Que Es Y Como Funciona CDMA2000 1X / 1XRTT - Todo Lo Que Necesitas Saber

CDMA2000 es la evolución del sistema original IS-95 cdmaOne. CDMA2000 tiene una serie de evoluciones, de las cuales la primera fue CDMA2000 1X, a veces también llamada CDMA2000 1XRTT.

CDMA2000 1X, que también está estandarizado como IS-2000, es compatible con la voz de conmutación de circuitos y tiene la capacidad de proporcionar hasta, y a veces más, 35 llamadas simultáneas por sector, por lo que duplica la capacidad de las redes IS-95 originales.

También permite la transmisión y recepción de datos a velocidades de hasta 153 kbps en ambas direcciones. Fue reconocido por la Unión Internacional de Telecomunicaciones (UIT) como norma IMT-2000 en noviembre de 1999.

Evolución de CDMA2000

El objetivo del CDMA2000 es proporcionar una vía de migración desde el sistema original cdmaOne / IS-95 a través del formato CDMA2000 1X hasta otros formatos de alta velocidad. Todas estas normas se han normalizado bajo el formato IS y a continuación se presenta un diagrama de la ruta de migración:

El formato CDMA2000 1X es el estándar básico de 3G, pero en lo que se denomina CDMA2000 1xEv, hay más desarrollos. Básicamente, hay dos vías de evolución que se propusieron inicialmente, de las que sólo se ha desplegado una:

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• CDMA2000 1X EV-DO: La primera de ellas, conocida como CDMA2000 1xEV-DO (EVolution Data Only o, como se conoce cada vez más, Evolution Data Optimised), es una especie de línea lateral del desarrollo evolutivo principal del estándar. Se define bajo la norma IS-856 en lugar de la IS-2000 y, como su nombre indica, sólo transporta datos, pero a velocidades de hasta 3,1 Mbps en el sentido de avance y 1,8 Mbps en el sentido de retroceso; la velocidad en el enlace de retroceso se mejoró como parte de la versión A de la norma. La primera red comercial CDMA2000 1xEV-DO fue desplegada por SK Telecom (Corea) en enero de 2002.
• CDMA2000 1X EV-DV: La segunda es CDMA2000 1X EV-DV (Evolution Data and Voice). La idea era que este sistema transportara tanto servicios de datos como de voz. No llegó a implantarse, ya que el sistema EV-DO se desplegó preferentemente y no era necesario un servicio de datos y voz, ya que la voz podía transportarse en DO como VoIP o volviendo al formato CDMA2000 1X.

CDMA2000 1XRTT y 3XRTT

Los términos CDMA2000 1XRTT y 3XRTT se refieren a lo que se denomina "tecnologías de transmisión por radio". El IS-95 original y los despliegues de CDMA2000 utilizaron la separación de canales de 1,25 MHz.

Esto proporcionó lo que es efectivamente la primera fase del desarrollo y despliegue de la 3G. Sin embargo, para mejorar el rendimiento más allá de lo posible utilizando tecnologías como 1xEV-DO y 1xEV-DV, el ancho de banda del canal de 1,25 MHz se consideró insuficiente para velocidades de datos aún mayores.

Por lo tanto, al aumentar el ancho de banda, se pudieron obtener mayores velocidades de datos. La evolución posterior del sistema CDMA2000 implica la utilización de anchos de banda de canal 3 veces superiores al ancho de banda estándar de 1,25 MHz en lo que se denominó 3XRTT. En teoría, podrían contemplarse otros aumentos de ancho de banda hasta 5X, 7X y así sucesivamente.

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Para la tecnología CDMA2000 1XRTT, se utilizó una tasa de dispersión 1 (SR1) en la que la señal se extendía para ocupar un ancho de banda de 1,25 MHz. En este caso, la tasa de dispersión era la misma que la utilizada para IS-95, es decir, 1,2288 Mcps. Para la tecnología 3XRTT, se utilizó la tasa de dispersión 3 (SR3). En este caso, la tasa de dispersión fue de 3,6864 Mcps.

Se comprobó que si la tasa de dispersión se mantenía igual pero la velocidad de datos aumentaba, como ocurre con las descargas de vídeo y otras aplicaciones 3G, la ganancia de procesamiento disminuía.

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En consecuencia, había que mejorar la cobertura y la intensidad de la señal para adaptarse a las nuevas condiciones. Aumentando la tasa de dispersión, se puede mejorar el rendimiento sin necesidad de mejorar la cobertura.

