. Una técnica de espectro ensanchado distribuye el ancho de banda de los datos de manera uniforme para la misma potencia transmitida. Un código de dispersión es un código pseudoaleatorio en el dominio del tiempo que tiene una función de ambigüedad estrecha en el dominio de la frecuencia, a diferencia de otros códigos de pulso estrechos. En CDMA, un código generado localmente se ejecuta a una velocidad mucho mayor que los datos a transmitir. Los datos para la transmisión se combinan mediante XOR bit a bit (OR exclusivo) con el código más rápido. La figura muestra cómo se genera una señal de espectro ensanchado. La señal de datos con una duración de pulso de (período de símbolo) se aplica XOR con la señal de código con una duración de pulso de (período de chip). (Nota: el ancho de banda es proporcional a , donde = tiempo de bit). Por lo tanto, el ancho de banda de la señal de datos es y el ancho de banda de la señal de espectro ensanchado es . Como es mucho menor que , el ancho de banda de la señal de espectro ensanchado es mucho mayor que el ancho de banda de la señal original. La relación se denomina factor de dispersión o ganancia de procesamiento y determina hasta cierto punto el límite superior del número total de usuarios admitidos simultáneamente por una estación base. [1] [2]

Generación de una señal CDMA.

Cada usuario en un sistema CDMA utiliza un código diferente para modular su señal. La elección de los códigos utilizados para modular la señal es muy importante en el funcionamiento de los sistemas CDMA. El mejor rendimiento se produce cuando existe una buena separación entre la señal de un usuario deseado y las señales de otros usuarios. La separación de las señales se realiza correlacionando la señal recibida con el código generado localmente del usuario deseado. Si la señal coincide con el código del usuario deseado, entonces la función de correlación será alta y el sistema podrá extraer esa señal. Si el código del usuario deseado no tiene nada en común con la señal, la correlación debe ser lo más cercana posible a cero (eliminando así la señal); esto se conoce como correlación cruzada . Si el código está correlacionado con la señal en cualquier momento con un desplazamiento distinto de cero, la correlación debe ser lo más cercana posible a cero. Esto se conoce como autocorrelación y se utiliza para rechazar la interferencia multitrayectoria. [18] [19]

Una analogía con el problema del acceso múltiple es una sala (canal) en la que las personas desean hablar entre sí simultáneamente. Para evitar confusión, las personas podrían turnarse para hablar (división de tiempo), hablar en diferentes tonos (división de frecuencia) o hablar en diferentes idiomas (división de código). CDMA es análogo al último ejemplo en el que las personas que hablan el mismo idioma pueden entenderse entre sí, pero otros idiomas se perciben como ruido y se rechazan. De manera similar, en la radio CDMA, a cada grupo de usuarios se le asigna un código compartido. Muchos códigos ocupan el mismo canal, pero sólo los usuarios asociados a un código concreto pueden comunicarse.

En general, CDMA pertenece a dos categorías básicas: síncrono (códigos ortogonales) y asíncrono (códigos pseudoaleatorios).

Multiplexación por división de código (CDMA síncrona)

El método de modulación digital es análogo a los utilizados en transceptores de radio simples. En el caso analógico, una señal de datos de baja frecuencia se multiplica en el tiempo por una portadora de onda sinusoidal pura de alta frecuencia y se transmite. Se trata efectivamente de una convolución de frecuencia ( teorema de Wiener-Khinchin ) de las dos señales, lo que da como resultado una portadora con bandas laterales estrechas. En el caso digital, la portadora sinusoidal se sustituye por funciones de Walsh . Son ondas cuadradas binarias que forman un conjunto ortonormal completo. La señal de datos también es binaria y la multiplicación del tiempo se logra con una simple función XOR. Suele ser un mezclador de celda Gilbert en el circuito.

