Wireless Communications

Mobile Wireless Communication ทกสงทกอยางกำาลงเขาหาผลประโยชนรวมกน wired word และ wireless

world กำาลงเขาหาผลประประโยชนรวมกน Internet และ mobile wireless ก

เชนกน ความแตกตางระหวาง wireless, wireline และผใหบรการทาง internet เรม

ทำาใหสบสนและตวทอยอยางแนนอนกคอ “mobile wireless”Mobile wireless ไดรบความนยมอยางรวดเรว เพราะในความเปนจรงยงนบวนมนก

จะทำาใหเขาใจไดงายและการสอสารเกดการเปลยนแปลงอยางรวดเรว ตลาดสำาหรบ mobile wireless ไดเพมสงขนโดยการจโจมและสงททำาใหขอบขายจำากด ความสำาเรจของการวางการสอสาร

ของ mobile ในความสามารถในการจดหาอยางเรงดวน การเชอมตอทกเวลาและทกท และความ

สามารถในการจดหาขอมลดวยความเรวสง บรการใหกบผใช mobile ปรมาณและความเรวทหาไดในสง

แวดลอม mobile จะตองเทาเทยมกน เครอขายทถกกำาหนดแนนอน ถาความคลายคลงกนทาง

โครงสรางและรปแบบของ mobile wireless และการตดตอสอสารทถกกำาหนดแนนอนใน

ความจรง ดงนนความทาทายสำาหรบการวางเครอขาย mobile ในการแบงแยก footprint ทม

ขนาดใหญของการบรการ mobile (ทำาการเคลอนทจากหนงเครอขายไปยงเครอขายอนอยางชดเจน ไปยงผใชทเปนไปได) และใชประโยชนของความเรวสงได ของความนาเชอถอของการบรการขอมล ตามดวย

แสงทมคณสมบตสง ชวงของความสำาเรจของเทคโนโลยทมอยวนน ในสวนทหลากหลายของโลก และทกๆ เทคโนโลยจะตองคอยเปนคอยไป เพอจะทำาใหความตองการทงหมดนเปนทนาพงพอใจ ในบางสวนจะพดเกยว

กบเทคโนโลยของ mobile ในโลกวนน เปรยบเทยบเทคโนโลยนไดอยางไร เทคโนโลยนกอรปรางได

อยางไร และอะไรทเราสามารถคาดหวงในอนาคต ตลาด mobile wireless มลกษณะเดนกวา voice-oriente ดวยการบรการขอมลดวยความเรวตำา ความนยมของการบรการเสยง mobile ไดเกดการชขาดของปจจยในการพฒนาของเครอขาย mobile ทกวางไกล ขอมลโดย

ทวไปในรปแบบของ SMS โดยพนฐานแลวคอการบรการพเศษ อยางไรกตาม SMS คอความเรวทเรม

เขามาเปนทนยม และดำาเนนตอไปเรอยๆ เพอจะเตบโตและเครอขายรนท 2 ไดเกดการพฒนา เพอทจะเกบ รกษา ในความเปนจรงการใหกำาเนดความตองการสำาหรบการบรการใหม ถงแมวาเทคโนโลยดจตอลไดมการ

ปรบปรงคณภาพของการบรการแบงแยกโดยเครอขาย mobile คณภาพของเสยงนกยงคงไมเหมอน

กบคณภาพของการสงเสยงดงตอเนอง เทคนกการถอดรหสคำาพดใหม คอ EFR และ Multirate ทปรบตวไดคอ การเชอมตอระหวางชองวางน

Technologies And Services Existing Today

เทคโนโลย mobile รนท 2 ทมอยในวนนแตละสวนไดมความคลองในสวนทเฉพาะเจาะจง

ของวงการ GSM, TDMA(IS 136), และ CDMA(IS 95) คอ เทคโนโลยหลกใน

ตลาด mobile รนท 2 GSM ในระยะไกลจะเปนมาตรฐานความสำาเรจสงสดในสวนของขอบเขตท คลอบคลมถงตวมนเอง ระบบทงหมดทมความแตกตางกนในลกษณะโฉมหนาและความสามารถ ถงแมวาทง

เครอขายของ GSM และ TDMA ใชเวลาในการหารหลายเทาบน interface ขนาดของชอง

เหลานน โครงสรางและแกนเครอขายไดแตกตางกน CDMA มความแตกตางของ air interface อยางสนเชง

ในสวนนจะอธบายมาตรฐานทมอยในปจจบน, เทคโนโลย และสถานการณในปจจบนและโดยเฉพาะ พดคยเกยวกบการพยากรณสำาหรบเทคโนโลยเหลาน ในสวนนจะทำาใหเราเขาใจสถานการณปจจบนและโดย

เฉพาะการขจดพนฐานของรปแบบทผดแปลกไปเกยวกบการทำางานของเทคโนโลยน

Global System for Mobile Communication (GSM)

Air interface ของ GSM เปนฐานบนแถบทมขอบเขตจำากดของเทคโนโลย TDMA ทสามารถจดหาชองความถได ถกแบงเปนหลาย time slot ซงแตละผใชไดมการเขาถง

ไป 1 ตำาแหนงเวลาทชองระหวางสมำาเสมอ แถบทมขอบเขตจำากด (narrow band) ของ TDMA อนญาตให 8 การสงสารเกดขนไดในขณะเดยวกนบนสายเดยว 200Khz และถก

ออกแบบใหสนบสนนชองสญญาณ 16 half-rate fundamental unit ของเวลา

แบบแผนของ TDMA ถกเรยกวา a burst period และสายสด 15/26 ms ( หรอ approx. 0.577 ms) 8 ชวงเวลาทเกดขน(burst period)ไดถกแบง

กลมไปยงโครงสราง TDMA (120/26 ms, หรอ approx. 4.615 ms) ซงรปแบบของหนวยพนฐานสำาหรบการกำาหนดชองสญญาณทางตรรก 1 ชองสญญาณทางกายภาพคอ 1