Resumen de CDMA2000 1X

Hay una serie de actualizaciones y cambios que se introdujeron para mejorar el rendimiento de CDMA2000 1X, IS2000 sobre cdmaOne IS-95. Sin embargo, en todos los casos se mantiene la compatibilidad con versiones anteriores, lo que permite que tanto los móviles IS-95 como los CDMA2000 accedan a las mismas estaciones base. De este modo, se ofrece una vía de actualización rentable tanto para los usuarios como para los operadores.

En el caso de CDMA2000 1X, se utilizaron varios métodos nuevos de codificación y propagación que permitieron alcanzar capacidades mucho mayores.

Códigos Walsh: El primer cambio importante en CDMA2000 1X fue que los códigos Walsh utilizados pasaron de 64 bits en IS-95 a 128 bits en CDMA2000 1X. Además, CDMA2000 1X utilizó más funciones de codificación de errores y empleó códigos turbo en lugar de los códigos convolucionales utilizados en IS-95. Esto permitía enviar datos a mayor velocidad. Además, se utilizó el intercalado y la repetición de símbolos para proporcionar las distintas velocidades de datos.

Códigos turbo: Los códigos turbo se introdujeron en CDMA2000 1X. Eran una nueva clase de códigos de corrección de errores que permitían que las velocidades de transferencia en un canal ruidoso se acercaran al límite de "Shannon".

El principio de la codificación turbo fue propuesto por primera vez en 1993 por los profesores Claude Berrou y Alain Glaxieux. Al principio, sus afirmaciones de que los códigos podían duplicar el rendimiento para una potencia determinada se trataron con escepticismo, pero finalmente se demostró que sus conclusiones eran ciertas.

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*Los turbocodificadores utilizan potentes intercaladores que reducen la susceptibilidad de un flujo de datos al ruido aleatorio e impulsivo. Al trabajar sobre los bits "blandos" de un receptor de radio, los códigos Turbo permiten al descodificador extraer el máximo nivel de datos de las señales ruidosas.

Los códigos Turbo requieren dos codificadores y dos decodificadores por enlace. Estos bloques operan en paralelo y trabajan en sinergia. También utilizan un proceso iterativo para reducir la cantidad de procesamiento necesario, pero a pesar de ello siguen necesitando más potencia de procesamiento que los sistemas de codificación anteriores, como los códigos convolucionales.

Eficiencia del espectro: Aparte de las mejoras en la propagación y la generación de canales, también hubo cambios en la propia interfaz aérea. El enlace directo IS-95 utilizaba una forma de QPSK en la que los datos de los canales I y Q son los mismos.

Sin embargo, en el caso de CDMA2000 1X los canales I y Q eran diferentes, lo que ofrecía la ventaja de poder utilizar la mitad del ancho de banda para el mismo número de chips, o de poder enviar el doble de chips en el mismo ancho de banda.

*Aunque esto hacía que la recepción fuera más sensible a los errores de fase, otras mejoras incluían un sistema mejorado de control de potencia hacia adelante y diversidad de transmisión hacia adelante.

Mejoras en el enlace inverso: El enlace inverso también experimentó cambios significativos, ya que se añadieron varios canales nuevos. Entre ellos se incluye un canal piloto, así como canales de datos suplementarios y un canal de control para la señalización. Además, al igual que en el enlace directo, el enlace inverso utiliza códigos Walsh para diferenciar los distintos canales.

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*Otro cambio fue que se modificó el formato de la modulación de la portadora. Como el enlace inverso transmite ahora múltiples canales, el uso de OQPSK no evitaría los cruces de cero. Para conseguirlo, el formato de modulación se cambió a un esquema conocido como codificación por desplazamiento de fase en cuadratura compleja ortogonal (OCQPSK). Esta forma de modulación requería una serie de etapas. En primer lugar, los canales que se van a transmitir se dividen para que unos tomen la vía I y otros la vía Q. A continuación, se codificaban junto con la propagación del código Walsh.

*En el proceso de codificación se identificó la probabilidad de cruces de cero y, mediante un esquema conocido como función de dispersión variable ortogonal (OVSF), se redujo la probabilidad de cruces de cero.

En consecuencia, los canales se propagaron con una secuencia de código Walsh y se sumaron con la ganancia correcta para producir las secuencias I y Q. A continuación, se propagaron mediante un código PN largo con su máscara larga específica para el móvil y estas secuencias I y Q se modularon en la portadora.

Aunque era especialmente complicada, esta forma de modulación tenía menos cruces por cero y el amplificador de potencia del móvil no tenía que funcionar en modo lineal, con lo que se ahorraba batería.

El sistema CDMA2000 1X ofrecía muchas ventajas significativas sobre el esquema original IS-95. Al permitir mayores velocidades de datos, también permitió mejorar el rendimiento y la eficiencia del espectro, lo que permitió a los operadores obtener un mayor rendimiento del espectro. También los usuarios vieron mejorado su rendimiento.