CDMA
นวัตกรรมทางเทคโนโลยีของ กสท.

ในช่วงปี ค.ศ. 1970 โทรศัพท์เคลื่อนที่รุ่นแรกได้ถูกนำมาสู่การให้บริการโทรศัพท์แบบไร้สาย โดยมีลักษณะสามารถเคลื่อนที่ไปในระหว่างที่ใช้งานได้ โดยโทรศัพท์เคลื่อนที่จะอาศัยเทคโนโลยีของการผสมคลื่นเชิงความถี่แบบอนาล็อก (Analog) ได้แก่ระบบ AMPS (Advanced Mobile Phone System), NMT (Nordic Mobile Telephone) ต่อมาต้นปี ค.ศ. 1990 เทคโนโลยีแบบดิจิตอลได้ถูกนำมาใช้งานแทนการผสมคลื่นเชิงความถี่แบบอนาล็อก ซึ่งการนำเทคโนโลยีแบบดิจิตอล (Digital) มาใช้งานนี้นับได้ว่าเป็นการใช้ทรัพยากรด้านความถี่ที่มีอยู่อย่างจำกัดให้มีประสิทธิภาพ ซึ่งการนำเทคโนโลยีชนิดนี้มาให้บริการ นับได้ว่าประสบผลสำเร็จเป็นอย่างมาก และหนึ่งในเทคโนโลยีแบบดิจิตอลที่ให้บริการนี้ คือ CDMA (Code Division Multipex Access) ซึ่งเป็นเทคโนโลยีที่การสื่อสารแห่งประเทศไทย (กสท.) ได้เลือกนำเอาระบบ CDMA มาให้บริการแก่ผู้ใช้บริการในประเทศไทย

หัวข้อ	CDMA	TDMA		Remark
		US-TDMA (IS-136)	GSM
1. Cell Capacity	/	-	-	CDMA มีความจุต่อเซลประมาณ 5.5-8 เท่าของAnalog AMPS ขณะที่ US-TDMA มีความจุต่อเซลเป็น 3 เท่าของ Analog AMPS (ที่ค่าของการใช้ความถี่ซ้ำเท่ากับ 7/21 ) และ GSM มีความจุต่อเซลเป็น 2.1 เท่าของ Analog AMPS (ที่ค่าเท่าของการใช้ความถี่ซ้ำเท่ากับ 4/2)
2. Coverage	/	-	-	CDMA ให้รัศมีต่อเซลกว้างกว่า TDMA เนื่องจากใช้เทคนิคของ Spread Spectrum และต้องการค่า E/b : N/o ต่ำ
3. Cost (lower)	/	-	-	เนื่องจาก CDMA สามารถเพิ่ม Coverage ได้ประมาณ 33% เมื่อเทียบกับ TDMA ดังนั้น จำนวน Base Station จึงลดน้อยลง ทำให้ Infrastructure Cost ลดลงด้วย
4. Soft Handoff	/	-	-	เป็นเทคนิคเฉพาะของ CDMA เพื่อช่วยเพิ่มคุณภาพของบริการ ทำให้ปราศจากเสียงคลิ๊กเมื่อผู้ใช้คลื่นที่ข้ามระหว่างเซล
5. ปราศจากการวางแผนความถี่	/	-	-	CDMA สามารถใช้ความถี่เดียวกันในทุกเซลและเซคเตอร์ ทำให้ไม่ต้องมีความยุ่งยากในการวางแผนความถี่
6. การสนับสนุน CDMA 800 MHz	/	-	-	CDMA สามารถรองรับผู้ใช้บริการที่ถือเครื่องลูกข่าย Dual Band (1900/800 MHz) ได้ ทำให้ผู้ใช้สามารถใช้เครือข่าย 800 MHz ตาม Highway ได้
7. การสนับสนุน IMT-2000	/	-	-	- CDMA มีความ Compatibilty กับ CDMA 2000 (ข้อเสนอของหน่วยงาน TIA ของสหรัฐอเมริกา - US-TDMA (IS-136) มีความ Compatibility กับ UWC-136
หัวข้อ	CDMA	TDMA		Remark
		US-TDMA (IS-136)	GSM
				ข้อเสนอของหน่วยงาน TIA ของสหรัฐอเมริกา) - GSM มีความ Compatibilty กับ W-CDMA 2(ข้อเสนอของหน่วยงาน ETSI ของกลุ่มประเทศยุโรป)
8. Privacy	/	-	-	เนื่องจากการใช้ Encryption ทั้ง 2 ระบบ
9. Customer Satisfaction - Price - Voice Quality - Battery Life - การรับส่งข้อมูล                 - International Roaming	- / / /                 /	/ / - /                 /	/ / - /                 /	แต่อย่างไรก็ตาม ราคาเครื่องลูกข่ายมีแนวโน้มต่ำลงเนื่องจากปริมาณผู้ใช้บริการ CDMA มีอัตราการเพิ่มขึ้นอย่างรวมเร็ว มีค่า MOS (Mean Opinion Score) เท่ากับ 3.5-4.1 เนื่องจาก CDMA ต้องการกำลังส่งต่ำ จึงมีผลทำให้อายุ Battery ยาวขึ้น - CDMA สามารถให้บริการรับส่งข้อมูลด้วยความเร็ว 76.8-115 Kbps (IS-95B) - US-TDMA สามารถให้บริการรับส่งข้อมูลด้วยอัตราความเร็วถึง Kbps (IS-136+) - GSM สามารถให้บริการรับส่งข้อมูลด้วยอัตราความเร็ว 64-115 Kbps (GSM++) สามารถให้บริการ International Roaming แบบอัตโนมัติได้