ชวงเวลาทเกดขนตอเฟรม TDMA GSM mobile สามารถทองไปโดยปราศจากรอยตอซง ตองลงทะเบยนกอน เรยกการกำาหนดเสนทางและตำาแหนงการปรบปรงฟงกชนทมอยและเปนมาตรฐานใน

เครอขาย GSM GSM เสนอความหลากหลายของการบรการขอมล ผใช GSM สามารถสงและ

รบขอมลทอตราตงแต 96000 bps เพอผใชบน POTS(Plain Old Telephone Service), ISDN, Packet Switched Public Data Network และ Circuit Switched Public Data Networks จะใชความหลากหลายของการเขาถง method และ protocol เชน X.25 หรอ X.32 บรการขอมลสวนอนรวมไปถงสำาเนาในกลม 3 คลายกบการอธบายใน ITU-T

การแนะนำา T.30 นนคอถกทำาใหสนบสนนโดยใชการจดเตรยมอปกรณโทรสาร ลกษณะเดนหรอ

เอกลกษณของ GSM ไมพบในระบบอะนาลอกทเกากวา เปนบรการขอความสนๆ (Short Message Service-SMS) SME คอ การบรการ 2 ทศทางสำาหรบขอความตว

อกษรผสมตวเลขสนๆ ( ตงแต 160 byte ขนไป) ขอความไดถกลำาเลยงในรปจดเกบและถกตกลบ

จากจดหนงไปยงอกจดหนง SMS ขอความสามารถถกสงไปยงอกฝายไปยงการบรการและแจงรบวาไดรบ

ขอความนนเปนการแบงแยกผสง SMS สามารถถกใชในแบบ cell broadcast สำาหรบการ สงขอความ ตวอยางเชน การปรบปรงการจราจรหรอการปรบปรงใหม ขอความสามารถถกเกบไวในการด

sim สำาหรบการจะนำากลบคนมาในภายหลง

เวอรชนยโรปของ GSM ปฏบตการทความถ 900 Mhz (และในขณะนมความถใหมท 1800 Mhz) และโทรศพททามกลางการใชได แต SIMs คอโทรศพท Dual-Band 900-1800 และ 900-1900 ทปลดปลอยเรยบรอยและในการผลต

Tri-band โทรศพท 900-1800-1900 GSM ไดถกคาดหวงวาจะ เปนการประดษฐในปถดไป ทจะถกอนญาตทามกลางการใชระหวางยโรปและอเมรกาเหนอ

เครอขาย GSM ประกอบดวย สถาน mobile ทคยไปยงสถานฐานเครองรบและเครองสง

ในเวลาเดยวกน บน UM interface หลาย BTS จะถกตตอไปยง BSC โดยเสนทาง Abis Interface และ BSC ตดตอไปยง MSC A interface

HLR และ VLR แบงบรการลกคาทลงนามเปนสมาชกและอนญาตการเคลอนยายทปราศจาก

รอยตอจาก 1 cell ไปยงทอน register ทนาเชอถอ และเครองมอ register แบงความ

ปลอดภยและความนาเชอถอ OMC และจดศนยกลางของ cell broadcast ในเครอขาย GSM (ไมไดแสดงในแผนงาน) เสยงสงผานบน air interface สามารถถกแปลรหสคำาพด

ไดถกถอดรหสท 13 kbps เหนอ air interface ใช EFR (Enhanced Fullrate Coding) คณสมบตของความสามารถของเสยงนำาไปสคณสมบตสายโทรศพท เมอ

เรว ๆ นไดมการพฒนา AMR(adaptive multi-rate coding) ยอมใหการแปลรหสคำาพดและการแปลรหสชองทางไปเปนชวงของคลนเสยงปรบการดำาเนนการซงยอมรบไดไมวกวนในกรณ

ของสภาวะทเครองมอสอสารดงกลาวทเปนภย เครอขาย GSM สนบสนน handovers โดย

อตโนมต จนกระทง mobiles ไมทำาการสงผานหรอรบตลอดเวลา การเผลาผลาญแบตเตอร สามารถ

ถกเกบไว นอกจากนการใช mobile DTX และ DRX ( การสงผานและรบไมตอเนองสงผาน

หรอรบเพยงเมอเกดการตรวจพบวามเสยงเกดขน ) ความสามารถทดกวาสามารถถกเกบรกษาไวไมวกวน คณสมบตทนาถกใจเปนอยางมากของระบบ mobile อน ๆ โดยเฉพาะเมอ mobile ไมไดสงผาน

และไดรบตลอดเวลานยอมให mobile ฟงเพอควบคมชองทางและแบงแยกสารสนเทศทเปนประโยชน สารสนเทศทเปนประโยชนเกยวกบชองทางอนสนบสนนไปยง cell

การพฒนาเมอไมนานมานและคลมถงการรเรม

- การประสานงาน GSM เขาดวยกนดวย Universal Wireless Communication Consortium (UWCC) ทแทนคาผล

ประโยชนของกลม TDMA คอ ทำางานไปขางหนา ทามกลางความเปนมาตรฐานทองเทยว

ไปเครอขาย GSM และ TDSM- หลกใหญ ๆ ของการปฏบตการ GSM ของยโรป วางแผนเพอจะทำาระบบสวนประกอบ

ทงหมดโดยทวไปของเครองมอใชในการสอสาร (GPRS) เทคโ นโลย คลายสวน

ววฒนาการไปเปนรนท 3- MExE จะยอมใหการปฏบตการแบงลกคา interface ผใชทเปนมตร ไปยง

เจาของการบรการจาก GSM ผาน GPRS และในบนทาย UMTS เรมแรกเครอง

มอของ MExE ถกคาดหมายเพอจะสนบสนน wireless application

protocol (WAP) และ โปรแกรมจาวา MExE สามารถขยายความสามารถท

มอยในปจจบนภายใน WAP โดยทำาใหสามารถยดหยนตอผใช interface มลกษณะเฉพาะทมประสทธภาพและความปลอดภย