CDMA síncrono explota las propiedades matemáticas de ortogonalidad entre vectores que representan las cadenas de datos. Por ejemplo, la cadena binaria 1011 está representada por el vector (1, 0, 1, 1). Los vectores se pueden multiplicar tomando su producto escalar , sumando los productos de sus respectivos componentes (por ejemplo, si u = ( a , b ) y v = ( c , d ), entonces su producto escalar u · v = ac + bd ). Si el producto escalar es cero, se dice que los dos vectores son ortogonales entre sí. Algunas propiedades del producto escalar ayudan a comprender cómo funciona W-CDMA . Si los vectores a y b son ortogonales, entonces y:

Cada usuario en CDMA síncrono utiliza un código ortogonal a los códigos de los demás para modular su señal. En la siguiente figura se muestra un ejemplo de 4 señales digitales mutuamente ortogonales. Los códigos ortogonales tienen una correlación cruzada igual a cero; en otras palabras, no interfieren entre sí. En el caso del IS-95, se utilizan códigos Walsh de 64 bits para codificar la señal para separar a los diferentes usuarios. Dado que cada uno de los 64 códigos de Walsh es ortogonal a todos los demás, las señales se canalizan en 64 señales ortogonales. El siguiente ejemplo demuestra cómo se puede codificar y decodificar la señal de cada usuario.

Ejemplo

Un ejemplo de 4 señales digitales mutuamente ortogonales

Comience con un conjunto de vectores que sean mutuamente ortogonales . (Aunque la ortogonalidad mutua es la única condición, estos vectores generalmente se construyen para facilitar la decodificación, por ejemplo, columnas o filas de matrices de Walsh ). En la imagen adyacente se muestra un ejemplo de funciones ortogonales. Estos vectores se asignarán a usuarios individuales y se denominan código , código de chip o código de chip . En aras de la brevedad, el resto de este ejemplo utiliza códigos v con sólo dos bits.

Cada usuario está asociado con un código diferente, digamos v . Un bit 1 se representa transmitiendo un código positivo v y un bit 0 se representa mediante un código negativo −v . Por ejemplo, si v = ( v 0 , v 1 ) = (1, −1) y los datos que el usuario desea transmitir son (1, 0, 1, 1), entonces los símbolos transmitidos serían

( v , −v , v , v ) = ( v 0 , v 1 , − v 0 , − v 1 , v 0 , v 1 , v 0 , v 1 ) = (1, −1, −1, 1, 1, −1, 1, −1).

Para los propósitos de este artículo, llamamos a este vector construido vector transmitido .

Cada remitente tiene un vector v único y diferente elegido de ese conjunto, pero el método de construcción del vector transmitido es idéntico.

Ahora bien, debido a las propiedades físicas de la interferencia, si dos señales en un punto están en fase, se suman para dar el doble de amplitud de cada señal, pero si están desfasadas, se restan y dan una señal que es la diferencia de las amplitudes. Digitalmente, este comportamiento se puede modelar mediante la suma de los vectores de transmisión, componente por componente.

Si el remitente0 tiene el código (1, −1) y datos (1, 0, 1, 1), y el remitente1 tiene el código (1, 1) y datos (0, 0, 1, 1), y ambos remitentes transmiten simultáneamente, entonces Esta tabla describe los pasos de codificación:

Debido a que la señal0 y la señal1 se transmiten al mismo tiempo al aire, se suman para producir la señal sin procesar.

(1, −1, −1, 1, 1, −1, 1, −1) + (−1, −1, −1, −1, 1, 1, 1, 1) = (0, −2, −2, 0, 2, 0, 2, 0).

Esta señal sin procesar se llama patrón de interferencia. Luego, el receptor extrae una señal inteligible para cualquier remitente conocido combinando el código del remitente con el patrón de interferencia. La siguiente tabla explica cómo funciona y muestra que las señales no interfieren entre sí:

Además, después de la decodificación, todos los valores mayores que 0 se interpretan como 1, mientras que todos los valores menores que cero se interpretan como 0. Por ejemplo, después de la decodificación, data0 es (2, −2, 2, 2), pero el receptor lo interpreta. como (1, 0, 1, 1). Valores de exactamente 0 significan que el remitente no transmitió ningún dato, como en el siguiente ejemplo:

Supongamos que la señal0 = (1, −1, −1, 1, 1, −1, 1, −1) se transmite sola. La siguiente tabla muestra la decodificación en el receptor:

Cuando el receptor intenta decodificar la señal utilizando el código del remitente1, los datos son todos ceros; por lo tanto, la correlación cruzada es igual a cero y está claro que el remitente1 no transmitió ningún dato.

