cdmaOne

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삼성 cdmaOne 휴대폰 분해

Interim Standard 95(IS-95)는 최초의 CDMA 기반 디지털 셀룰러 기술입니다.이는 퀄컴에 의해 개발되었으며 이후 1995년에 발표된 TIA/EIA/IS-95 릴리즈에서 전기통신산업협회에 의해 표준으로 채택되었습니다.IS-95의 고유명은 cdmaOne 입니다.

디지털 무선의 다중 액세스 방식인 코드 분할 다중 액세스(CDMA)를 사용하여 휴대 전화와 휴대 전화 사이트 간에 음성, 데이터 및 신호 데이터(다이얼 전화 번호 등)를 송신하는 2G 이동통신 표준입니다.CDMA 는, 비트(PN 코드)의 스트림을 송신합니다.CDMA 에서는, 복수의 무선으로 같은 주파수를 공유할 수 있습니다.2G GSM에서 사용되는 경쟁 시스템인 TDMA "시분할 다중 액세스"와 달리, 네트워크 용량이 활성 무선 수를 직접 제한하지 않기 때문에 모든 무선은 항상 활성화될 수 있습니다.다수의 전화기가 소수의 셀사이트에서 서비스될 수 있기 때문에 CDMA 기반의 표준은 TDMA 기반의 표준,[citation needed]주파수 분할 다중화를 사용한 가장 오래된 셀룰러 표준에 비해 큰 경제적 이점이 있습니다.

북미에서는 디지털 AMPS(IS-136, TDMA 기술)와 경쟁했습니다.이것은 최신 CDMA 기반 표준인 IS-2000(CDMA2000)으로 대체되었습니다.

프로토콜 개정

cdmaOne의 기술 역사는 퀄컴 사내 프로젝트로서의 탄생과 당시 증명되지 않은 경쟁 디지털 셀룰러 표준의 세계를 반영하고 있습니다.IS-95라는 용어는 일반적으로 P_REV의 1부터 5까지의 프로토콜 개정판에 적용됩니다.

P_REV=1은 문서 참조 J-STD-008과 함께 ANSI 표준 프로세스에 따라 개발되었습니다. 1995년에 발표된 J-STD-008은 당시 새로운 북미 PCS 대역(밴드 클래스 1, 1900 MHz)에 대해서만 정의되었습니다.IS-95라는 용어는 거의 동일한 시간대의 북미 셀룰러 밴드(밴드 클래스 0, 800MHz)를 위해 TIA(Telecommunications Industry Association) 표준 프로세스에 따라 개발된 P_REV=1을 적절히 지칭합니다.IS-95는 아날로그 셀룰러 네트워크와의 상호 운용(핸드오프 포함)을 제공했습니다.디지털 조작의 경우, IS-95와 J-STD-008의 기술적인 세부 사항은 대부분 공통입니다.두 문서의 미숙한 스타일과 구조는 퀄컴 내부 프로젝트의 "표준화"를 잘 반영하고 있습니다.

P_REV=2는 중간 표준 95A(IS-95A)불린다.IS-95A는 TIA 표준 프로세스에서의 IS-95에 대한 증분 개선과 마찬가지로 밴드클래스 0 전용으로 개발되었습니다.

P_REV=3은 Technical Services Bulletin 74(TSB-74)라고 불립니다.TSB-74는 TIA 표준 프로세스에서 IS-95A에 비해 다음 단계적으로 개선되었습니다.

P_REV=4는 중간 표준 95B(IS-95B) 단계 I, P_REV=5는 중간 표준 95B(IS-95B) 단계 II라고 합니다.IS-95B 표준 트랙은 TIA에서 TIA 표준 트랙과 ANSI 표준 트랙을 병합하기 위해 제공되었으며, 양쪽 밴드클래스에서 IS-95 모바일핸드셋의 상호 운용에 관한 최초의 문서입니다(듀얼 밴드 동작).P_REV=4는 지금까지 IS-95의 가장 인기 있는 변형이었으며, P_REV=5는 한국에서 최소한의 흡수량만 보였다.

P_REV=6 이후는 CDMA2000의 우산에 속합니다.IS-2000 문서는 기술적인 개선 외에도 레이아웃과 내용 면에서 훨씬 더 성숙합니다.IS-95와의 하위 호환성도 제공합니다.

프로토콜 세부 정보

cdmaOne 네트워크 구조

IS-95 표준은 모바일 장치와 네트워크 간에 사용되는 프로토콜 세트인 무선[1] 인터페이스를 설명합니다.IS-95는 3층 스택으로 널리 설명되고 있습니다.여기서 L1은 물리(PHY) 레이어에 대응하고 L2는 Media Access Control(MAC; 미디어 액세스컨트롤) 및 Link-Access Control(LAC; 링크액세스 컨트롤) 서브레이어에 대응하며 L3은 콜처리 스테이트 머신에 대응합니다.

물리층

IS-95 는, 순방향(네트워크로부터 모바일)과 역방향(모바일로부터 네트워크)의 양쪽 모두의 신호의 전송을 정의합니다.