- ระบบโทรศพทไรสาย GSM ไดแบงสถานบานเลก ๆ เพอทจะทำางานดวยความเปน

มาตรฐานของโทรศพท GSM ในวธทเหมอนกนไปยงโทรศพทไรสาย สถานฐานไดตดตอไป

ยง PSTN จำานวนสงทเคลอนยายดวยมอ จะยอมใหลกคารกษาจำานวน mobile ของพวกเขาไว เมอพวกเขาเปลยนการปฏบตการหรอผใหแบงการใหบรการ

- ตำาแหนงการบรการจะทำาใหวธดำาเนนการมาตรฐานสำาหรบ ตำาแหนงทางกายภาพของการเปนสมาชกสนสดลง

- ลกษณะเฉพาะการปฏบตการทไมมขอจำากดทคำาพดซงถกอดถกผาน ไมเปลยนแปลงเหนอ 64 kbps เชอมตอระหวางการแปลรหสตลอด เพราะฉะนนปรบปรงคณสมบตของเสยง

Time Division Multiple Access (TDMA) IS-136 Technology

TDMA ถกตงชออยางนนเพราะความถของ bands สามารถหาไดไปทางเครอขายทถก

แบงแยกไปยงตำาแหนงเวลาดวยแตละผใชสามารถเขาถงไปยงอกตำาแหนงเวลาทชวงเวลาสมำาเสมอ ผใช 3 คนรวมกนท bandwidth 30 kHz (Is 136) โดยแบงแยก carrier 30

kHz ไปยง 3 ตำาแหนงเวลา TDMA คอสงแรกทเฉพาะเจาะจงเชนเดยวกนกบความเปนมาตรฐาน

ของ EIA\TIA Interim Standard 50 (IS-54) IS-136 เวอรชนท

ววฒนาการของ IS-54 คอ มาตรฐาน United State สำาหรบ TDMA สำาหรบทง spectrum cellular (850 Mh) และ Pcs (19 GHz) TDMA IS-136 ถกพฒนาจาก TDMA IS-54 ไมเหมอนกนของ IS-54 ใชเวลาใหเปนประโยชนในการ

แบงแยกเกยวกบเครองมอสอสารทงเสยงและการสงผานชองทางการควบคม การควบคมชองทาง digital ยอมใหการอยอาศยและคลอบคลมถงการการกอสราง การเพมขนกระทนหนของแบตเตอร

เตรยมพรอมตลอดเวลา โปรแกรมขอความผบรการเหนอลกษณะการกระตนและโปรแกรมขยายขอมล (GSM โดยเฉพาะมลกษณะเฉพาะเหมอนกน) ชองทางควบคม digital ยอมใหสำาหรบการสราง

ของโปรแกรม cell จะทำาใหมนเหมาะสมกบ wireless PBX และโปรแกรมเรยงชอซำาแลวซำาเลา เครอขาย TDMS สงผานทอตราขอมลทสงบนความสำาคญชองทาง bandwidth ทตำา ผลใน

การเปลยนของ interface ชองทางรวมกน ดงอธบายเบองตนสำาหรบ GSM ตำาแหนงโครงสราง

ของเวลายอมให mobile เกบรกษาพลงงานแบตเตอรและเกบสารสนเทศเกยวกบชองทางอน IS-136 handsets นนเขากนไมไดดวย IS-54 TDMA สรางความสามารถในการใช bandwidth ทหาไดมากกวาเทคโนโลย analog รนกอน TDMA IS-136 ทมอย

ในอเมรกาเหนอทง 800 Mhz และ 1900 Mhz bands IS-136 TDMA โดยปกตแลวมอยรวมกนดวยชองทาง analog บนเครอขายทเหมอนกน หนงผลประโยชนของ

เทคโนโลย dual-mode คอ ผใชสามารถไดกำาไรจาก board คลอบคลมถงเครอขาย analog ทกอตงขนในขณะท IS-136 TDMA คลอบคลมถงการขยายขนภายใตและทเวลา

เดยวกนนำาผลประโยชนของเทคโนโลยทพฒนามากของ IS-136 TDMA ทมนมอย เครอขาย TDMA มการเพมขนของ ความสามารถของเครอขาย analog ( ใช bandwidth ท

เหมอนกน) โดย 3 เวลา

Universal Wireless Communication Consortium (UWCC) คอ กลมของมากกวา 100 telecom carrier และคนขายผลตภณฑ mobile และบรการทจดศนยสวมบนความพยายามในการพฒนาฐานบรการบน IS-136 TDMA และ IS WIN

Global TDMA Forum (GTF) ของ UWCC จดศนยรวมบนทงเทคโนโลยและผนำาการตลาดการพฒนา

IS-136 ฉบบปรบปรงแกไข A มเรมนำาเขาสลกษณะเฉพาะผบรการใหมเหมอน Adaptive channel allocation (ACA) ขนอยกบบนความสามารถของชองทางททนททนใดซง

ตดสนใจโดยระดบของการรบกวน Private System Identification (PSID) ทยอมใหการพฒนาอยในระดบทใหญของระบบความรวมมอ หนงในสองคอ หลายตำาแหนงหรอ

คลอบคลมถงการกอสรางยตกลมผใช 2 ทางของขอความทสน (SMS 256 char) IS-136 ฉบบปรบปรงแกไข B อางถงความเปนมาตรฐานทงหมด IS-1366+ ขอเสนอ จากขอเสนอ UWC-136 RTT สำาหรบเสยงและลกษณะเฉพาะของ circuit switched นา

สงเกตลกษณะเฉพาะเปนบรการขอมล packet ชวย handoff ปรบปรง SMS และความ

ฉลาดของการทองเทยว หลกการใหญของ US carrier ใช TDMA คอ บรการ AT&T Wireless, Bell South และ Southwestern Bell

Code Division Multiple Access (CDMA) Technology (IS-95) (cdmaOne)

