Logo

CDMA (Code Division Multiple Access) หรือ นิยมเรียกกันว่า IS-95 ซึ่งชื่ออย่างเป็นทางการคือ TIA/EIA-95B บริษัท Qualcomm จาก Sandiago, California USA เป็นผู้พัฒนาระบบ CDMA โดยใช้ Spread Spectrum Technique วิธีการ Spread Spectrum คือไม่ได้ให้ช่องสัญญาณ หรือ แบ่งเป็น Timeslot เช่นระบบ TDMA แต่ CDMA ใช้วิธีให้ทุกคนใช้ความถี่เดียวกันพร้อมๆ กัน เช่นเดียวกับ สถานีวิทยุที่ออกอากาศ ในความถี่ เดียวกัน ในเวลาและสถานที่เดียวกัน
CDMA เป็นเทคโนโลยีที่ใช้กับโทรศัพท์เคลื่อนที่แบบหนึ่งซึ่ง ข้อมูลที่ส่งออกมาจากสถานีฐานจะประกอบด้วยข้อมูลของผู้ใช้หลายคน ในระบบ CDMA นี้ผู้ใช้แต่ละคนจะ ได้รับcodeชุดหนึ่งที่ไม่เหมือนกับ code ของผู้ใช้คนอื่น เมื่อใช้ code ดังกล่าวถอดรหัสสัญญาณจากสถานี ฐานทำให้ผู้ใช้แต่ละคนได้รับข้อมูลในส่วนของตัวเองได้
• ประวัติความเป็นมาของระบบ CDMA
CDMA เป็นมาตรฐานของ mobile และ base station สำหรับ dual-mode wideband spread spectrum มาตรฐานนี้นำมาใช้งานในประเทศอเมริกากับ 800 MHz cellular bands ต่อมาดัดแปลงมาใช้กับ Personal communications service(PCS) 1900 MHz มาตรฐานนี้เสนอโดยบริษัท Qualcomm ซึ่งได้รับความร่วมมือจาก AT&T , Motorola และหน่วยงานอื่นที่เกี่ยวข้อง IS-95 เป็น direct-sequence CDMA ที่ผู้ใช้แต่ละคนจะมี pseudorandom code ที่ไม่เหมือนกัน ปี 1988,The Cellular Telecommunications Industry Association (CTIA) กำหนด User's Performance Requirements (UPR) สำหรับ cellular carrier's ในระบบ cellular ยุคต่อไป ซึ่ง IS-95 สามารถตอบสนองต่อข้อกำหนดต่างๆได้ ข้อกำหนดต่างๆเหล่านี้ได้แก่

- Ease of transition and compatibility with existing analog system
- Early availability and reasonable costs for dual-mode radios and cells
- Substantial capacity increase over analog system capacity
- Privacy
- Long life adequate growth of second-generation technology
- Quality improvements (voice quality,service quality in terms of dropped calls,constant voice quality level,etc.)
- Ability to introduce new features easily

ในการใช้งานข้อกำหนดที่สำคัญมากและทำให้ CDMAเป็นที่ยอมรับเพราะมีความยืดหยุ่นในการใช้ งานสูงคือ Dual-mode operation ซึ่งสามารถทำได้โดยใช้ CDMA channel ในช่วงความถี่ของ AMPS เมื่อผู้ใช้เปิดเครื่อง เครื่องลูกข่ายจะหา CDMA control channel ถ้าเจอก็จะเริ่มสื่อสารโดยใช้ CDMA protocol ถ้าไม่เจอก็จะหา AMPS control channel และสื่อสารโดยใช้ระบบ AMPS แทน