CDMA asíncrono

Cuando los enlaces entre el móvil y la base no pueden coordinarse con precisión, especialmente debido a la movilidad de los teléfonos, se requiere un enfoque diferente. Dado que no es matemáticamente posible crear secuencias de firma que sean ortogonales para puntos de partida arbitrariamente aleatorios y que hagan uso completo del espacio de código, en CDMA asíncrono se utilizan secuencias únicas "pseudoaleatorias" o "pseudoruido" llamadas secuencias de dispersión . sistemas. Una secuencia de dispersión es una secuencia binaria que parece aleatoria pero que los receptores previstos pueden reproducir de manera determinista. Estas secuencias de ensanchamiento se utilizan para codificar y decodificar la señal de un usuario en CDMA asíncrono de la misma manera que los códigos ortogonales en CDMA síncrono (que se muestran en el ejemplo anterior). Estas secuencias de dispersión no están estadísticamente correlacionadas y la suma de un gran número de secuencias de dispersión da como resultado una interferencia de acceso múltiple (MAI) que se aproxima mediante un proceso de ruido gaussiano (siguiendo el teorema del límite central en estadística). Los códigos de oro son un ejemplo de secuencia de difusión adecuada para este propósito, ya que existe una baja correlación entre los códigos. Si todos los usuarios son recibidos con el mismo nivel de potencia, entonces la variación (por ejemplo, la potencia de ruido) del MAI aumenta en proporción directa al número de usuarios. En otras palabras, a diferencia del CDMA síncrono, las señales de otros usuarios aparecerán como ruido para la señal de interés e interferirán ligeramente con la señal deseada en proporción al número de usuarios.

Todas las formas de CDMA utilizan el factor de dispersión de espectro ensanchado para permitir a los receptores discriminar parcialmente señales no deseadas. Se reciben señales codificadas con las secuencias de ensanchamiento especificadas, mientras que las señales con secuencias diferentes (o las mismas secuencias pero con diferentes compensaciones de tiempo) aparecen como ruido de banda ancha reducido por el factor de ensanchamiento.

Dado que cada usuario genera MAI, controlar la intensidad de la señal es una cuestión importante con los transmisores CDMA. En teoría, un receptor CDM (CDMA síncrono), TDMA o FDMA puede rechazar completamente señales arbitrariamente fuertes utilizando diferentes códigos, intervalos de tiempo o canales de frecuencia debido a la ortogonalidad de estos sistemas. Esto no es cierto para CDMA asíncrono; El rechazo de señales no deseadas es sólo parcial. Si alguna o todas las señales no deseadas son mucho más fuertes que la señal deseada, la abrumarán. Esto conduce a un requisito general en cualquier sistema CDMA asíncrono de igualar aproximadamente los distintos niveles de potencia de la señal tal como se ven en el receptor. En CDMA celular, la estación base utiliza un esquema rápido de control de potencia de circuito cerrado para controlar estrictamente la potencia de transmisión de cada móvil.

En 2019 se desarrollaron esquemas para estimar con precisión la longitud requerida de los códigos en función del Doppler y las características de retardo. [20] Poco después, también se publicaron técnicas basadas en aprendizaje automático que generan secuencias de una longitud deseada y propiedades de extensión. Son muy competitivas con las secuencias clásicas de Gold y Welch. Estos no se generan mediante registros de desplazamiento de retroalimentación lineal, sino que deben almacenarse en tablas de búsqueda.

Ventajas de CDMA asíncrono sobre otras técnicas

Utilización práctica eficiente del espectro de frecuencias fijas

En teoría, CDMA, TDMA y FDMA tienen exactamente la misma eficiencia espectral, pero, en la práctica, cada uno tiene sus propios desafíos: control de potencia en el caso de CDMA, temporización en el caso de TDMA y generación/filtrado de frecuencia en el caso de FDMA. .

Los sistemas TDMA deben sincronizar cuidadosamente los tiempos de transmisión de todos los usuarios para garantizar que se reciban en el intervalo de tiempo correcto y no causen interferencias. Dado que esto no se puede controlar perfectamente en un entorno móvil, cada intervalo de tiempo debe tener un tiempo de guardia, lo que reduce la probabilidad de que los usuarios interfieran, pero disminuye la eficiencia espectral.