What is CDMA ? CDMA (Code Division Multiple Access) เปนเทคโนโลยทใช

กบโทรศพทเคลอนทแบบหนงซง ขอมลทสงออกมาจากสถานฐานจะประกอบดวยขอมลของผใชหลายคน ใน

ระบบ CDMA นผใชแตละคนจะ ไดรบ code ชดหนงทไมเหมอนกบ code ของผใชคนอน เมอ

ใช code ดงกลาวถอดรหสสญญาณจากสถาน ฐานทำาใหผใชแตละคนไดรบขอมลในสวนของตวเองได

เทคโนโลย CDMA ทถกใชในอเมรกาเหนอเปนพนฐานบนมาตรฐานโปรโตคอล IS-95 ซง

ถกพฒนาครงแรกโดย QUALCOMM CDMA ตางจาก 2 เทคโนโลยอนโดยมนใชเทคน

กการแผกระจายสเปคตรมสำาหรบการสงเสยงหรอขอมลผานอากาศ แนนอนการแบง RF สเปคตรมในชอง สญญาณของผใชดวยความถหรอเวลา เทคโนโลยการแผสเปคตรมแบงผใชดวยการกำาหนดรหสดจตอลใหแก

ผใชภายในสเปคตรมเดยวกน จดเดนของเทคโนโลย CDMA คลอบคลมไปถงการปฏบตหนาทของผใช

ระดบสงและเปนอสระจากการสอดแทรกดวยคลนสญญาณอน เหมอนกนกบ TDMA IS-136 CDMA จะปฏบตงานในชอง 1900-MHz รวมทงชอง 800 การทำางานบนการพฒนา

มาตรฐาน CDMA ถกดำาเนนการเปนสวนใหญโดย CDMA Development Group (CDG) กลมของผผลตและปฏบตการ CDMA หลกไดฟอรมมาตารฐานและโปรโมต

เทคโนโลย CDMA CDMA Delvelopment Group (CDG) นำาชอ cdmaOne และ logo มาใชเหมอนการตงชอเทคโนโลยสำาหรบ IS-95-based ของ

ระบบ CDMA ทงหมด

CDMA Concept !!!! เมอเราพจารณาถงหลกการจดสรรชองสญญาณในระบบ FDMA(Frequency

Division Multiple Access) ผใชจะไดรบชวงความถทใชในการสงขอมล ระบบ TDMA(Time Division Multiple Access) ผใชจะไดรบชวงความถและใช

ชวงเวลาทกำาหนดในการสงขอมล และสำาหรบระบบ CDMA ผใชจะใชชวงความถทงหมดและไมจำากดชวง

เวลาโดย สง/รบขอมลโดยการเขา/ ถอดรหส เปรยบเทยบลกษณะการสงขอมลแบบตางๆตามรปขางลาง

Fequency Reuse สำาหรบระบบ TDMA และ FDMA จะแบงพนทออกเปนบรเวณขนาด หนงหรอทเรยกวา

cell โดย cell ทตดกนจะใชความถไมเหมอนกน ขณะทระบบ CDMA ทก cell จะใชความถ

ทงหมดเหมอนกนดง รปดานขวา ตามหลก multiple access ทกลาวไวแลวขางตน

CDMA Network รปขางลางนแสดง CDMA Cellular Network ทวๆไป base

station แตละทจะดแล cell ของมน(ในทนเปนรป 6 เหลยม) โดยทbase station จะ

ถกควบคมโดย base station controller (BSC) อกท จาก BSC กจะไปเชอม

ตอกบ Mobile Switching Center (MSC) ซงดแลการสวตซทงหมดนนคอ

เชอมตอคสายระหวางผใชโทรศพท2 คนเขาดวยกนทงเชอมระหวางโทรศพทเคลอนท 2 เครอง หรอเชอม

ระหวางโทรศพทเคลอนทกบโทรศพทตามบาน MSC จะมฐานขอมลอยเรยกวา Home Location Register/Authentication Center (HLR/AC) HLR จะเกบขอมลของผใชโทรศพทเคลอนททงหมดขณะท AC จะทำาหนาทเกยวกบการรกษาความ

ปลอดภยของขอมล สำาหรบ Operation and Maintenance Center (OMC) จะควบคมและดแลการประสานงาน network ทงหมด และหากเปนการตดตอไปยง

โทรศพทบาน MSC จะตดตอผานทาง Public Switched Telephone Network(PSTN)

IS-95 เปนมาตรฐานของ mobile และ base station สำาหรบ dual-mode

wideband spread spectrum มาตรฐานนนำามาใชงานในประเทศอเมรกากบ

800 MHz cellular bands ตอมาดดแปลงมาใชกบ Personal communications service(PCS) 1900 MHz มาตรฐานนเสนอโดย

บรษท Qualcomm ซงไดรบความรวมมอจาก AT&T , Motorola และหนวยงานอน

ทเกยวของ IS-95 เปน direct-sequence CDMA ทผใชแตละคนจะม

pseudorandom code ทไมเหมอนกน ป 1988,The Cellular Telecommunications Industry Association (CTIA)

กำาหนด User's Performance Requirements (UPR) สำาหรบ

cellular carrier's ในระบบ cellular ยคตอไป ซง IS-95 สามารถตอบสนองตอ ขอกำาหนดตางๆได ขอกำาหนดตางๆเหลานไดแก

Ease of transition and compatibility with existing analog systemEarly availability and reasonable costs for dual-mode radios and cells Substantial capacity increase over analog system capacity PrivacyLong 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

ในการใชงานขอกำาหนดทสำาคญมากและทำาให CDMA เปนทยอมรบเพราะมความยดหยนในการ

ใช งานสงคอ Dual-mode operation ซงสามารถทำาไดโดยใช CDMA channel ในชวงความถของ AMPS เมอผใชเปดเครอง เครองลกขายจะหา CDMA control channel ถาเจอกจะเรมสอสารโดยใช CDMA protocol ถาไมเจอกจะ