การแยกสัญญาณทำได้อย่างไร

CDMA มีวิธีการแบ่งแต่ละสัญญาณด้วยรหัส (Code Division) ผู้ใช้โทรศัพท์ CDMA จะได้รับ Code ที่แตกต่างกัน โดย Code ที่ผู้ใช้แต่ละคนได้รับจะไม่ซ้ำกัน เพราะ วิศวกรออกแบบให้มีถึง 4.4 ล้านล้าน (Trillion Code) ซึ่งเป็นข้อกำหนดของ CDMA (PN Long Code) ขณะเดียวกันสถานีฐานก็มี Code แยกต่างหาก เพื่อแยกว่ารับสัญญาณจากสถานีฐานไหน (PN Short Code) หลังจากที่เครื่อง CDMA ทำการเข้ารหัสระบบจึงจะส่งสัญญาณออกอากาศ

*CDMA ภาพจาก Qualcomm Presentation “Basic of CDMA”

ระบบ CDMA ใช้ความถี่ 1.25 MHz (1,250 Hz) ซึ่งเมื่อเทียบกับ 30 KHz (Amps) และ 200 KHz (GSM) CDMA ใช้ช่องความถี่กว้างกว่าระบบที่กล่าวมามาก CDMA ให้ความถี่เดียวกับผู้ใช้ทุกคน และสามารถนำความถี่เดิมไปใช้อีก (Universal Frequency Reuse) ซึ่งช่วยลดปัญหาการวางแผนความถี่ (Frequency Planning)
CDMA ใช้วิธี Spreading signal คือการแปลงสัญญาณเสียงเป็น Digital และ ขยาย (Spread) ด้วย Code แบบ 0 และ 1 ข้อมูล (Voice หรือ Data) จะถูกขยายด้วย Code จำนวน Bit จะเพิ่มขึ้นก่อนส่งออกอากาศ จึงต้องใช้ช่องสัญญาณที่กว้าง ข้อดีของการ Spreading คือ สัญญาณจะขยายมากขึ้นถึง 21 dB จึงไม่จำเป็นต้องใช้กำลังส่งสูง CDMA มีการควบคุมกำลังส่ง ที่ช่วยให้การส่งสัญญาณเป็นไปอย่างเหมาะสม เช่น หาก MS อยู่ใกล้กับ BTS จะใช้กำลังส่งน้อย ผู้ใช้จึงสนทนาได้นานขึ้นโดยใช้พลังงานจากแบตเตอรี่น้อยลง ทั้งยังเป็นการช่วยยืดอายุการใช้งานของโทรศัพท์
TDMA และ CDMA ถือได้ว่าเป็นระบบโทรศัพท์เคลื่อนที่ยุคที่ 2 (2G)

ข้อดีของระบบ CDMA

1) ความสามารถในการรองรับปริมาณผู้ใช้งาน ที่มากกว่า (Capacity)
2) CDMA เป็นเทคโนโลยีที่แก้ไขข้อจำกัดของการสื่อสารไร้สาย ในเรื่องความจุของช่องสัญญาณ เนื่องจากระบบ CDMA จะลดข้อมูลในการส่ง สัญญาณลงเมื่อไม่มีการพูด `