전진 방향에서는 무선 신호가 기지국(BTS)에 의해 송신됩니다.모든 BTS는 GPS 수신기와 동기화되기 때문에 전송이 시간 내에 엄격하게 제어됩니다.모든 전송은 초당 1,228,800의 칩환율로 QPSK입니다.각 신호는 길이 64의 Walsh 코드와 길이15 2의 의사 랜덤 노이즈 코드(PN 코드)로 분산되어 PN 롤오버 주기를 생성합니다.

역방향에서는 무선신호를 모바일로 송신한다.리버스 링크 전송은 모바일 파워 앰프의 최적의 범위에서 작동하기 위해 OQPSK입니다.순방향 링크와 마찬가지로 칩 속도는 초당 1,228,800이며 신호는 Walsh 코드와 의사 랜덤 노이즈 코드(Short Code라고도 함)로 확산됩니다.

순방향 브로드캐스트 채널

모든 BTS는 상당한 의 출력 전력을 파일럿채널에 할당합니다.이것은 비변조 PN 시퀀스(즉, Walsh 코드0으로 확산)입니다.네트워크내의 각 BTS 섹터에는, 64 칩의 순서로 PN 오프셋이 할당됩니다.전방 파일럿에는 데이터가 없습니다.강력한 자기상관 기능을 갖춘 포워드 파일럿은 모바일이 시스템 타이밍을 판단하고 핸드오프를 위해 서로 다른 BTS를 구별할 수 있도록 합니다.

모바일이 「검색」하고 있는 경우는, 특정의 무선 주파수에 맞추어 조정해, 가능한 모든 PN 국면에서 상호 상관을 실행함으로써, 네트워크상의 파일럿 신호를 검출하려고 합니다.강한 상관 피크 결과는 BTS의 근접성을 나타냅니다.

Walsh 코드에 의해 선택된 다른 전송 채널은 네트워크에서 모바일로 데이터를 전송합니다.데이터는 네트워크 시그널링과 사용자 트래픽으로 구성됩니다.일반적으로 송신하는 데이터는 비트 프레임으로 분할된다.비트 프레임이 컨볼루션 인코더를 통과하고 오류 정정 용장성을 부가하여 심볼 프레임을 생성한다.그런 다음 이러한 기호는 월시 및 PN 시퀀스와 함께 전파되어 전송됩니다.

BTS는 Walsh 코드 32로 확산된 동기채널을 송신한다.동기 채널 프레임의 밀리초이며 프레임 경계는 파일럿에 맞춰져 있습니다.동기 채널은 단일 메시지인 동기 채널 메시지를 지속적으로 전송합니다. 이 메시지는 길이와 내용이 P_REV에 따라 다릅니다.메시지는 프레임당 32비트로 전송되며 128개의 기호로 인코딩되어 1200비트/초의 레이트를 생성합니다.Sync Channel Message에는 BTS 섹터에서 사용되는 PN 오프셋을 포함한 네트워크에 대한 정보가 포함됩니다.

모바일은 강력한 파일럿채널을 발견하면 동기채널을 듣고 Sync Channel 메시지를 디코딩하여 시스템 시각에 대한 고정밀 동기화를 개발합니다.이 시점에서 모바일은 로밍 중인지 여부와 "서비스 중"임을 알 수 있습니다.

BTS는 Walsh 코드1부터 시작하여 적어도1개에서 최대 7개의 페이징 채널을 송신합니다.페이징 채널 프레임 시간은 20ms이며 IS-95 시스템(즉, GPS)의 2초 롤오버에 맞춰 시간을 조정합니다.페이징 채널에서는 4800비트/초 또는 9600비트/초의 2가지 레이트가 사용됩니다.양쪽 레이트는 1,9200 심볼/초로 부호화되어 있습니다.

페이징 채널에는 네트워크에서 모든 아이돌모바일로 전송되는 시그널링 메시지가 포함됩니다.일련의 메시지는 상세한 네트워크 오버헤드를 모바일로 전달하고 페이징 채널이 비어 있는 동안 이 정보를 전달합니다.또한 페이징 채널은 모바일 간의 콜 설정 전용 우선순위가 높은 메시지를 전송합니다.

모바일이 아이돌 상태일 때는 대부분 페이징 채널을 듣고 있습니다.모바일은 모든 네트워크 오버헤드 정보를 해석하면 네트워크에 등록되고 임의로 슬롯모드로 들어갑니다이 두 프로세스에 대해 아래에서 자세히 설명합니다.

전송 트래픽 채널

BTS 섹터의 브로드캐스트채널 전용이 아닌 Walsh 공간은 트래픽채널에 사용할 수 있습니다.이러한 채널은 IS-95에서 지원되는 개별 음성 및 데이터 콜을 전송합니다.페이징 채널과 마찬가지로 트래픽채널의 프레임 시간은 20ms입니다

음성 데이터와 사용자 데이터는 간헐적이기 때문에 트래픽채널은 가변 환율 동작을 지원합니다.20 ms 프레임 마다, 사용중의 서비스(음성 또는 데이터)에 의해서 결정되는 다른 레이트로 송신할 수 있습니다.P_REV=1 및 P_REV=2는 1200, 2400, 4800 또는 9600 비트/초의 속도를 제공하는 속도 세트 1을 지원했습니다.P_REV=3 이후에서는 1800, 3600, 7200 또는 14400비트/초의 레이트를 생성하는 레이트 세트2도 제공되고 있습니다.

