CDMA - Tecnologia

O Acesso Múltiplo por Divisão de Código (CDMA) é um tipo de multiplexação que facilita que vários sinais ocupem um único canal de transmissão. Ele otimiza o uso da largura de banda disponível. A tecnologia é comumente usada em sistemas de telefonia celular de ultra-alta frequência (UHF), bandas que variam entre 800 MHz e 1,9 GHz.

Visão geral de CDMA

O sistema de acesso múltiplo por divisão de código é muito diferente da multiplexação por tempo e frequência. Neste sistema, um usuário tem acesso a toda a largura de banda durante toda a duração. O princípio básico é que diferentes códigos CDMA são usados ​​para distinguir entre os diferentes usuários.

As técnicas geralmente utilizadas são a modulação de espectro de difusão de sequência direta (DS-CDMA), salto de frequência ou detecção de CDMA mista (JDCDMA). Aqui, é gerado um sinal que se estende por uma ampla largura de banda. Um código chamadospreading codeé usado para executar esta ação. Usando um grupo de códigos ortogonais entre si, é possível selecionar um sinal com um determinado código na presença de muitos outros sinais com diferentes códigos ortogonais.

Como funciona o CDMA?

O CDMA permite até 61 usuários simultâneos em um canal de 1.2288 MHz, processando cada pacote de voz com dois códigos PN. Existem 64 códigos Walsh disponíveis para diferenciar entre chamadas e limites teóricos. Limites operacionais e problemas de qualidade reduzirão o número máximo de chamadas um pouco abaixo desse valor.

Na verdade, muitas bandas básicas de "sinais" diferentes com códigos de propagação diferentes podem ser moduladas na mesma portadora para permitir o suporte a muitos usuários diferentes. Usando diferentes códigos ortogonais, a interferência entre os sinais é mínima. Por outro lado, quando os sinais são recebidos de várias estações móveis, a estação base é capaz de isolar cada uma, pois possuem diferentes códigos de propagação ortogonal.

A figura a seguir mostra a tecnicidade do sistema CDMA. Durante a propagação, misturamos os sinais de todos os usuários, mas por isso você usa o mesmo código que o código que foi usado na hora de enviar para o lado receptor. Você pode tirar apenas o sinal de cada usuário.

Capacidade CDMA

Os fatores que decidem a capacidade CDMA são -

  • Ganho de processamento
  • A relação sinal-ruído
  • Fator de atividade de voz
  • Eficiência de reutilização de frequência

A capacidade em CDMA é suave, CDMA tem todos os usuários em cada frequência e os usuários são separados por código. Isso significa que o CDMA opera na presença de ruído e interferência.

Além disso, as células vizinhas usam as mesmas frequências, o que significa que não são reutilizadas. Portanto, os cálculos de capacidade CDMA devem ser muito simples. Nenhum canal de código em uma célula, multiplicado por nenhuma célula. Mas não é tão simples. Embora os canais de código não disponíveis sejam 64, pode não ser possível usar uma única vez, uma vez que a frequência CDMA é a mesma.

Métodos Centralizados

  • A banda usada em CDMA é de 824 MHz a 894 MHz (separação de 50 MHz + 20 MHz).
  • O canal de frequência é dividido em canais de código.
  • 1,25 MHz de canal FDMA é dividido em 64 canais de código.

Ganho de processamento

CDMA é uma técnica de espalhamento espectral. Cada bit de dados é espalhado por uma sequência de código. Isso significa que a energia por bit também é aumentada. Isso significa que temos um ganho com isso.

P (ganho) = 10log (W / R)

W é a taxa de propagação

R é a taxa de dados

Para CDMA P (ganho) = 10 log (1228800/9600) = 21dB

Este é um fator de ganho e a taxa de propagação de dados real. Em média, uma condição de transmissão típica requer um sinal para a relação de ruído de 7 dB para a qualidade de voz adequada.

Traduzido em uma proporção, o sinal deve ser cinco vezes mais forte que o ruído.

Ganho de processamento real = P (ganho) - SNR

= 21 - 7 = 14dB

CDMA usa codificador de taxa variável

The Voice Activity Factor of 0.4 is considered = -4dB.

Conseqüentemente, o CDMA tem 100% de reutilização de frequência. O uso da mesma frequência em células vizinhas causa alguma interferência adicional.

In CDMA frequency, reuse efficiency is 0.67 (70% eff.) = -1.73dB

Vantagens do CDMA

CDMA tem uma capacidade soft. Quanto maior o número de códigos, maior o número de usuários. Tem as seguintes vantagens -

  • O CDMA requer um controle de energia rígido, pois sofre o efeito de perto-longe. Em outras palavras, um usuário próximo à estação base transmitindo com a mesma potência irá abafar o último sinal. Todos os sinais devem ter potência mais ou menos igual no receptor

  • Receptores de rake podem ser usados ​​para melhorar a recepção do sinal. Versões atrasadas de tempo (um chip ou posterior) do sinal (sinais de caminhos múltiplos) podem ser coletadas e usadas para tomar decisões no nível de bit.

  • A transferência flexível pode ser usada. As estações base móveis podem mudar sem mudar de operadora. Duas estações base recebem sinal móvel e a móvel recebe sinais das duas estações base.

  • Transmissão Burst - reduz a interferência.

Desvantagens do CDMA

As desvantagens de usar CDMA são as seguintes -

  • O comprimento do código deve ser cuidadosamente selecionado. Um grande comprimento de código pode induzir atraso ou causar interferência.

  • A sincronização de tempo é necessária.

  • A transferência gradual aumenta o uso de recursos de rádio e pode reduzir a capacidade.

  • Como a soma da potência recebida e transmitida de uma estação base precisa de um controle de potência constante e rígido. Isso pode resultar em várias transferências.