Respiration cellulaire en CDMA : équilibrage de charge dynamique expliqué
La respiration cellulaire est un phénomène propre au CDMA où la zone de couverture effective d'une cellule rétrécit quand la charge trafic augmente, et s'étend quand elle diminue. Ce n'est pas une fonctionnalité configurée — c'est une conséquence inhérente de la capacité limitée par interférences du CDMA.
Mécanisme
- En CDMA, tous utilisateurs partagent même fréquence (porteuse 1,25 MHz). Séparation par codes Walsh orthogonaux (descendant) / codes longs (montant).
- Le signal de chaque utilisateur est du bruit pour les autres. Puissance totale reçue à la station de base (Node B) = somme puissances utilisateurs + bruit thermique.
- Pour maintenir le Eb/N0 cible (énergie par bit / densité bruit), la station de base commande à chaque mobile de transmettre juste assez de puissance (contrôle puissance rapide : 800 Hz).
- Plus d'utilisateurs rejoignent → plancher bruit monte → chaque mobile doit transmettre plus de puissance pour maintenir son lien.
- Mobiles au bord de cellule atteignent puissance max d'émission en premier → appels coupés ou impossible d'accéder → rayon cellule rétrécit effectivement.
- Inversement, faible charge → puissance requise plus basse → mobiles bord connectent → la cellule « respire » vers l'extérieur.
Impacts opérationnels
- Équilibrage charge : Cellules adjacentes respirent inversément — cellule chargée rétrécit, voisines s'étendent → redistribution naturelle handoff.
- Gestion interférences : La respiration réduit interférences co-canal aux frontières secteurs.
- Planification capacité : Ingénieurs doivent concevoir chevauchement pour empreinte pic de charge, pas empreinte au repos. Pollution pilotes (trop de pilotes forts) aggrave respiration.
- Efficacité énergétique : Charge faible → puissance agrégée d'émission plus basse → économie batterie mobiles, dissipation amplificateurs BTS réduite.
Techniques d'atténuation
- Sectorisation : Sites 3 secteurs réduisent charge par secteur.
- Contrôle admission : Bloquer nouveaux appels quand rise-over-thermal (RoT) dépasse seuil (ex. 6 dB).
- Handoff souple/plus souple : Mobile connecté à plusieurs secteurs simultanément — macro-diversité combat respiration aux bords.
- Paramètres handoff basés charge : Ajustez seuils handoff dynamiquement selon charge secteur.
Différence LTE/5G (OFDMA)
OFDMA attribue sous-porteuses orthogonales — pas d'intra-cellule interférence. Pas de respiration cellulaire. Capacité limitée par ordonnanceur, pas montée bruit. Empreinte couverture fixée par budget liaison.
La respiration cellulaire est la signature du CDMA — physique élégante, casse-tête opérationnel, et raison pour laquelle réseaux CDMA nécessitaient grilles sites plus denses que GSM.