CDMA nei sistemi 3G

1) Efficienza spettrale :

È il rapporto tra il ritmo binario richiesto in una cella e la banda a disposizione del servizio , per aumentarla si può o ridurre le dimensioni della cella oppure aumentarne la capacità K ossia il numero di utenti simultaneamente servibili per cella.

 

2) Vantaggi del CDMA :

Il CDMA consente di riutilizzare tutta la banda in una cella adiacente, ossia il cluster è composto di una sola cella, ne deriva una efficienza spettrale maggiore dato che nella formula della stessa la dimensione m del cluster compare al denominatore.

 

3) Probabilità di fuori servizio :

La capacità del sistema K si può incrementare in maniera indiscriminata sin quando il servizio offerto continua a mantenere una qualità superiore ad un livello limite, questo è determinato dalle interferenze che crescono al crescere del numero di utenti connessi simultaneamente determinando quindi un Hard-Blocking o un Soft-Blocking.

 

4) Hard-Blocking e Soft-Blocking :

Si ha Hard-Blocking quando il sistema una volta raggiunto il numero di utenti massimo non consente la accesso a nuovi utenti mentre si ha il Soft-Blocking quando la qualità del servizio decresce gradualmente sino al blocco della ingresso per  nuovi utenti, è il caso del CDMA nel quale l´ingresso di nuovi utenti fa si che aumenti l´interferenza , sino ad arrivare ad un rapporto S/I inferiore a quello richiesto per una qualità del servizio accettabile.

 

5) Ricezione coerente :

La ricezione coerente è una ricezione assistita da una pilota che consente di estrarre dei parametri di sincronizzazione come pure delle informazioni sulla potenza, tale ricezione coerente nell´IS-95 è possibile soltanto in discesa in quanto in salita si ha difficoltà a sincronizzare i ricevitori tra loro.

 

6) Interferenza interna ed esterna :

L´interferenza interna è quella dovuta agli altri utenti del servizio presenti nella stessa cella, evidentemente se il segnale che giunge da un determinato utente è molto più ampio rispetto a quello che giunge da un altro utente, ci sarà un effetto di soffocamento e quindi verrà ricevuto il solo segnale più forte, è quindi importante che la SRB esegua un controllo di potenza sia esso a catena chiusa che a catena aperta in modo che giungano ad essa tutti segnali aventi pressochè lo stesso livello. L´interferenza esterna è invece dovuta alle celle adiacenti ed è circa pari alla metà della interferenza interna.

 

7) Sincronizzazione delle SRB :

La sincronizzazione delle SRB è molto complessa e costosa, nel sistema IS-95 si effettua appoggiandosi al sistema GPS , essa consente di gestire il soft handover in maniera ottimale in quanto si può effettuare un confronto tra i diversi segnali ricevuti in corrispondenza di una stessa emissione sia in banda base ma soprattutto a radiofrequenza mediante un ricevitore RAKE che si aggancia a diversi cammini multipli.

 

8) Sequenza PN sovrapposta alla trama CDM :

Ogni stazione radiobase aggiunge al CDM una sequenza PN che la identifica, nel sistema IS-95 la sequenza è unica per tutte le SRB ma sfasata mentre nell´UMTS si ha una sequenza per ogni SRB, questo tra la altro consente il riutilizzo dei codici in celle adiacenti.

 

9) Tecniche CDMA :

a)       DS-CDMA

b)       W-CDMA

c)       TD-CDMA

d)       MC-CDMA

e)       OFDM-CDMA

 

10) Tecniche per migliorare le prestazioni radio :

Lo scopo di queste tecniche è di ridurre l´interferenza nel canale, a tal proposito si possono adottare due strategie :

a)       limitare la quantità di interferenza generata nel canale con strategie come il controllo di potenza e di attività

b)       migliorare la qualità dei sistemi di trasmissione mediante tecniche di diversità di tempo (codici), spazio (handover) , frequenza (rake).

11) Controllo di potenza :

La tecnica del controllo di potenza consente di ridurre l´interferenza interna, in particolare l´IS-95 utilizza un sistema di controllo a ciclo aperto nel senso che il ricevitore valuta il segnale ricevuto dalla BTS, assume che il segnale da esso emesso subisca la stessa attenuazione e quindi deduce il livello di potenza con cui trasmettere, la assunzione fatta è comunque abbastanza grossolana in quanto uplink e downlink avvengono a frequenze diverse. Il controllo a ciclo chiuso invece viene fatto dalla SRB che effettua delle misure del segnale ricevuto da un dato terminale mobile, e comunica allo stesso eventuali modifiche della potenza di emissione. Nei confronti della interferenza esterna che vale la metà di quella interna, non si può prendere nessun accorgimento.

 

12) Controllo di attività di trasmissione :

In una conversazione vocale, vi sono delle pause del parlato che durano circa il 60% del tempo, si può ridurre l´interferenza del 60% semplicemente riconoscendo queste pause ed evitando di trasmettere durante le stesse.

 

13) Settorizzazione della cella :

La settorizzazione della cella migliora la capacità di un sistema CDMA sia in downlink che in uplink , in uplink infatti la SRB capta potenza da un minor numero di terminali interferenti mentre in downlik la stessa si può permettere di irradiare una potenza minore rispetto al caso di antenna omnidirezionale.

 

14) Codifica di canale :

La codifica di canale è volta al miglioramento delle prestazioni del sistema, essa è però meglio adatta a individuare degli errori sparpagliati che non dei burst di errori pertanto viene sempre associata ad un interleaving che può essere sia semplice che convoluzionale.

 

15) Ricevitore RAKE :

È un ricevitore pensato in modo da sfruttare i cammini multipli piuttosto che subirli, in particolare si hanno 3 correlatori che demodulano il segnale dai 3 cammini multipli a potenza più elevata, nell´IS-95 vi è poi un quarto dente del ricevitore che si occupa di cercare tra tutti gli altri cammini multipli se ce n´è uno a potenza tale da entrare nel gruppo dei 3.

 

16) Soft Handover :

Si verifica quando il terminale che deve passare da una cella ad un´altra in un ristretto ambito spaziale riceve lo stesso segnale da entrambe le BTS, è fondamentale quindi che esso sia dotato di ricevitore Rake . Una volta che si sia verificato l´handover , la BTS della cella di origine deve smettere di trasmettere verso quel mobile in quanto altrimenti si genera interferenza.

 

17) Softer Handover :

È l´handover soft effettuato tra due diversi settori di una cella partizionata, si realizza grazie ai lobi di radiazione non perfettamente selettivi delle antenne.

 

18) Codici ad albero :

Sono alla base del W-CDMA e del TD-CDMA , essi consentono di far si che data-rate diversi producano sempre lo stesso ritmo binario in uscita, ad esempio si associa un codice più corto a data-rate lenti ed un codice più lungo a data-rate veloci.

 

19) Antenne intelligenti :

Si tratta di antenne in grado di realizzare un lobo di radiazione molto stretto che va centrato intorno all´utente che si intende servire, in tal modo si riduce l´interferenza sia in uplink che in downlink.

 

20) Rivelazioni multiutente :

La SRB conosce tutti i codici dei segnali ad essa indirizzati quindi può eseguire una demodulazione congiunta di tutti i segnali con lo scopo di ridurre l´interferenza interna

 

21) Caratteristiche IS-95 :

È un sistema basato sul CDMAone , si tratta di un DS-CDMA che implica una banda di 1,2MHz. Esso presenta le seguenti caratteristiche :

a)       soft handover

b)       ricevitore Rake nel terminale

c)       settorizzazione

d)       controllo di potenza

e)       controllo di attività di trasmissione