หา AMPS control channel และสอสารโดยใชระบบ AMPS แทน

รปขางบนแสดงการประมาณการกาวหนาของระบบ CDMA โดยมการเปลยนมาตรฐานทสงขน

เรอยๆ โดยพจารณาไดจากอตราการรบสงขอมล ซงมผลทำาให CDMA สามารถเปนเทคโนโลยทนำามาใช

ในยค 3G ไดอยางเหมาะสมในทสด ( อางองจาก www.cdg.org.com)

Spread Spectrum ระบบ TDMA และ FDMA จะใชวธการจดสรรคลนความถเปนชวงความถแคบๆสำาหรบผ

ใชแตละคน ในขณะท Spread Spectrum systems ขอมลจะถก

สง(spread) ผาน very wide channel พรอมๆ กบ user คนอนๆ เมอ

พจารณาทผใชแตละคนจะถอวาสญญาณของ user คนอนเปน Interference ดงนนจงไม

จำากดจำานวน subscriber(เครองลกขาย) ขนอยกบวาตองการ Quality of service เทาใด การทำาสเปรดสเปกตรมยคแรกๆมจดมงหมายเพอนำามาใชทางดานการทหารสำาหรบ

ปองกนการรบกวนของศตร(enermy jamming) แตปจจบนนำามาใชทาง commercial การทำาสเปรดสเปกตรมทนยมใน ปจจบนม 2 วธคอ Frequency hopping และ Direct-sequence

Frequency-hopping spread spectrum การ Jamming สามารถทำาไดโดยสง noise ทมกำาลงสงไปทความถใดๆ ทำาใหทความถ

นน

ไมสามารถตดตอสอสารได ซงสามารถ ปองกนไดโดยสงขอมลเปนลกษณะ packet ทความถหนง

สำาหรบ packet ตอมากสงอกความถหนง เปนลกษณะนไปเรอยๆ โดยทลำาดบการเลอก ความถจะเปน

ไปตาม pseudorandom sequence เรยงลำาดบนวา Frequency- hopping sequence โดยทลำาดบ ของ user แตละคนจะไมเหมอนกน แสดงลกษณะ

การสง ขอมลดงรปขางลาง

Direct-sequence spread spectrum ในสวนนจะอธบายถงแนวคดพนฐานของการทำาสเปรดสเปกตรมแบบ Direct-

sequence แบบงายเพอใหเขาใจระบบ CDMA สมมตระบบทเราสนใจมผใช 3 คน แตละคน

ไดรบชด PN code ทแตกตางกนกอนทผใชแตละคนจะสงขอมลจะสงขอมลออกจะนำาบตขอมลเหลา

นนไปสเปรดสเปกตรมโดยการนำาบตขอมลไปคณกบชดโคด PN ของตนเองทำาใหม bit rate สงขน ผลลพธทไดกคอขอมลทสงจะมรอตราการสงสง กวาขอมลจรงมาก ดวยเหตนจงเรยกวามการสเปรด

สเปกตรม(spread spectrum) และแบนดวดทของชองสญญาณกตองมขนาดใหญขน

ดวย ดงทแสดงในรป สมมตใหผใชหมายเลข 1, 2 และ 3 สงขอมล 11, 10 และ 01 ตามลำาดบ สญญาณททำาการสเปรดแลวทง 3 สญญาณนจะถก สงออกไปบนคลนความถเดยวกน ซงหมายความวาท

ภาครบจะไดรบสญญาณทเปนผลรวมของ 3 สญญาณรวมกน สำาหรบขนตอนในการแยกสญญาณแตละคน

สามารถทำาไดโดยนำา PN code ของตวเอง ไปคณกบสญญาณทรบไดและบวกระดบสญญาณแตละ chip จนเทากบความยาวของบตขอมลเดม ( ตามรปคอ 4 บต) โดยทผลรวมระดบสญญาณจะบอกถง

ขอมล นอกจากนสญญาณท spread ออกดวย PN code ชดหนงจะไมสามารถ despread ออกดวย PN code ชดอน ซงทำาใหเราสามารถสง สญญาณของผใชหลายคนลง

บนคลนพาหความถเดยวกนได

Chip Rate เมอนำาขอมลทม bit rate คาหนง มาคณกบ PN code จะทำาใหสญญาณใหมทไดม

bit rate สงขน และเรยก bit rate ใหมทสงขนนวา Chip rate โดยท Chip rate=1/Chip period

Correlation

เปนตววดวาสญญาณทไดรบมา "Match" กบสญญาณทตองการมากขนาดไหน หาก correlation=1 แสดงวา received signal กบ desired signal

นน Match กนพอด และ correlation นจะลดลงเรอยๆจนกระทงเปนศนยเมอเวลาผานไปตามรป

นำาความสมพนธนไปใชในระบบ CDMA ไดเชน ใช Shift register จำานวน 15 ตว ในการ

สราง code ทมคาบยาวเทากบ 32,768 chips (2 ยกกำาลง 15 แลวลบดวย 1) สถานฐานแตละแหงจะใชวงจรสราง code แบบเดยวกนแตจะมการเลอน chip ของลำาดบสญญาณ

ออกไปทละ 64chip ดงนนจะม code ทแตกตางกนสำาหรบใชงานไดทงหมด 32,768/64=512 ชดสำาหรบใชระบหมายเลขประจำาตวของสถานฐานไดมากถง 512 แหง

เมอนำาสญญาณทรบไดมาหา correlation กบ code ทมกจะรวาเปนสญญาณทสงมาจาก สถานฐานใด

Generate Codeรปขางลางแสดงวงจรการสราง code โดยใช shift register4 ตวและวงจรบวก

เลขฐาน 2 วงจรนสามรถสรางลำาดบสญญาณทมความยาวเทากบ 15chip(2 ยกกำาลง 4 แลวลบ

ดวย 1) เมอใหคาเรมตนของ shift register แตละตวเทากบ 0 และ Input เทากบ 0 0 0 และ 1 ตามลำาดบ จะไดชด code ทงหมด 15 ชด

Processing gain กำาหนดใหมคาเทากบอตราสวนระหวางอตราบตขอมลของ code PN ตออตราสงขอมลจรง

