クアルコムのCDMA電力制御：全員が話せるよう、すべての携帯電話がささやく

1980年代後半、移動体電話は割り当ての問題だった。各通話者に周波数かタイムスロットを与え、その間にガードバンドを置く。当時主に衛星メッセージング企業だったクアルコムは、逆の主張をした。すべての端末が同じ周波数で同時に送信し、拡散符号だけで分離し、電力制御をシステム全体の基幹機能にする、と。

物理法則は彼らに不利だった。地上の伝搬損失は距離の4乗則に従う。5マイルのセルでは距離が100倍変動し、伝搬損失は80デシベル以上変動するため、基地局の近くの制御されない端末は、セル端の端末を圧倒する。1989年11月に出願されたクアルコムの特許はこのループを閉じる。各端末は受信パイロットを測定して電力を反比例に調整し、セルサイトは到来する各信号を測定して、通信可能な最小レベルに向けてさらなる補正を指令する。

ささやくことへの報酬は、全員がささやけることだ。すべての送信機がその下限に保たれれば、干渉の下限は全符号が復号できるほど低く保たれ、同じスペクトルがすべてのセルで再利用される。1991年のギルハウゼン、ジェイコブス、パドヴァーニ、ヴィタービ、ウィーバー、ウィートリーによる容量論文が利得を数値化し、この方式はセルラーCDMAの実働中核となった。

すべての信号が等しくかすかに届く

CDMA受信機はすべてのユーザーを雑音として聞くため、容量は総干渉量で決まる。送信を減らす各ユーザーは、文字通り他のユーザーに容量を譲り渡す。

開ループ推定だけではフェージングや距離の変化を追跡できないため、基地局側の指令ループが微調整を担う。

周波数スロットとタイムスロットは限界まで設計されていた。符号共有は、争いをインフラから送信機の規律へ移した。

このループは、クアルコムがすでに衛星リンクで運用していたものの強化だった。衛星では伝搬損失の変動はわずか1〜2dBだが、地上セルでは80dBを超える。

最も声の大きいユーザーによって台無しにされた資源への解決策は、車線を増やすことではない。すべてのユーザーを機能する最低レベルに保つことだ。容量は引き算から生まれた。新しいスペクトルではなく、自制だけである。

1991年10月に特許が認可され、このループはセルラーCDMAの実働の中核となった。同じ年、ギルハウゼン、ジェイコブス、パドヴァーニ、ヴィタービ、ウィーバー、ウィートリーが容量分析をIEEE Transactions on Vehicular Technologyに発表し、この設計に基づく標準規格IS-95は1993年に承認され、cdmaOneとして商用化され、CDMA2000がそこから派生した。