 

หลักการทำงานของระบบดิจิตอล CDMA

เซลลูล่าร์ระบบดิจิตอล CDMA จะเริ่มจากการแปลงสัญญาณอนาล็อก เป็นสัญญาณดิจิตอล โดยอาศัยวิธีการ Pulse code Modulation (PCM) ซึ่งจะทำการซุ่มสัญญาณอนาล็อกออกเป็นช่วงๆ แล้วนำขนาดของสัญญาณมาจับคู่กับบิทของข้อมูล โดยมีความเร็วในการส่งข้อมูล 64 Kbps แต่เนื่องจากแบนด์วิทยุของความถี่มีอยู่จำกัด ดังนั้น จึงต้องมีการอัด (Enchanted Variable Rate Code) เพื่อให้ข้อมูลที่ออกมามีความเร็ว 8 Kbps จากการที่บิทของข้อมูลผ่าน EVRC นั้น จะส่งผลให้ผู้ใช้บริการ สามารถให้มีผู้ใช้บริการได้มากกว่าปกติ หลังจากนั้นแล้วบิทข้อมูลจะถูกเข้ารหัสกับสัญญาณข้อมูล (Long Pseudo Noise (PN) Code) ซึ่งจะประกอบด้วยข้อมูบ Electronic Serial Number (ESN) ซึ่งเป็นข้อมูลเฉพาะของเครื่องลูกข่าย (Subscriber) ดังนั้น จะสามารถช่วยป้องกันการดักฟังข้อมูลที่ส่งผ่านคลื่นวิทยุที่แพร่ออกไปในอากาศได้ และนอกจากนั้นแล้ว ข้อมูลจะถูกส่งผ่านเข้าไปผสมกับสัญญาณ Walsh Code สัญญาณ Walsh Code จะมีคุณสมบัติ Orthogonality ซึ่งจะช่วยทำให้ภาครับสามารถแยกรับข้อมูลที่จะส่งไปยังผู้ใช้แต่ละรายได้ และสามารถขยายแบนด์วิท (Spread Spectrum) ที่ใช้ส่งข้อมูลให้กว้างขึ้นถึง 128 เท่า ทำให้สามารถลดกำลังส่งข้อมูลให้ต่ำลงได้ ต่อจากนั้นบิทของข้อมูลจะถูกส่งเข้าไปผสมกับสัญญาณข้อมูล Short Pseudo Noise (PN) Code) ซึ่งในแต่ละสถานีเครือข่าย/Sector ใด และทำให้สามารถใช้ความถี่เดียวกันในทุกสถานีเครือข่าย/Sector ได้ การกระทำเช่นนี้เรียกว่า FRP (Frequency Peuse Pattern) และจากนั้นก็จะเป็นการนำเอาบิทข้อมูลมาทำการผสมกับคลื่นความถี่วิทยุ โดยใช้เทคนิค p /4 QPSK (Quadrate Phase Shift Keying) เพื่อเข้าการส่งข้อมูลไปในอากาศ และในทำนองเดียวกันกับภาครับ ก็จะกระทำการเช่นเดียวกัน โดยมีลักษณะตรงกันข้ามกับภาคส่งทุกประการ จากคุณสมบัติข้างต้น ทำให้ระบบดิจิตอล CDMA สามารถให้บริการเสียงที่มีคุณภาพดี ความคงทนในการรับส่งข้อมูลและมีความจุสูง ดังแสดงในรูป ที่ 1 และรูปที่ 2 แสดงถึงไดอะแกรมสำหรับทางด้านจากสถานีเครือข่ายไปยังเครื่องลูกข่าย และด้านจากเครื่องลูกข่ายไปยังสถานีเครือข่ายตามลำดับ