ข้อดีของ CDMA technology

เมื่อไม่มีข้อมูลที่จะส่งหรือมีน้อย กำลังส่งจะลดลง สัญญาณรบกวนในระบบมีน้อย และ ความยืดหยุ่น ของรูปแบบการส่งข้อมูล (Radio Configuration) ทำให้ CDMA รองรับผู้ใช้บริการได้มากกว่า และ บริหารทรัพยากรได้เหมาะสมกว่าระบบอื่นๆ
1. การส่งผ่านสัญญาณที่ราบรื่น ลดปัญหาสายหลุด (Soft hand-off)
การส่งผ่านสัญญาณ (Handoff) ของเครือข่าย CDMA ในบริเวณที่มีการเชื่อมต่อระหว่าง สถานีฐาน เครื่องลูกข่ายจะทำการส่งสัญญาณเชื่อมต่อกับหลายสถานีฐานพร้อมกัน (Soft handoff) เพื่อให้ได้สัญญาณที่ชัดเจนที่สุด ก่อนที่จะเลือกส่งผ่านสัญญาณไปที่สถานีฐานที่มี สัญญาณชัดเจนที่สุด ต่างจากระบบอื่นที่เชื่อมต่อสัญญาณได้เพียงครั้งละหนึ่งสถานีฐาน (Hard Handoff) การมี Soft Handoff สามารถลดจำนวนครั้ง และ ความถี่ของปัญหาสายหลุด ลดสัญญาณรบกวน ผู้ใช้จะสามารถสื่อสารอย่างราบรื่น และต่อเนื่อง
2. ความคมชัด และคุณภาพของเสียงในการติดต่อสื่อสาร (Rake Receiver)
ความคมชัด และ คุณภาพของเสียงในการติดต่อสื่อสารที่เหนือกว่าระบบอื่น ด้วยเทคโนโลยี 2G ที่รวมสัญญาณจากทุกทิศทาง (Multi-path Advantage) เพื่อให้ได้สัญญาณที่เข้ม และ หนาแน่น ตามปกติสัญญาณวิทยุจะมีการสะท้อนกับวัตถุรอบ ข้าง เช่น ภูเขา, ตึก, สิ่งก่อสร้าง, พื้นน้ำ ซึ่งสัญญาณตรง และสัญญาณสะท้อนมักจะรบกวนกัน แต่ระบบ CDMA มีชุดรับสัญญาณถึง 3ชุด (Rake Receiver) ในการรับสัญญาณแต่ละครั้ง โดยเครื่องจะเลือกประมวลสัญญาณที่ชัดเจน ที่สุด ซึ่งเทคนิคการประมวลสัญญาณเสียงของระบบ CDMA จะทำให้ได้เสียงที่มีคุณเสียงที่มีคุณภาพ เพื่อการสนทนาที่ชัดเจน และ ลดเสียงรบกวนให้น้อยที่สุด
3. ลดความสิ้นเปลืองพลังงานจากแบตเตอรี่(Power Control)
ด้วยเทคโนโลยีการประมวลสัญญาณเสียง และ การตรวจสอบสัญญาณ ระหว่างเครื่องลูกข่าย และ สถานีฐานอย่างต่อเนื่อง รวมทั้งการควบคุมกำลังส่ง (Power control) เมื่อเครื่องลูกค่ายอยู่ใกล ้สถานีฐาน หรือ สัญญาณมีความชัดเจนมาก กำลังส่งจะลดลง โดยการใช้กำลังส่งที่เหมาะสม กับการใช้งาน ทำให้การรบกวนของสัญญาณลดลง และ การส่งสัญญาณแบบยืดหยุ่น ผู้ใช้จึงสามารถสนทนาได้นานขึ้น โดยสิ้นเปลืองพลังงานของแบตเตอรี่น้อยลง ทั้งยังยืดอายุ การใช้งานของแบตเตอรี่
4. ความปลอดภัยของสัญญาณออกอากาศ
ผู้ใช้มั่นใจได้ว่าทุกการสื่อสารและการรับส่งข้อมูลจะปลอดภัย และ เป็นส่วนตัว เนื่องจากการ ส่งสัญญาณของระบบ CDMA ที่ใช้รหัส (codes) หลายชุด เช่น PN Long Code, PN Short Code, Walsh code ซึ่ง PN Long Code มีหน่วยของรหัสมากถึง 4.4 ล้านล้านหลัก รหัสเหล่านี้นอกจากจะช่วยในการแบ่งแยกผู้ใช้งานในระบบ CDMA แล้ว ยังจะช่วยป้องกัน การลอกเลียนแบบ และ ลดความผิดพลาดในการสื่อสารของระบบ CDMA อีกด้วย