De manera similar, los sistemas FDMA deben utilizar una banda de guarda entre canales adyacentes, debido al cambio Doppler impredecible del espectro de la señal debido a la movilidad del usuario. Las bandas de guarda reducirán la probabilidad de que canales adyacentes interfieran, pero disminuirán la utilización del espectro.

Asignación flexible de recursos

CDMA asíncrono ofrece una ventaja clave en la asignación flexible de recursos, es decir, asignación de secuencias de difusión a usuarios activos. En el caso de CDM (CDMA síncrono), TDMA y FDMA, el número de códigos ortogonales simultáneos, intervalos de tiempo y intervalos de frecuencia, respectivamente, son fijos, por lo que la capacidad en términos de número de usuarios simultáneos es limitada. Hay un número fijo de códigos ortogonales, intervalos de tiempo o bandas de frecuencia que pueden asignarse para sistemas CDM, TDMA y FDMA, que siguen estando infrautilizados debido a la naturaleza en ráfagas de la telefonía y las transmisiones de datos en paquetes. No existe un límite estricto para el número de usuarios que pueden admitirse en un sistema CDMA asíncrono, sólo un límite práctico regido por la probabilidad de error de bits deseada, ya que la SIR (relación señal-interferencia) varía inversamente con el número de usuarios. En un entorno de tráfico intenso como el de la telefonía móvil, la ventaja que ofrece CDMA asíncrono es que se permite que el rendimiento (tasa de error de bits) fluctúe aleatoriamente, con un valor promedio determinado por el número de usuarios multiplicado por el porcentaje de utilización. Supongamos que hay 2 N usuarios que solo hablan la mitad del tiempo, entonces 2 N usuarios pueden tener la misma probabilidad promedio de error de bit que N usuarios que hablan todo el tiempo. La diferencia clave aquí es que la probabilidad de error de bit para N usuarios que hablan todo el tiempo es constante, mientras que es una cantidad aleatoria (con la misma media) para 2 N usuarios que hablan la mitad del tiempo.

En otras palabras, CDMA asíncrono es ideal para una red móvil donde un gran número de transmisores generan cada uno una cantidad relativamente pequeña de tráfico a intervalos irregulares. Los sistemas CDM (CDMA síncrono), TDMA y FDMA no pueden recuperar los recursos subutilizados inherentes al tráfico en ráfagas debido al número fijo de códigos ortogonales , intervalos de tiempo o canales de frecuencia que pueden asignarse a transmisores individuales. Por ejemplo, si hay N intervalos de tiempo en un sistema TDMA y 2 N usuarios que hablan la mitad del tiempo, entonces la mitad del tiempo habrá más de N usuarios que necesitarán utilizar más de N intervalos de tiempo. Además, requeriría una sobrecarga significativa para asignar y desasignar continuamente los recursos de código ortogonal, intervalo de tiempo o canal de frecuencia. En comparación, los transmisores CDMA asíncronos simplemente envían cuando tienen algo que decir y salen del aire cuando no lo tienen, manteniendo la misma secuencia de firma mientras estén conectados al sistema.

Características de espectro extendido de CDMA

La mayoría de los esquemas de modulación intentan minimizar el ancho de banda de esta señal ya que el ancho de banda es un recurso limitado. Sin embargo, las técnicas de espectro ensanchado utilizan un ancho de banda de transmisión que es varios órdenes de magnitud mayor que el ancho de banda de señal mínimo requerido. Una de las razones iniciales para hacer esto fueron las aplicaciones militares, incluidos los sistemas de guía y comunicación. Estos sistemas fueron diseñados utilizando espectro ensanchado debido a su seguridad y resistencia a interferencias. CDMA asíncrono tiene cierto nivel de privacidad incorporado porque la señal se propaga mediante un código pseudoaleatorio; este código hace que las señales de espectro ensanchado parezcan aleatorias o tengan propiedades similares al ruido. Un receptor no puede demodular esta transmisión sin conocer la secuencia pseudoaleatoria utilizada para codificar los datos. CDMA también es resistente a interferencias. Una señal de interferencia solo tiene una cantidad finita de energía disponible para interferir la señal. El bloqueador puede distribuir su energía en todo el ancho de banda de la señal o bloquear solo una parte de toda la señal. [18] [19]