CDMA กสท. จะก้าวเข้าสู่ CDMA 2000 (IMT-2000)ในอนาคตหรือไม่

จากที่กล่าวมาแล้ว เทคโนโลยีแบบดิจิตอลได้ถูกนำมาใช้ในโทรศัพท์เคลื่อนที่ เพื่อให้บริการเสียงข้อมูลความเร็วต่ำ และยังสามารถใช้ความถี่ที่มีได้อย่างมีประสิทธิภาพ และยังป้องกันการดักฟัง เช่น ระบบ GSM (Global System for Mobile Communication), TDMA และ CDMA ต่อมา ITU ได้ศึกษาจัดทำระบบโทรศัพท์เคลื่อนที่ที่สามารถให้บริการได้ทั่วโลก หรือที่เรียกว่า Internation Mobile Telecommunication for the year 2000 (IMT-2000) โดยมีเป้าหมายเพื่อกำหนดมาตรฐานสำหรับ Air Interface ให้สามารถใช้งานได้ทั่วโลก และยังสามารถให้บริการด้านมัลติมีเดีย (Multimedia) ได้ โดยกำหนดช่องความถี่ 230 MHz สำหรับ IMT-2000 ให้แก่หน่วยงานต่างๆเพื่อให้เป็นไปตามมาตรฐานเดียวกันหมดทั่วโลก

การสื่อสารแห่งประเทศไทย (กสท.) ในการเป็นผู้บริการด้านโทรคมนาคมของประเทศไทย และเป็นผู้ริเริ่มเอาระบบ CDMA มาเป็นผู้ให้บริการเป็นรายแรกนั้น ซึ่งก็นับว่าได้เปรียบกว่าระบบอื่นๆ ที่มีให้บริการอยู่เป็นอย่างมาก ไม่ว่าจะเป็นด้านเทคนิคอันทันสมัย และยังแก้ไขข้อบกพร่องของระบบเดิมที่มีการให้บริการอยู่อย่างสิ้นเชิงในอนาคตอันใกล้นี้ มีแนวโน้มของการก่อให้เกิดการใช้บริการร่วมกันทั้งด้าน Wireless และ Wire Line ซึ่งรวมถึงการเจริญเติบโตอย่างรวดเร็ว ของ Internet และการให้บริการความเร็วสูง ซึ่ง CDMA-2000 นี้ จะรองรับการให้บริการได้ โดยแบ่งออกเป็น 3 รูปแบบ คือ

1. การให้บริการข้อมูลความเร็วต่ำ เช่น การรับส่ง Fax การรับส่ง E-mail การรับส่งข้อมูลแบบสั้น (Short Massage)
2. การให้บริการข้อมูลความเร็วปานกลางที่ระดับความเร็ว 64-144 Kbps เช่น การถ่ายโอนข้อมูลและการติดต่อผ่านทางเครือข่าย Internet
3. การให้บริการข้อมูลความเร็วสูงที่ระดับความเร็วถึง 2 Mbps ทั้งระบบ Circuit และ Packet เช่น การให้บริการประชุมผ่านทางจอภาพ

1. การทำงานของสถานีเครือข่ายแบบ Synchronization ซึ่งช่วยให้การ hand off ระหว่าง CDMA และ CDMA-2000 ทำได้ง่ายขึ้น และยังรวมถึงโครงสร้างของ Frame ข้อมูล และสัญญาณ Pilot ที่เป็นแบบ Code – Multiplexed ที่มีลักษณะคล้ายคลึงกัน ซึ่งจะง่ายที่จะทำให้เครื่องลูกข่ายติดต่อกับระบบได้เร็วขึ้นและง่ายขึ้น
2. ส่วนของเครื่องลูกข่าย (Subscriber) นั้น สามารถที่จะใช้งานร่วมกันได้ เพราะเป็นแบบ Dual-Mode