Множественный доступ с кодовым разделением

Множественный доступ с кодовым разделением (английское CDMA - Code Division Multiple Access) прост только на уровне феноменологического описания метода (Рис. 8): в нем большая группа пользователей (например, от 30 до 50), одновременно использует общую относительно широкую полосу частот - не менее 1 МГц. По-существу же метод CDMA достаточно сложен, и не только в отношении принципов построения, но и в плане практической реализации. Как и TDMA, метод CDMA может быть реализован только в цифровой форме. Подробное рассмотрение и обсуждение метода несколько затрудняется, кроме того, тем, что при обилии публикаций теоретического характера опыт его практического применения пока ограничен.

Основная особенность метода CDMA - это работа в широкой полосе частот, значительно превышающей полосу сигнала речи, в сочетании с таким кодированием информации каждого из физических каналов, которое позволяет выделять ее из общей широкой полосы, используемой одновременно

Рис. 8. Метод CDMA в координатах время - частота

всеми физическими каналами. Система связи, реализующая CDMA, является системой с расширенным спектром (англ. spread spectrum) – спектр информационного сообщения искусственно расширяется посредством модуляции (кодирования) периодической псевдослучайной последовательностью импульсов с достаточно малым дискретом.

Для получения ширины спектра более 1 MГц (а это принципиально важно для успешной работы в условиях многолучевого распространения) длительность дискрета модулирующей последовательности должна быть менее 1 мкс. Указанные общие принципы - расширение спектра за счет модуляции псевдослучайной последовательностью в сочетании с кодовым разделением физических каналов - однозначно определяют и общие достоинства метода CDMA: высокую помехоустойчивость, высокую приспособляемость к условиям многолучевого распространения, высокую емкость системы.

В этом методе нет частотного планирования, во всех ячейках используется одна и та же полоса частот. Если под CDMA отведена полоса более широкая, чем минимально необходимые 1,23 МГц, то каждый из поддиапазонов в 1,23 МГц (возможно, с некоторым защитным интервалом между поддиапазонами) используется во всех ячейках с однотипной организацией работы во всех поддиапазонах.

Метод CDMA обладает сравнительно высокой помехоустойчивостью и хорошо работает в условиях многолучевого распространения. Кроме того, он отличается высокой скрытностью, не использует частотного планирования, допускает «мягкую передачу обслуживания», но все это требует обязательного использования достаточно сложных технических решений: аккуратной регулировки уровня сигналов, применения секторных антенн и отработки «речевой активности» (когда передатчик включается только на время передачи сигнала), точной синхронизации базовых станций. Переход от простейшего варианта TDMA к CDMA может обеспечить примерно трехкратное увеличение числа каналов. Однако метод TDMA имеет дополнительные резервы, о которых не следует забывать при сопоставлении его по емкости с CDMA. Речь идет о скачках по частоте (FH - Frequency Hopping), предусмотренных стандартом GSM, которые в сочетании с прерывистым излучением (отработкой «речевой активности») и оперативной регулировкой мощности излучения смягчают влияние замираний и снижают средний уровень помех, т.е. позволяют реализовать большие значения коэффициента повторного использования частот. К той же цели ведет и использование адаптивного распределения каналов, в том числе в сотовых сетях иерархической структуры; в отношении построения последних TDMA имеет преимущества по сравнению с CDMA. В результате методы CDMA и TDMA оказываются примерно сопоставимыми по обеспечиваемой ими емкости.

Технические решения самого метода CDMA продолжают развиваться. В числе предложений по третьему поколению мобильной связи имеется и вариант комбинированной системы TDMA/CDMA.