CDMA también puede rechazar eficazmente la interferencia de banda estrecha. Dado que la interferencia de banda estrecha afecta sólo a una pequeña porción de la señal de espectro ensanchado, se puede eliminar fácilmente mediante filtrado de muesca sin mucha pérdida de información. La codificación de convolución y el entrelazado se pueden utilizar para ayudar a recuperar estos datos perdidos. Las señales CDMA también son resistentes al desvanecimiento por trayectos múltiples. Dado que la señal de espectro ensanchado ocupa un gran ancho de banda, sólo una pequeña porción de esta sufrirá desvanecimiento debido al multitrayecto en un momento dado. Al igual que la interferencia de banda estrecha, esto sólo provocará una pequeña pérdida de datos y puede solucionarse.

Otra razón por la que CDMA es resistente a la interferencia de trayectos múltiples es porque las versiones retardadas de los códigos pseudoaleatorios transmitidos tendrán una mala correlación con el código pseudoaleatorio original y, por lo tanto, aparecerán como otro usuario, que es ignorado por el receptor. En otras palabras, siempre que el canal multitrayecto induzca al menos un chip de retardo, las señales multitrayecto llegarán al receptor de manera que se desplacen en el tiempo al menos un chip con respecto a la señal deseada. Las propiedades de correlación de los códigos pseudoaleatorios son tales que este ligero retraso hace que el trayecto múltiple parezca no correlacionado con la señal deseada y, por tanto, se ignora.

Algunos dispositivos CDMA utilizan un receptor rake , que aprovecha los componentes de retardo multitrayecto para mejorar el rendimiento del sistema. Un receptor rastrillo combina la información de varios correlacionadores, cada uno sintonizado con un retardo de ruta diferente, produciendo una versión más fuerte de la señal que un receptor simple con una única correlación sintonizada con el retardo de ruta de la señal más fuerte. [1] [2]

La reutilización de frecuencia es la capacidad de reutilizar la misma frecuencia del canal de radio en otros sitios celulares dentro de un sistema celular. En los sistemas FDMA y TDMA, la planificación de frecuencias es una consideración importante. Las frecuencias utilizadas en diferentes celdas deben planificarse cuidadosamente para garantizar que las señales de diferentes celdas no interfieran entre sí. En un sistema CDMA, se puede utilizar la misma frecuencia en cada celda, porque la canalización se realiza mediante códigos pseudoaleatorios. Reutilizar la misma frecuencia en cada celda elimina la necesidad de planificación de frecuencia en un sistema CDMA; sin embargo, se debe realizar la planificación de las diferentes secuencias pseudoaleatorias para garantizar que la señal recibida de una celda no se correlacione con la señal de una celda cercana. [1]

Dado que las células adyacentes utilizan las mismas frecuencias, los sistemas CDMA tienen la capacidad de realizar transferencias suaves. Las transferencias suaves permiten que el teléfono móvil se comunique simultáneamente con dos o más células. Se selecciona la mejor calidad de señal hasta que se completa la transferencia. Esto es diferente de las transferencias duras utilizadas en otros sistemas celulares. En una situación de transferencia difícil, a medida que el teléfono móvil se acerca a una transferencia, la intensidad de la señal puede variar abruptamente. Por el contrario, los sistemas CDMA utilizan la transferencia suave, que es indetectable y proporciona una señal más confiable y de mayor calidad. [2]

