Історія CDMA

Стартує як комерційний продукт в 1995 році, CDMA швидко стала однією з самих безпровідних технологій, що швидко поширюються, в світі. У 1999 році міжнародний телекомунікаційний союз (International Telecommunications Union) вибрав CDMA як промислового стандарту для нових безпровідних систем "третього покоління" (3g). Багато ведучих безпровідних носіїв, в даний час, вбудовані або модифіковані в мережі 3g CDMA, для того, щоб забезпечити велику ємкість для голосового трафіку, поряд з можливістю високошвидкісної передачі даних.

Назву стандарту CDMA (Code Division Multiple Access) означає "Система множинного доступу з кодовим розділенням", і ця назва відображає принцип роботи стандарту. CDMA - технологія "розподіленого спектру", що означає розподіл інформації, що міститься в окремих сигналах на набагато більшу ширину смуги, чим в первинному сигналі. Виклик в CDMA починається із стандартної швидкості в 9600 біт/с (9.6 кбіт/с). Потім він зростає, до швидкості передачі - близько 1.23 Мбіт/с.На відміну від інших методів доступу абонентів до мережі, де потужність сигналу концентрується на вибраних частотах або тимчасових інтервалах, сигнали CDMA розподілені в безперервному частотно-часовому просторі. Фактично метод маніпулює і частотою, і часом, і потужністю. Традиційне використання розподіленого спектру - для військових цілей. Із-за значної ширини смуги сигналу розподіленого спектру, його важко стискувати і важко ідентифікувати. Цим він кардинально відрізняється від технологій, що використовують точну ширину частотних смуг. Оскільки широкосмуговий сигнал розподіленого спектру дуже важкий у виявленні, він виявляється як не більше ніж легка піднесеність над "рівнем шуму" або рівнем інтерференції. У інших технологіях потужність сигналу концентрується усередині вузької, точно визначуваної смуги, яку легко виявити.

Підвищена безпека є відмінною рисою технології CDMA. Дзвінки з телефону CDMA будуть захищені від випадкового підслуховування, оскільки, на відміну від взаємодії в аналоговому режимі, простий радіоприймач не зможе виділити окремі цифрові взаємодії із спільної маси RF випромінювання в смузі частот.

Синхронізація виконується на фінальних стадіях кодування радіосигналів від базової станції на мобільний телефон, CDMA вводить спеціальний "псевдовипадковий код" в сигнал, який відтворюється через певні проміжки часу. Базові станції в системі відрізняються один від одного тим, що передають різні коди протягом заданого проміжку часу. Іншими словами, базові станції передають зміщені за часом версії одні і тіж псевдовипадкові коди. Для того, щоб гарантувати, що використовувані зсуви за часом залишаються унікальними (не збігаються для різних базових станцій), станції CDMA повинні залишатися синхронізованими в спільних тимчасових вічках.

Хронологія становлення CDMA виглядає так:

• 1935 р. - У СРСР опублікована перша робота присвячена обробці складних сигналів - "Основи теорії лінійної селекції. Кодове розділення каналів". Збірник ЛЕІС. Її написав професор Дмитро Васильович Агєєв. Робота вийшла невеликою брошурою і містила основи ортогонального розділення сигналів, розділення сигналів по формі.
• 1942 р. - Голлівудська актриса Хедді Ламарк під час другої світової війни залишила свою професію і зайнялася частотним кодуванням. Вона однією з перших розробила frequency hopping, "перескок частоти". Ці роботи велися під грифом "секретно". Приблизно в один і той же час з'явилися роботи "Математична теорія зв'язку" Клода Е. Шеннона і "Теорія потенційної завадостійкості" Володимира Олександровича Котельникова. Шеннон і Котельников по суті створили наукову базу для розробки технології МДКР.
• 1943 р. - У США описана система прихованої передачі мови, в якій інформаційний сигнал, сформований за допомогою вузькополосної частотної модуляції гармонійного піднесучій мовним повідомленням, перемножується з широкосмуговим сигналом.
• 1956 р. - Лабораторією Лінкольна Массачусетського технологічного інституту розроблена і випробувана в реальних умовах система телеграфної КВ радіозв'язку "Rake" з поділом променів і підсумовуванням їх енергій. Філіп Годварт опублікував найпринциповіше роботу "Принцип невизначеності в радіолокації", в якій було зазначено, що можна створити сигнали з базою значно більше одиниці. Це перший сигнал, що відноситься до розряду широкосмугових (ШПС). Паралельно в нашій країні було створено радіолокатор з лінійно-частотної модуляцією. Починалися розробки систем МДКР саме з радіолокації, а тільки потім ці методи стали використовуватися в радіоуправлінні.
• 1960 р. - У США випущена система зв'язку ARC-50. Її експериментальні дослідження почалися в 1956р. Система зв'язку використовувалася для організації обміну мовними повідомленнями між літаком та наземними службами, а також для визначення відстані до літака. У ARC-50 вперше були використані технічні рішення, які в подальшому стали базовими при проектуванні систем зв'язку з шумоподібним сигналом (ШПС).
• 1960 р. - У США розроблена спеціальна система телефонного зв'язку з використанням ШПС RACEP, яка забезпечує зв'язок з рухомими наземними абонентами.
• 60-ті роки - У міру розвитку методів аналого-цифрового перетворення мовних сигналів з'явилися перші пропозиції використовувати ШПС в комерційних системах зв'язку. В цей же час фірмою Motorola запропонована широкосмугова система передачі мовлення з використанням дельта-функції.
• 70-80 роки - У США активно впроваджувалися системи супутникового зв'язку, авіаційні, сухопутного рухомого зв'язку. Найбільшою була об'єднана система розподілу тактичної інформації JTIDS, створена для потреб ВПС США. Інша військова система з ШПС SINCGARC призначалася для забезпечення зв'язку між наземними об'єктами і літаками. Були створені такі супутникові системи як MIL-STAR для потреб стратегічної і тактичної зв'язку, FLEITSATCOM для потреб тактичної зв'язку ВМС США та ін
• Кінець 80-х років - У США розгорнуто першу супутникова система зв'язку комерційного призначення за технологією CDMA Omni TRACKS, розроблена компанією Qualcomm.
• 1988 р. - Асоціація виробників обладнання стільникового зв'язку (CTIA) опублікувала документ UPR, який визначав вимоги до ССПС (Системам сухопутної рухомої Зв'язку). До них належали:
  • десятикратне збільшення ефективності використання частотного спектру в порівнянні з існуючими аналоговими системами;
  • зворотна сумісність з існуючими аналоговими системами;
  • розумна вартість абонентського терміналу;
  • можливість введення нових послуг;
  • якісне поліпшення послуг, що надаються
• 1991 р. - Компанією Qualcomm розроблено проект стандарту IS-95.
• 1993 р. - Асоціацією виробників обладнання зв'язку (TIA) затверджена базова версія IS-95, і в липні 1993 р. Федеральна комісія із зв'язку США (FCC) визнала як стандарт IS-95 запропоновану компанією Qualcomm технологію цифрового стільникового зв'язку на основі CDMA.
• 1995 р. - Експлуатація першої комерційної системи мобільного зв'язку на базі технології CDMA IS-95 в Гонконзі.