วงจรภาคสงของระบบ Direct Sequence ทใชการมอดเลตแบบ BPSK สามารถทำาไดโดยนำาขอมล d(t) มาสเปรดสเปกตรมสญญาณโดยคณกบโคด PN c(t)

แลวนำาสญญาณทไดไปมอดเลดแบบ BPSK โดยใชคลนพาหความถสง

วงจรภาครบของระบบ Direct Sequence ทใชการมอดเลตแบบ BPSK ในการดงสญญาณขอมล d(t) ออกมาจากสญญาณ RF ทรบไดและสญญาณนจะม

Propagation delay (t) คาหนง สามารถ despread ไดโดยนำา c(t-t)มา คณกบสญญาณทรบได จากนนนำาไปดมอดเลเตอร โดยผานวงจรคณและวงจรอนทเกรเตอร ใหสงเกตวา

วงจรภาครบจะตองประมาณ คา delay time ใหใกลเคยงทสด

CODE ทใชในระบบ CDMA(IS-95) ในระบบ CDMA ตามมาตรฐาน IS-95 มการใช code ทงหมด 3 ประเภท

Walsh code มชอเรยกอกอยางวา Hadamard code ประกอบดวย code ทมคณสมบต

orthogonal ระหวางกน ทงหมด 64 ชด โดยทโคดแตละชดมความยาวทงหมด 64 bits โคดประเภทนออกแบบมาเพอใชสำาหรบ สเปด ชองสญญาณทมอตราการสง 1.228 Mbps

Long PN code สรางจาก shift register ขนาด 42 bits ไดโคดทมความยาว 2^42 -1

โคดนจะมการซำาทกๆ 41.425 วน

Short PN code มอย 2 ชดคอ I และ Q แตละชดสรางจาก shift register ขนาด 15 bits

โดยใชโพลโนเมยลคนละแบบกน โคดนจะมการซำาทกๆ 26.66 ms และมความยาวเทากบ 32768

Downlink /Forward Link เปนการสงสญญาณจากสถานฐานไปยงโทรศพทเคลอนท ประกอบดวยชองสญญาณ 4 ประเภทคอ

1. Forward pilot channel2. Forward synchronization channel3. Forward paging channel4. Forward traffic channel

สำาหรบคลนพาหหนงความถ สามารถใชสงสญญาณรวมกนไดทงหมดไมเกน 64 ชองสญญาณ โดยม Pilot channel หนงชองเสมอ Synchronization channel ไมเกนหนง

ชอง Paging channel ไมเกน 7 ชอง และ Traffic channel อกจำานวนหนง ชองสญญาณทงหมดสามารถแยกจากกนไดโดย Walsh code 64 ชด แสดงลกษณะการแบง

ชองสญญาณตามรปขางลาง

1. Forward Pilot Channel pilot signal เปนสญญาณคลนพาหอางองสำาหรบการดมอดเลตแบบ

coherent โดยไมมขอมลจากผใชอยดวย และเพอใหเครองลกขายตรวจจบสญญาณไดงาย pilot signal จะใช Walsh code ทเปนศนย 64 บต (W0) ดงนนขอมลของสญญาณนจะ

มอยางเดยวคอ Short PN code ของ I และ Q ทำาใหสามารถแยก แยะไดวา pilot signal นสงออกมาจากสถานฐานใด ทกสถานฐานจะใช Short PN code ชดเดยวกน

เพยงแตจะมการเลอน chip ออกไปเปนจำานวนทแตกตางกนเทานน ปกตแลวเมอเปดเครองลกขายตว

เครอง จะทำาการวดระดบสญญาณ pilot กอนเปนอนดบแรกและจะเลอกตดตอกบสถานฐานทมระดบ

สญญาณแรงทสด นอกจากนทกสถานฐานจะใช Short PN code ชดเดยวกนหมดแตจะมการ

เลอน chip ออกไปทละ 64chip หรอทเรยกวา PN Offset ดงนนจะม code ใชงาน

ทงหมด 32,768/64=512 ชด code ชดหนงสามารถนำามาใชซำาไดในหลายๆ cell ได

หาก cell เหลานนอยหางกนมากพอทสญญาณจะไมรบกวนซงกนและกน

2. Forward Synchronization Channel เมอเครองลกขายตรวจพบ pilot signal แลวกจะตรวจหา sync signal เปน

ลำาดบทสอง โดยท sync channel ใช Walsh code ชดท 32 และใช PN code ชดเดยวกบ pilot channel ชองสญญาณนมไวเพอสงขอมลทจำาเปนตอการตดตอใน

ชวงแรก เพอท เครองลกขายจะไดสามารถ synchronize กบสญญาณทสงออกจากสถานฐานได

อยางถกตอง โดยขอมลนจะประกอบดวย cell site identification, pilot transmit power ทำาใหเครองลกขายทราบ system time,กำาลงสญญาณทควร

สงในระยะแรกได

3. Forward Paging Channel เมอโทรศพทเคลอนทตรวจพบ sync signal แลวกจะตรวจหา page signal

เปนลำาดบทสาม paging channel มไวสำาหรบใหสถานฐานใชในการเพจ (page) หรอ คนหาตำาแหนงของเครองลกขายทตองการจะตดตอดวย และหลงจากทสถานฐานสามารถตดตอกบเครอง

โทรศพททตองการไดแลวกจะจดสรรชองสญญาณทราฟฟกสำาหรบใชในการตดตอรบสงขอมลตอไป โดยปกต

หากไมใช page channel กจะจดสรรชองสญญาณใหเปน traffic channel แทน ชด Walsh code ทใชคอ W1-W7

4.Forward Traffic Channel

ชองสญญาณนมไวสำาหรบสงสญญาณเสยงและสญญาณอนๆตลอดชวงเวลาทมการตดตอสอสาร โดย Walsh code ชดทสามารถนำามาใชไดคอ W8-W31,W33-W63,W1-

