Code Division Multiple Access

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Code Division Multiple Access

Code division multiple access (abrégé en CDMA, la commission générale de terminologie et de néologie propose le terme accès multiple par répartition en code, abrégé en AMRC), est un système de codage des transmissions, utilisant la technique d'étalement de spectre. Il permet à plusieurs liaisons numériques d'utiliser simultanément la même fréquence porteuse.

Il est appliqué dans les réseaux de téléphonie mobile dans le segment d'accès radio, par plus de 275 opérateurs dans le monde surtout en Asie et en Amérique du nord et au Cameroun. Il est aussi utilisé dans les télécommunications spatiales, militaires essentiellement, et dans les systèmes de navigation par satellites comme le GPS, Glonass ou Galileo.

Dans le domaine des services mobiles, la norme CDMA2000 utilise CDMA. Celle-ci permet aux op√©rateurs de proposer √† leurs abonn√©s notamment des services d'acc√®s √† Internet √† haut d√©bit via la norme Evolution-Data Optimized (EV-DO). √Ä la fin de 2007, avec 3,1 milliards d'abonn√©s √† l'√©chelle mondiale (contre seulement 431 millions d'abonn√©s utilisant une norme √† base de CDMA), la norme GSM est dominante sur le march√© des services de base 2G/2.5G. En revanche la technologie CDMA 2000 continue d'√™tre la technologie de services mobiles 3G la plus d√©ploy√©e avec une part de march√© d'environ 70 % (contre 29 % pour l'UMTS/W-CDMA/HSDPA)[r√©f. n√©cessaire].

Sommaire

Utilisation commerciale

CDMA-2000 (Code Division Multiple Access) est une √©volution du syst√®me CDMAOne utilis√© aux √Čtats-Unis d'Am√©rique. Il permet des d√©bits allant th√©oriquement jusqu'√† 2 Mbit/s.

Le standard CDMA-2000 est fondé sur l'interface radio CDMA développé à l'origine par l'armée Américaine.
CDMA-2000 est développé par le 3GPP2 (3rd Generation Partnership Project #2) qui regroupe la TIA en Amérique, L'ARIB, le CWTS et TTA en Asie Pacifique et le forum international TTC.

L'ETSI Européen ainsi que le T1P1 américain n'en font pas partie et se concentrent uniquement sur l'UMTS.

Le CDMA-2000 est un standard américain TIA sous la référence IS-2000.

Selon le CDMA development Group, √† la fin 2007, 275 op√©rateurs dans plus de 100 pays ont d√©ploy√© (ou sont en train de d√©ployer) des services de t√©l√©phonie mobile utilisant la technique CDMA dans les bandes de fr√©quences de 450, 700, 800, 1 700, 1 900 et 2 100 MHz[1]. Les premiers services commerciaux CDMA sont apparus en 1996 et les premiers services CDMA 3G ont rapidement suivi (d√®s le d√©but des ann√©es 2000). La migration de la 2G/2.5G √† la 3G en CDMA ne pr√©sente pas de barri√®re √©conomique aussi importante que pour le GSM (par exemple il n'a pas √©t√© n√©cessaire d'investir dans de nouvelles stations de base). Ayant r√©ussi √† rentrer dans la fen√™tre de march√©, la norme CDMA2000 est √† la fin de 2007 dominante sur le march√© des services mobiles 3G au niveau mondial (environ 70 % de part de march√© selon le rapport Infonetics Research[2]). Il y a environ 418 millions d'abonn√©s CDMA2000, dont plus de 90 millions d'utilisateurs EV-DO.

Nombre d'abonn√©s cdmaOne et CDMA2000 au 31 d√©cembre 2007 :

  • Total mondial : 431 100 000
  • R√©gion Asie - Pacifique : 210 800 000. Les grands op√©rateurs d√©ployant la technologie CDMA2000/EV-DO comprennent notamment Au by KDDI, SK Telecom, Reliance Infocomm, China Unicom‚Ķ
  • R√©gion Am√©rique du Nord : 137 500 000. Le nombre total d'abonn√©s aux services data mobiles[3] est √©valu√© √† 2 millions, dont 3 % (64 000) avec la technologie W-CDMA/HSDPA et 97 % (2 millions) avec la technologie CDMA2000/EV-DO. Les grands op√©rateurs d√©ployant la technologie CDMA2000/EV-DO comprennent notamment Verizon, Sprint, Bell Canada, Telus, ‚Ķ
  • R√©gion Cara√Įbe & Am√©rique Latine : 69 200 000
  • R√©gion Europe, Moyen Orient & Afrique : 13 600 000

Chiffre d'affaires des op√©rateurs en 2007 avec les services CDMA2000/EV-DO au niveau mondial : 2,5 milliards de dollars

  • 47 % dans la r√©gion Asie-Pacifique
  • 44 % en Am√©rique du Nord

Alors que le CDMA et CDMA-2000 étaient des systèmes de répartition en mode circuits, l'introduction du mode paquet et l'élargissement du spectre ont débouché sur le Wideband-CDMA (W-CDMA), couche physique du standard UMTS.

