Проблема близької-далекої зони

Одна з проблем, що виникають при використанні CDMA, відома як проблема «ближнього і далекого». Ця проблема ближнього і далекого CDMA є ключовим елементом в CDMA, і в результаті потрібен ретельний контроль потужності в телефонних трубках CDMA.

Забезпечення задовільного вирішення проблеми ближнього і дальнього радіусу дії CDMA було ключовим елементом, що дозволив CDMA стати життєздатною технологією для забезпечення схеми множинного доступу для користувачів в сотових і інших системах радіозв'язку.

Основні проблеми

Проблема CDMA "ближній-дальній" виникає через те, що мобільні телефони можуть перебувати де завгодно в межах кордонів конкретної комірки. Деякі телефони знаходитимуться поруч з базовою станцією, а інші - набагато далі.

У сценарії вільного простору сигнали розпадаються за законом зворотних квадратів - іншими словами, подвоюють відстань, і сила падає до чверті.

Неможливо розібрати вираз (невідома помилка): Signal = k/d^2 , де k = константа, d = відстань

У сотових додатках ситуація може бути гірше. Вплив об'єктів та інших перешкод на шляху поширення сигналу означає, що в дійсності сигнал загасає з більшою швидкістю, ніж простий закон зворотних квадратів. Це щось середнє між законом, який слід кривої, зворотній залежності відстані від ступеня три або чотири. Багато розробники систем можуть використовувати закон близько 1 / d^3,4.

Результатом цього є те, що сигнали в осередку будуть сильно відрізнятися за силою сигналу. Однак для правильної роботи CDMA приймач повинен мати можливість приймати всі необхідні сигнали в межах однієї смуги пропускання каналу і декодувати їх.

Щоб приймач міг декодувати всі сигнали в каналі, в ідеалі всі вони повинні мати однаковий рівень сигналу, що створює проблему для CDMA "ближній-дальній".

Рішення проблеми

Проблема близької-далекої зони CDMA є серйозною проблемою, і для правильної роботи CDMA потрібні ефективні засоби подолання проблеми.

У схемах, що використовуються для подолання проблеми CDMA близької-далекої зони, використовуються швидкі і точні системи управління потужністю.

Недоліки, викликані проблемою близької-далекої зони

Хоча схеми управління потужністю, прийняті в різних технологіях стільникового зв'язку, працюють дуже добре і дозволяють системам CDMA працювати на великій території, за їх використання накладаються штрафи:

• Знижена ємність даних: механізм управління потужністю вимагає, щоб дані передавалися в обох напрямках за допомогою телефону. При цьому використовується обсяг даних, який в іншому випадку міг би використовуватися для зберігання даних про доходи.
• Високе енергоспоживання слухавки по краях комірок: для того, щоб мати можливість підтримувати необхідний рівень сигналу на базовій станції, коли телефон знаходиться близько до краю стільники, буде потрібно передавати з високим рівнем потужності. Це скоротить термін служби батареї. Іншим стільниковим системам можуть бути зайвими такі високі рівні сигналу на базовій станції, і в результаті можна буде заощадити заряд батареї.

Проблема близької-далекої зони CDMA вирішена в таких системах, як cdmaOne, CDMA2000 і W-CDMA, за рахунок використання складних схем управління потужністю, щоб гарантувати, що рівні потужності на базовій станції потрапляють в заданий діапазон. Незважаючи на те, що за ці схеми необхідно заплатити деякі штрафи для подолання проблеми ближнього і дальнього радіусу дії CDMA, вони працюють добре і дозволяють отримати значний виграш за рахунок використання CDMA в порівнянні з попередніми технологіями.