W7 ซงผใชแตละคนจะไดรบการแบงชองสญญาณไมซำากนหรอ Walsh code ตางกนนนเอง การสรางสญญาณ นเรมจาก การเขา convolution code การทำา symbol repetition การทำา interleving จากนน

จงนำามาทำา data scrambling เพอเพม security ใหแกผใช เหมอนกรณชอง

สญญาณ paging แตจะใช long code mask ตางกนออกไป นอกจากนยงมการทำา power control โดย Puncturing data bits ท MUX นนคอดงเอา

ขอมลออก 1 bit ทกๆ bit ขอมล 800 bits แลวแทรก bit พเศษลงไปแทน โดยท 0 แสดงถงใหโทรศพทเพมกำาลงสง 1 แสดงวาใหลดกำาลงสงลง

Reverse Link / Uplink เปนการสงสญญาณจากโทรศพทเคลอนทไปยงสถานฐานหรออาจเรยกวา Reverse link

การสงในทศทางนจะมความซบซอนกวา uplink เพราะกำาลงของสญญาณทเครองโทรศพทสงออกม ขนาดออนกวาเมอเทยบกบกำาลงของสญญาณทสงออกจากสถานฐาน ดงนนจงตองมการเขารหสชอง

สญญาณทซบซอนกวา การสงสญญาณในทศทางนม 2 ชองสญญาณคอ

1 Access Channel2.Reverse Traffic Channel

สงเกตวาเราจะใชชด long PN code ในการระบประเภทของชองสญญาณแทน Walsh code ทใชใน forward link รปของลางแสดงการจดสรรชองสญญาณของ reverse link

1. Access Channel มหนาทหลกคอ ใชสงสญญาณ signaling ออกไปทสถานฐานเพอขอเรมการตดตอในกรณ

ทผใชตองการจะโทรออก และใชชองสญญาณนในการโตตอบกบสญญาณ signaling ทสงออกมา

จากสถานฐานผานทางชองสญญาณ paging จากนนจะนำาไปผานกระบวนการตามรป ขอมลของ access channel จะประกอบดวย acknowledge ของ paging channel message ลาสด,ตวเลขแสดงลำาดบของขอความทรบสงกน

อย,acknowledge ของขอมลอนๆ จะเปนขอมลทบอกตำาแหนงอยางคราวๆของตวโทรศพท

เคลอนทเอง ถาสถานฐานตองการ authentication parameters ทตองใชในการ

เขาสระบบ โทรศพทเคลอนทจะสง authentication data,random challenge,call-history parameter ไปให

โดยกำาหนดคงททอตราการสง 4800bps ใชรปแบบการสงเปน frame ขนาด 20ms โดย

โครงสรางของ frame แบงออกเปนสองสวนคอ information bits จำานวน 88 bits และ encooder tail อก 8 bits ดงนนอตราการสงมคาเทากบ (88+8)/20ms = 4,800 bps จากนนจงนำามาเขารหส

แบบ convolution ทละ 88 bits โดยมอตรา 1/3 และ constraint length เปน 9 จากอตรา 1/3 ทำาใหขอมลมอตราสงขน 3 เทา เปน 14.4bps แลวผาน repeater ทำาใหมอตราเพมเปน 2 เทาเปน 28.8bps จากนนจะทำาการ interleave เพอขจดการผดพลาดแบบเบรสตโดยจะนำาขอมลทละ 20ms 576bits มาเรยง

เปน 32 แถว 18 คอลมน เมอทำา interleave แลวจะทำาการแปลงขอมลทละ 6bits ใหเปน 64 bits โดย 64-ary Modulator ทำาใหมอตราการสงเปน 307.2kcps จาก

นนนำาขอมลมา spread ดวย long PN code ทไดจาก long code generator หลงจากทผานกระบวนการ spread สญญาณดวย short PN code ทง I และ Q สงเกตวาในการ modulate สญญาณจะตางไปจาก forward link เพราะมการ delay ขอมลในสวนของ Q เปนเวลาครงหนงของคาบเวลาหนง chip เรยก

ลกษณะการ modulate แบบนวา OQPSK(Offset QPSK) ในสวนของ long code generator จะประกอบดวย ชด register จำานวน 42 ตวคอกน และสวนของ 42-bit Access Long Code Mask ททำาหนาทแยกแยะและบอกถง parameters ทสำาคญในการตดตอ เชน หมายเลขของชองสญญาณ access หมายเลข

ชองสญญาณ paging ทกำาลงตดตออย หมายเลขของสถานฐานทจะตดตอดวย หมายเลขของ Pilot PN ทใชงานอย ดงนนสถานฐานจะสามารถแยกสญญาณของผใชแตละคนไดโดย Long PN code นนเอง

2. Uplink traffic channels วงจรเขารหสสญญาณเสยงจะกำาเนด packet จำานวนหนงทกๆ 20 ms โดยทโครงสราง

ของ packet จะคลายกนแตความยาวจะไมเทากนขนกบปรมาณการพด(ปรมาณขอมล)ของผใช

โทรศพท IS-95 แบง packet ออกเปน 4 ชนดจะมการใช CRC bits เพอชวยตรวจสอบ

และแกไขความผดพลาดของขอมล สญญาณทไดจาก 64-ary orthogotal modulator จะนำาไปเขาวงจร Data burst randomizer ซงทำาหนาทกรอง

สญญาณทซำากนออกไปในกรณท bit rate ทใชในการสงมคาตำา การทไมมสญญาณสงออกไปบางชวง เวลานนจะชวยลดปรมาณสญญาณรบกวนภายในระบบลงได ซงจะทำาใหระบบสามารถรองรบผใชบรการจำานวน