เทคโนโลยี 3G คืออะไร

3G หรือ Third Generation เป็นเทคโนโลยีการสื่อสารในยุคที่ 3 อุปกรณ์การสื่อสารยุคที่ 3 นั้นจะเป็นอุปกรณ์ที่ผสมผสาน การนำเสนอข้อมูล และ เทคโนโลยีในปัจจุบันเข้าด้วยกัน เช่น PDA โทรศัพท์มือถือ Walkman, กล้องถ่ายรูป และ อินเทอร์เน็ต
3G เป็นเทคโนโลยีที่พัฒนาต่อเนื่องจากยุคที่ 2 และ 2.5 ซึ่งเป็นยุคที่มีการให้บริการระบบเสียง และ การส่งข้อมูลในขั้นต้น ทั้งยังมีข้อจำกัดอยู่มาก การพัฒนาของ 3G ทำให้เกิดการใช้บริการมัลติมีเดีย และ ส่งผ่านข้อมูลในระบบไร้สายด้วยอัตราความเร็วที่สูงขึ้น

ลักษณะการทำงานของ 3G
เมื่อเปรียบเทียบเทคโนโลยี 2G กับ 3G แล้ว 3G มีช่องสัญญาณความถี่ และ ความจุในการรับส่งข้อมูลที่มากกว่า ทำให้ประสิทธิภาพในการรับส่งข้อมูลแอพพลิเคชั่น รวมทั้งบริการระบบเสียงดีขึ้น พร้อมทั้งสามารถใช้ บริการมัลติมีเดียได้เต็มที่ และ สมบูรณ์แบบขึ้น เช่น บริการส่งแฟกซ์, โทรศัพท์ต่างประเทศ ,รับ-ส่งข้อความที่มีขนาดใหญ่ ,ประชุมทางไกลผ่านหน้าจออุปกรณ์สื่อสาร, ดาวน์โหลดเพลง, ชมภาพยนตร์แบบสั้นๆ
เทคโนโลยี 3G
จากการที่ 3G สามารถรับส่งข้อมูลในความเร็วสูง ทำให้การติดต่อสื่อสารเป็นไปได้ อย่างรวดเร็ว และ มีรูปแบบใหม่ๆ มากขึ้น ประกอบกับอุปกรณ์สื่อสารไร้สายในระบบ 3G สามารถให้บริการระบบเสียง และ แอพพลิเคชั่นรูปแบบใหม่ เช่น จอแสดงภาพสี, เครื่องเล่น mp3, เครื่องเล่นวีดีโอ การดาวน์โหลดเกม, แสดงกราฟฟิก และ การแสดงแผนที่ตั้งต่างๆ ทำให้การสื่อสารเป็นแบบอินเตอร์แอคทีฟ ที่สร้างความสนุกสนาน และ สมจริงมากขึ้น
3G ช่วยให้ชีวิตประจำวันสะดวกสบายและคล่องตัวขึ้น โดย โทรศัพท์เคลื่อนที่เปรียบเสมือน คอมพิวเตอร์แบบพกพา, วิทยุส่วนตัว และแม้แต่กล้องถ่ายรูป ผู้ใช้สามารถเช็คข้อมูลใน account ส่วนตัว เพื่อใช้บริการต่างๆ ผ่านโทรศัพท์เคลื่อนที่ เช่น self-care (ตรวจสอบค่าใช้บริการ), แก้ไขข้อมูลส่วนตัว และ ใช้บริการข้อมูลต่างๆ เช่น ข่าวเกาะติดสถานการณ์, ข่าวบันเทิง, ข้อมูลด้านการเงิน, ข้อมูลการท่องเที่ยว และ ตารางนัดหมายส่วนตัว
“Always On”
คุณสมบัติหลักของ 3G คือ มีการเชื่อมต่อกับระบบเครือข่ายของ 3G ตลอดเวลาที่เราเปิดเครื่องโทรศัพท์ (always on) นั่นคือไม่จำเป็นต้องต่อโทรศัพท์เข้าเครือข่าย และ log-in ทุกครั้งเพื่อใช้บริการรับส่งข้อมูล ซึ่งการเสียค่าบริการแบบนี้ จะเกิดขึ้นเมื่อมีการเรียกใช้ข้อมูลผ่านเครือข่ายเท่านั้น โดยจะต่างจากระบบทั่วไป ที่จะเสียค่าบริการตั้งแต่เราล็อกอินเข้าในระบบเครือข่าย
อุปกรณ์สื่อสารไร้สายระบบ 3G
สำหรับ 3G อุปกรณ์สื่อสารไม่ได้จำกัดอยู่เพียงแค่โทรศัพท์เท่านั้น แต่ยังปรากฏในรูปแบบของอุปกรณ์ สื่อสารอื่น เช่น Palmtop, Personal Digital Assistant (PDA), Laptop และ PC
ทางเลือกของ 3G คือ CDMA
เมื่อปี 1999 The International Telecommunication Union (ITU) ซึ่งเป็นองค์กรกลางของ United Nation (UN) ได้รับรองมาตรฐานของเครือข่ายโทรคมนาคม ไร้สายยุคที่ 3 ไว้เป็นมาตรฐานของสัญญาณการ ส่งออกอากาศ เรียกว่า International Mobile Telecommunication 2000 (IMT-2000) ซึ่งได้มีข้อตกลงทั้งหมด 5 ประเภท 3ใน 5 ประเภท มีพื้นฐาน และ การพัฒนามาจาก CDMA แต่มีความแตกต่างกัน และ มีชื่อเรียกต่างกันไปคือ WCDMA, CDMA200, และ TD-SCDMA
ในมาตรฐานของ IMT-2000 นี้ ระบบ WCDMA และ CDMA2000 เป็นแบบที่มีความโดดเด่น และ มีการตกลงร่วมกันของบริษัทโทรคมนาคม ต่างที่จะใช้ทั้ง 2 ระบบนี้มากที่สุด

