Ein CDMA-Spreizcode (Code Division Multiple Access), der oft als „Code“ oder „Spreizcode“ bezeichnet wird, ist ein grundlegendes Element in CDMA-Kommunikationssystemen. CDMA basiert auf der Verwendung eindeutiger Spreizcodes, die einzelnen Benutzern zugewiesen werden, um mehreren Benutzern die gleichzeitige Nutzung desselben Frequenzbandes zu ermöglichen. Diese Spreizcodes spielen eine entscheidende Rolle bei der Unterscheidung und Trennung der Signale verschiedener Benutzer innerhalb des CDMA-Netzwerks. Lassen Sie uns die wichtigsten Aspekte der CDMA-Spreizcodes untersuchen:
1. Zweck und Prinzip:
- Der Hauptzweck von CDMA-Spreizcodes besteht darin, die Signale verschiedener Benutzer über ein breites Frequenzband zu unterscheiden und zu verbreiten.
- CDMA nutzt eine Spread-Spectrum-Technik, bei der das Signal jedes Benutzers mithilfe eines einzigartigen Spreizcodes über eine größere Bandbreite verteilt wird.
- Spreading-Codes sind so konzipiert, dass sie orthogonal oder nahezu orthogonal sind, wodurch Interferenzen zwischen den Signalen der Benutzer minimiert werden.
2. Orthogonalität und Kreuzkorrelation:
- Die Spreizcodes sind orthogonal konzipiert, was bedeutet, dass die Kreuzkorrelation zwischen jedem Paar von Spreizcodes idealerweise Null ist.
- Orthogonalität stellt sicher, dass bei der Multiplikation eines Signals mit dem Spreizcode eines bestimmten Benutzers die Beiträge anderer Benutzer nicht wesentlich stören.
- In der Praxis kann es eine Herausforderung sein, eine perfekte Orthogonalität zu erreichen, und Codes sind so konzipiert, dass sie eine geringe Kreuzkorrelation aufweisen, um Interferenzen zu minimieren.
3. Chiprate und Datenrate:
- CDMA-Spreizcodes arbeiten mit einer höheren Chiprate als die tatsächliche Datenrate. Die Chiprate ist die Rate, mit der einzelne Chips (Binärziffern) durch den Spreizcode generiert werden.
- Während die Datenrate die Rate darstellt, mit der Informationsbits übertragen werden, bestimmt die Chiprate, wie schnell der Spreizcode die Daten moduliert.
4. PN-Sequenzen und Walsh-Codes:
- CDMA-Spreizcodes werden häufig mithilfe von Pseudo-Noise (PN)-Sequenzen oder Walsh-Codes generiert.
- PN-Sequenzen sind binäre Sequenzen, die zufällig erscheinen, aber deterministisch sind und sich nach einer bestimmten Zeit wiederholen. Sie weisen für CDMA wünschenswerte Eigenschaften auf, wie z. B. lange Zykluslängen und geringe Kreuzkorrelation.
- Walsh-Codes sind eine Reihe orthogonaler Codes, die häufig in CDMA-Systemen verwendet werden. Sie verfügen über hervorragende Orthogonalitätseigenschaften und eignen sich daher für einen effizienten Mehrfachzugriff.
5. Code-Zuweisung:
- Jedem Benutzer in einem CDMA-Netzwerk wird ein eindeutiger Spreizungscode zugewiesen.
- Die Verwendung einzigartiger Codes ermöglicht es mehreren Benutzern, gleichzeitig über dasselbe Frequenzband zu senden, ohne dass es zu nennenswerten Störungen kommt.
- Die Zuweisung von Codes ist ein entscheidender Aspekt der CDMA-Netzwerkplanung und -verwaltung.
6. Code Division Multiple Access (CDMA)-Prinzip:
- Bei CDMA übertragen Benutzer Daten gleichzeitig über dasselbe Frequenzband.
- Die Daten jedes Benutzers werden vor der Übertragung mit dem ihm zugewiesenen Spreizcode multipliziert und die resultierenden Spreizsignale werden gemeinsam übertragen.
- Am Empfänger wird das Signal mithilfe des entsprechenden Spreizcodes entspreizt, wodurch die Originaldaten extrahiert werden können.
7. Anwendungen:
- CDMA-Spreizcodes werden häufig in Mobilfunknetzen verwendet, einschließlich der Standards 3G und CDMA2000.
- Sie werden auch in der Satellitenkommunikation, drahtlosen lokalen Netzwerken (WLANs) und anderen Kommunikationssystemen eingesetzt, die CDMA für Mehrfachzugriff nutzen.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass CDMA-Spreizcodes wesentliche Komponenten in CDMA-Kommunikationssystemen sind und es mehreren Benutzern ermöglichen, dasselbe Frequenzband gleichzeitig zu nutzen. Diese Codes sind orthogonal konzipiert und ihre Zuordnung zu einzelnen Benutzern ermöglicht eine effiziente und störungssichere Kommunikation in CDMA-Netzwerken.