มากขนได จากนนจะนำาสญญาณไป spread ออกดวย Long PN Code ชดเดยวกบชอง

สญญาณ access และ modulate ออกเปน RF signal ในทสด

Mobile Station Call Processing ประกอบดวย 4 สถานะ

1. Mobile station initialization state - เลอกวาจะใชระบบ analog หรอ CDMA -เมอเลอกระบบ CDMA กจะตรวจหาจนกระทงไดรบ Pilot channel - รบและนำา message ทไดจาก Sync channel ไปหา system configuration และ timing

information -Synchronize long code timing และ system

timing สำาหรบระบบ CDMA 2. Mobile station idle state

โทรศพทเคลอนทจะตรวจหา messages ทมากบ paging channel โทรศพทเคลอนทสามารถรบ messages ,an incoming call, เรม an

original call , เรม registration หรอ เรม message transmission 3. System access state

- โทรศพทเคลอนทจะสง messages ไปหาสถานฐานบน access channel และรบ messages ทสถานจะสงกลบมาทาง paging channel สภาวะนจะสามารถ

แยกเปนสถานะยอยๆไดซงโทรศพทเคลอนทจะตองทำาตามขนตอนตามน

- ตรวจหา paging channel และรบ configuration messages - สง origination message ไปยงสถานฐาน

- สง paging response message ไปยงสถานฐาน

- สงสญญาณตอบรบเมอไดรบ message ตางๆจากสถานฐาน

- สง registration message ไปยงสถานฐาน

- สง data burst message ไปยงสถานฐาน

4.Mobile station control on the traffic channel state โทรศพทเคลอนทตดตอสอสารกบสถานฐานโดยใช forward

และ reverse traffic channel สภาวะนจะสามารถแยกเปนสถานะยอยๆไดซงโทรศพทเคลอนทจะตองทำาตามขนตอนตามน

- ตรวจสอบอกครงวาตวโทรศพทเคลอนทเองสามารถรบ forward traffic channel และสงกลบทาง reverse traffic channel ได

- รอคำาสงโดยพจารณาจากสญญาณเตอน (alert) จาก information message

- รอผใชตอบรบการโทรเรยก

- แลกเปลยน primary traffic packets กบสถานฐานภายใต

primary service option application

- ยกเลกการตดตอในสถานะยอยน (release substate)

Base Station Call Processing แบงเปน 4 กระบวนการใหญๆ

1.Pilot and Sync channel processing สถานฐานจะสง Pilot channel และ Sync channel ไปทโทรศพทเคลอนท

เพอทจะทำาใหโทรศพทเคลอนทสามารถ synchronize กบระบบ CDMA ได โดยถอวาขณะน

ตวโทรศพทอยในสถานะ Mobile station initialization state 2.Paging channel processing

สถานฐานจะสง Paging channel ซงโทรศพทเคลอนทกำาลงรอรบขอมลอย กระบวนการนเกดขนขณะทโทรศพทเคลอนทอยใน Mobile station idle state และ

Mobile station access state 3.Access channel processing

สถานฐานตรวจหา access channel เพอจะรบขอมล (message) จาก

โทรศพทเคลอนท ขณะทโทรศพทเคลอนทอยในสถานะ system access state 4.Traffic channel processing

สถานฐานจะใช forward และ reverse traffic channel เพอตดตอรบสงขอมล

(communicate) กบโทรศพทเคลอนท ขณะทโทรศพทเคลอนทอยในสถานะ Mobile station control on traffic channel state

นกเปนแผนทแสดงบรเวณทมการใชระบบ CDMA ทงทวโลกและ Asia-Pacific และยงม

กราฟแสดงสวนแบงการตลาดเมอเทยบกบระบบอนดวย ขอมลนไดมาตอนตนป2000 นะครบและตอนน

กำาลงหาขอมลเกยวกบจำานวนโทรศพทเคลอนทระบบ CDMA ทเชอมตอกบ Internet ได โดย

เปรยบเทยบกบ GSM ดวย ->coming soon

Mobile Wireless Market: Technology Forcasts

เมอไมกปมานการคมนาคม(การสอสาร) เพมมากขนใน mobile network และ จำานวนของผลงนามเปนสมาชกมมากกวาทคาดไว ในความเปนจรงในหลายแหงการแทรกซมของ

mobile ไดเตบโตถงกวา 50% ในสวนนเราจะพดเกยวกบตลาดทมอยสำาหรบ 2G technology รวมทงการคาดการณสำาหรบเทคโนโลยน และ 3-generation network

หลงจากทเกดขนในเวลาเดยวกนกบเทคโนโลยดจตอลสำาหรบ 3-5 ปมาน เราจะเหนการ

หาย(สาบสญ)ของเทคโนโลย analogue ดงทไดกลาวมาแลวการอพเดทลาสดจาก [2] ซงเปน

จำานวนของผลงนามเปนสมาชก(subscriber) digital cellular (โทรศพทเคลอนท

ระบบดจตอล) ไดถกคาดหวงเปน 2 เทาจากราวๆ 624 ลานในป 2001 มากขนถง 1.14 พน

ลานในตนป 2003 และอาจจะเพมสงขนถง 1.62 พนลานในตนป 2005 ในเวลาเดยวกนเราจะ

เหนจำานวนของผลงนามเปนสมาชกของ analogue cellular หลนลงจาก 80 ลานในตนป 2001 เหลอ 37 ลานในตนป 2003 และเหลอเพยง 14 ลานในตนป 2005

เทคโนโลย 2-generation ในปจจบน เนองจากการพฒนาใหดขนอยางตอเนองและสงท

ปดคลมหรอหม 2.5G ควรจะสามารถเจรญเตบโตหรอพฒนาไดในระดบกลางและตอเนองไปถงตลาดรวม

ประสบความสำาเรจ สำาหรบอยางนอยทสดอก 5 ปขางหนา เชนเดยวกนเทคโนโลย 3G ไมควรจะมกระทบ

สวนใหญจนถง 2003 และจากนนทเกดขนในเวลาเดยวกนกบเทคโนโลย 2G สำาหรบอก 2 ถง 3 ป กอนจำานวนทเพมขนทเดนชด รปตอไปนจะแสดงใหเหนถงการกระจายของผลงนามเปนสมาชกในระบบ

cellular ซงหลากหลายของโลก และการพยากรณสำาหรบอนาคต