CDMA colaborativo

Se ha investigado un novedoso esquema colaborativo de transmisión y detección multiusuario llamado CDMA colaborativo [21] para el enlace ascendente que explota las diferencias entre las firmas de canales de desvanecimiento de los usuarios para aumentar la capacidad del usuario mucho más allá de la longitud de dispersión en el entorno limitado por MAI. Los autores muestran que es posible lograr este aumento con un rendimiento de baja complejidad y alta tasa de error de bits en canales con desvanecimiento plano, lo cual es un importante desafío de investigación para los sistemas CDMA sobrecargados. En este enfoque, en lugar de utilizar una secuencia por usuario como en CDMA convencional, los autores agrupan una pequeña cantidad de usuarios para compartir la misma secuencia de expansión y permitir operaciones de expansión y desexpansión grupales. El nuevo receptor colaborativo multiusuario consta de dos etapas: una etapa de detección grupal multiusuario (MUD) para suprimir el MAI entre los grupos y una etapa de detección de máxima probabilidad de baja complejidad para recuperar conjuntamente los datos de los usuarios co-propagados utilizando un mínimo Medida de distancia euclidiana y coeficientes de ganancia de canal de los usuarios. Una versión CDMA mejorada conocida como acceso múltiple por división de entrelazado (IDMA) utiliza el entrelazado ortogonal como único medio de separación de usuarios en lugar de la secuencia de firmas utilizada en el sistema CDMA.

Ver también

Notas

  1. ^ Globalstar utiliza elementos de CDMA, TDMA y FDMA combinados con antenas satelitales de haz múltiple. [14]
  2. ^ Las redes UMTS y otros sistemas basados ​​en CDMA también se conocen como un tipo de sistemas limitados por interferencias . [15] [16] Esto se relaciona con las propiedades de la tecnología CDMA: todos los usuarios operan en el mismo rango de frecuencia que afecta la SINR y, por lo tanto, reduce la cobertura y la capacidad. [17]

Referencias

  1. ^ abcd Torrieri, Don (2018). Principios de los sistemas de comunicación de espectro ensanchado, 4ª ed .
  2. ^ abcd Stuber, Gordon L. (2017). Principios de la comunicación móvil, 4ª ed .
  3. ^ Kelly, Samantha Murphy (22 de febrero de 2022). "AT&T está cerrando su red 3G. Así es como podría afectarle". CNN .
  4. ^ Johnson, Allison (30 de marzo de 2021). "Verizon cerrará su 3G CDMA a finales de 2022". El borde . Consultado el 9 de octubre de 2021 .
  5. ^ Robert A. Scholtz (mayo de 1982). "Los orígenes de las comunicaciones de espectro ensanchado". Transacciones IEEE sobre Comunicaciones . 30 (5): 822–854. doi : 10.1109/TCOM.1982.1095547 . Consultado el 30 de enero de 2022 .
  6. ^ Robert Price (28 de julio de 1982). "Historia oral: Claude E. Shannon". Wiki de Historia de la Ingeniería y la Tecnología . Consultado el 30 de enero de 2022 .
  7. ^ Ageev, DV (1935). "Bases de la Teoría de la Selección Lineal. Demultiplexación de Código". Actas del Instituto Experimental de Comunicación de Leningrado : 3–35.
  8. ^ Unión Soviética 115494, Куприянович (Leonid Kupriyanovich), "Устройства вызова и коммутации каналов радиотелефонной связи (Dispositivos para llamar y cambiar canales de comunicación por radio)", publicado el 4 de noviembre de 1957 
  9. ^ Nauka i Zhizn 8, 1957, pág. 49.
  10. ^ Yuniy technik 7, 1957, pág. 43–44.
  11. ^ Nauka i Zhizn 10, 1958, pág. 66.
  12. ^ Tekhnika Molodezhi 2, 1959, pág. 18–19.
  13. ^ "Primer teléfono móvil ruso". 18 de septiembre de 2006.
  14. ^ M. Mazzella, M. Cohen, D. Rouffet, M. Louie y KS Gilhousen, "Múltiples técnicas de acceso y utilización del espectro del sistema móvil por satélite GLOBALSTAR", Cuarta Conferencia IEE sobre Telecomunicaciones 1993, Manchester, Reino Unido, 1993, págs. 306-311.
  15. ^ Holma, H.; Toskala, A., eds. (2007). WCDMA para UMTS: HSPA Evolution y LTE. John Wiley e hijos . ISBN 9781119991908.
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  21. ^ Shakya, Indu L. (2011). "CDMA colaborativo de alta capacidad de usuario". Comunicaciones IET.

Otras lecturas

enlaces externos