음성 콜의 경우 트래픽채널은 보코더 데이터 프레임을 전송합니다.IS-95에는 다수의 다른 보코더가 정의되어 있습니다.이들 보코더의 초기 버전은 레이트 세트1로 한정되어 있어 음성 품질 저하에 대한 일부 사용자의 불만이 있었습니다.최신 DSP와 레이트 세트2를 이용하여 보다 고도의 보코더가 음성 품질 상황을 개선하여 2005년에도 널리 사용되고 있습니다.

가변 레이트 트래픽프레임을 수신하는 모바일은 프레임이 송신된 레이트를 인식하고 있지 않습니다.일반적으로 프레임은 가능한 각 속도로 디코딩되며 Viterbi 디코더의 품질 메트릭을 사용하여 올바른 결과가 선택됩니다.

트래픽 채널은 회선 스위치 데이터 콜을 IS-95로 전송하는 경우도 있습니다.가변환율 트래픽프레임은 IS-95 Radio Link Protocol(RLP)을 사용하여 생성됩니다.RLP는 데이터용 무선 링크의 성능을 향상시키는 메커니즘을 제공합니다.음성 콜이 20 ms 프레임의 폐기를 허용할 수 있는 경우 RLP가 없으면 데이터 콜의 퍼포먼스가 허용되지 않습니다.

IS-95B P_REV=5에서는 최대 7개의 보조 "코드"(트래픽) 채널을 동시에 사용하여 데이터 통화의 처리량을 높일 수 있었습니다.이론적으로 사용자에게 115200비트/초를 제공할 수 있는 이 기능을 제공하는 모바일 또는 네트워크는 거의 없었습니다.

블록 인터리버

컨볼루션 부호화 및 반복 후 심볼은 24x16 배열인 20ms 블록인터리버로 전송됩니다.

용량.

IS-95와 CDMA 기술의 사용은 다른 통신 시스템과 마찬가지로 Shannon의 정리에 따라 처리량이 제한됩니다.따라서 SNR과 대역폭에 따라 용량이 향상됩니다.IS-95는 대역폭이 고정되어 있지만 SNR을 개선하기 위해 적극적인 조치를 취하기 때문에 디지털 세계에서는 잘 작동합니다.

CDMA를 사용하면 대상 채널과 상관되지 않은 신호(인접 셀룰러 기지국으로부터의 다른 PN 오프셋 등)는 노이즈로 표시되며, 다른 Walsh 코드(시간이 적절히 정렬된 것)로 전송되는 신호는 디스프레딩 프로세스에서 기본적으로 삭제됩니다.트래픽 채널의 가변 레이트 특성은 저전력으로 전송되는 저환율 프레임을 제공하므로 다른 신호가 올바르게 수신되는 데 필요한 노이즈가 줄어듭니다.이러한 요인은 본질적으로 다른 셀룰러 기술보다 낮은 소음 수준을 제공하므로 IS-95 네트워크는 동일한 무선 스펙트럼에 더 많은 사용자를 압축할 수 있습니다.

액티브(저속) 전원 제어는 전송 트래픽채널에서도 사용됩니다.콜 중에 모바일은 신호의 품질을 나타내는 시그널링 메시지를 네트워크에 송신합니다.네트워크는 신호 품질을 충분히 양호하게 유지하도록 트래픽채널의 송신 전력을 제어하고, 그 결과 다른 모든 사용자가 볼 수 있는 노이즈 레벨을 최소한으로 유지합니다.

또한 수신기는 레이크 수신기의 기술을 사용하여 SNR을 개선하고 소프트 핸드오프를 수행합니다.

레이어 2

콜이 확립되면 모바일은 트래픽채널 사용으로 제한됩니다.프레임 포맷은 표준 음성(보코더) 또는 데이터(RLP) 비트를 시그널링 메시지 fragment와 다중화할 수 있는 트래픽채널용으로 MAC에 정의되어 있습니다.시그널링 메시지 fragment는 LAC 내에서 결합되어 완전한 시그널링 메시지가 레이어3으로 전달됩니다.

도입

cdmaOne은 다음 영역에서 사용되었습니다.

  • 북미
  • 일본과 한국 (2G GSM은 이 두 국가에서는 사용할 수 없습니다)
  • 홍콩(Hutchison Telecom, 다른 사업자와 Hutchison Telecom 자체도 GSM 제공)

「 」를 참조해 주세요.

레퍼런스

  1. ^ "Air Interface - an overview ScienceDirect Topics". www.sciencedirect.com. Retrieved 2022-08-05.

외부 링크