ในประเทศแถบยุโรปผู้ให้บริการโทรศัพท์เคลื่อนที่ส่วนใหญ่ใช้ระบบ GSM และตกลงจะใช้ระบบ WCDMA ซึ่งมีการสร้างมาตรฐานร่วมกันคือ UMTS: Universal Mobile Telecommunication System โดยมีข้อกำหนดที่สำคัญคือการใช้ความถี่ 2 GHz และ ทุกประเทศที่ใช้ UMTS จะใช้ความถี่ที่ 5 MHz ต่อช่องสัญญาณ
ในขณะเดียวกันบริษัท Qualcomm ซึ่งเป็นเจ้าของลิขสิทธิ์ CDMAOne (IS95A/B) ได้นำเสนอเทคโนโลยี CDMA2000 ให้เป็นมาตรฐานของ 3G โดยยกข้อดีที่ใช้ความถี่กว้างเพียง 1.25 MHz และ ความสามารถที่นำไปใช้ได้ในคลื่นความถี่ต่างๆ กัน เช่น 800 MHz, 1800 MHz และ 1900 MHz โดยไม่จำกัดที่ความถี่ 2 GHz อย่างเช่นของ UMTS ระบบ CDMA20001x ยังมีแผนการพัฒนาระบบให้เร็วขึ้นไปเป็น CDMA20001xEV ที่ได้รับการรับรองเป็นส่วนหนึ่งของ มาตรฐาน IMT-2000 ที่ ITU กำหนด