Origines

C'est une actrice hollywoodienne, Hedy Lamarr, aidée de George Antheil, qui est à l'origine de ce système, en déposant un brevet en 1941. Ils proposaient cette technique pour que le guidage radio de torpilles ne puisse être intercepté par l'ennemi. Cependant, l'armée américaine a attendu que le brevet expire pour l'exploiter[4].

Qualcomm a été le premier à développer cette technologie. En 1993, elle est adoptée par la Telecommunication Industry Association. Plus tard elle est améliorée et affinée par Ericsson.

Autres techniques de multiplexages

Pour la t√©l√©phonie mobile, deux autres techniques sont envisageables pour faire passer plusieurs canaux de communication sur la m√™me fr√©quence porteuse : le multiplexage temporel (TDMA, pour Time Division Multiple Access, la commission g√©n√©rale de terminologie et de n√©ologie propose le terme ¬ę Acc√®s multiple √† r√©partition dans le temps ¬Ľ, abr√©g√© en ¬ę AMRT ¬Ľ), le multiplexage de fr√©quence (FDMA, pour Frequency Division Multiple Access, la commission g√©n√©rale de terminologie et de n√©ologie propose le terme Acc√®s multiple par r√©partition en fr√©quence, abr√©g√© en ¬ę AMRF ¬Ľ).

La norme GSM ne recourt pas au CDMA, mais aux deux autres techniques.

CDMA et étalement de spectre

D√©velopp√© dans les ann√©es 1980 pour les communications par satellite, le CDMA consiste √† ¬ę √©taler le spectre ¬Ľ au moyen d'un code allou√© √† chaque communication. Le r√©cepteur utilise ce m√™me code pour d√©moduler le signal qu'il re√ßoit et extraire l'information utile. Le code lui-m√™me ne transporte aucune information. L'op√©ration n√©cessite d'importantes capacit√©s de calcul, donc des composants plus co√Ľteux pour les terminaux grand public. En revanche, les op√©rateurs ont recours au CDMA pour les liaisons par satellite de leur r√©seau fixe.

Il existe deux mani√®res d'√©taler le spectre :

  • S√©quence directe : chaque bit d'information est remplac√© par une s√©rie de bits, que nous appellerons code; cette s√©rie est extraite d'une s√©quence pseudo-al√©atoire. Imaginons un d√©bit R de 10 kbit/s n√©cessitant une bande passante de 10 kHz. En rempla√ßant chaque bit par son code (disons 10 bits par code), on multiplie le d√©bit transmis par 10, ce qui donne 100 kbit/s. Le fait de transmettre 10 fois plus vite √©largit donc le spectre transmis dans un rapport 10. Concr√®tement, on augmente le d√©bit des transmissions, mais le d√©bit d'information utile est inchang√© apr√®s d√©codage.
  • √Čvasion ou Saut de fr√©quence : on utilise N fr√©quences pour une communication. Le choix des fr√©quences se fait selon un mod√®le pr√©d√©fini √† l'avance (afin de permettre au r√©cepteur de r√©cup√©rer la communication). On dit que le FH est lent si l'on change de fr√©quence apr√®s l'envoi d'au moins un symbole, ou rapide si l'on change de fr√©quences durant l'envoi d'un symbole.

Notes et références

  1. ‚ÜĎ Source : revue ¬ę Mobile Leader ¬Ľ, √©dition de printemps 2008 [1][PDF]
  2. ‚ÜĎ Infonetics Research, ¬ę Mobility: Broadband, Phones, Subscribers, and Services; Biannual Worldwide Market Share and Forecasts ¬Ľ. 7,2 millions d'abonn√©s aux services data mobiles √† la fin 2007. 71 % (5,1 millions) sont sur CDMA2000/EV-DO et 29 % (2,1 millions) sont sur W-CDMA/HSDPA ; Pr√©vision : 143,6 millions d'abonn√©s en 2011 (forte acc√©l√©ration) ; La technologie WCDMA/HSDPA deviendra dominante en termes de nombre d'abonn√©s large bande mobiles vers fin 2010, avec une croissance annuelle de 292 %, compar√©e √† une croissance de 192 % pour la technologie CDMA/EV-DO
  3. ‚ÜĎ Source : infonetics research, mars 2008
  4. ‚ÜĎ IEEE - Hedy Lamarr, 1914 - 2000

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