* 3G today Website

ขณะนี้ CDMA2000 เปิดให้บริการมาเกือบ 2 ปี และเป็นระบบแรกของ IMT2000 ที่ใช้งานได้จริง ในประเทศเกาหลี SK Telecomm เปิดให้บริการในเดือนตุลาคม ปี2000 ใช้เทคโนโลยี CDMA 20001x และ ต่อมาเมื่อในเดือนมกราคม 2002 ก่อนการแข่งขันฟุตบอลโลก SK Telecom เปิดบริการ CDMA 20001x EV-DO (Evolution – Data only) ที่เพิ่มความเร็วในการส่งข้อมูลให้สูงถึง 204 Mbps ขณะนี้ทั่วโลกมีผู้ใช้บริการ CDMA2000 เป็นจำนวนถึง 15 ล้านคน (ขณะที่ UMTS ยังคงอยู่ในขั้นของการดำเนินงาน และ ยังไม่มี ผู้ให้บริการรายใดพร้อมที่จะให้บริการ -Aug,2002)
CDMA20001x เพิ่มความสามารถในการรองรับผู้ใช้โทรศัพท์ได้มากกว่าระบบ CDMAOne ถึงเท่าตัว รับส่งข้อมูลได้สูงสุดถึง 153 Kbps (Release 0) และ 307 Kbps (Release 1) เครื่องลูกค่ายของ CDMA2000 สามารถใช้งานกับNetwork CDMAOne ของระบบเดิมได้ และเครื่องลูกค่ายของ CDMAOne ก็สามารถใช้งานกับ Network ของ CDMA2000 ได้ การอัพเกรดระบบจึงมีผลกระทบกับผู้ใช้บริการน้อยมาก
CDMA2000 สามารถพัฒนาความเร็วให้มากขึ้น ในขั้น CDMA20001x EV-DO และ CDMA20001x EV-DV ที่ให้บริการได้ด้วยความเร็วมากกว่า 2 Mbps และ ค่าใช้จ่ายในการลงทุนถูกกว่าระบบ UMTS เพราะบริษัท KDDI (Japan) ลงทุนเพียง 25% สำหรับค่าใช้จ่ายในการอัพเกรดระบบจาก CDMAOne ให้เป็น CDMA20001x, เมื่อเทียบกับที่ NTT DoCoMo ใช้ลงทุนในระบบ FOMA (WCDMA)

บทสรุป
ผู้ให้บริการโทรศัพท์เคลื่อนที่ทั่วโลกต่างลงทุนจำนวนมาก ในระบบการส่งสัญญาณของ เครือข่าย 3G ทั้ง CDMA20001x และ WCDMA ได้เพิ่มความเร็วในการรับส่งข้อมูล เปรียบได้กับการมีท่อส่ง ของที่ใหญ่ขึ้นรับ-ส่งได้เร็วขึ้น แต่สิ่งที่สำคัญที่สุดคือ “ของ” ที่ใช้รับส่งในท่อขนส่งต่างหาก ที่เพิ่มคุณค่า ของผู้ให้บริการและเป็นที่ต้องการของผู้บริโภค ผู้ให้บริการเครือข่าย 3G จะต้องเพิ่มบริการต่างๆ พร้อมเนื้อหาที่ตรงความต้องการของผู้บริโภค จึงจะสามารถทำให้เกิด ความต้องการใช้งานระบบ 3G และ เพิ่มยอดผู้ใช้ระบบตามเป้าหมายที่วางไว้
เอกสารอ้างอิง
• CDMA Wireless Academy Home page website, CDMA Development Group (http://www.cdg.org)
• 3G news information and 3G store website, (http://www.3g.co.uk)
• 3G Today, 3G CDMA by Qualcomm (http://www.3gtoday.com/index.html)
• Thaitelecom.com (http://www.thaitelecom.com)
• CDMA IS95 A/B Student Guide. Qualcomm
• Basic of CDMA presentation, Qualcomm
• 3G Fact Sheet Oct 8, 2001, CDG.
• Three-g Website (http://www.three-g.net)
• กิจการโทรคมนาคมไทย : ฝ่ายภาคการผลิต ธนาคารแห่งประเทศไทย
• ธุรกิจโทรคมนาคมปี 2544 และแนวโน้มปี 2545 : ธนาคารแห่งประเทศไทย
• รายงานวิจัยเรื่อง สภาพตลาดโทรคมนาคมในต่างประเทศและประเทศไทย : สถาบันวิจัยเพื่อการพัฒนาประเทศไทย (TDRI)

ที่มา http://www.doe.eng.cmu.ac.th/~tharadol/teach/ee341/341_47/341_47rp/CDMA.pdf