Code Division Multiple Access (CDMA) è una tecnologia cellulare digitale che consente a più utenti di condividere contemporaneamente la stessa banda di frequenza. È una tecnica di accesso multiplo che consente la trasmissione di più segnali sullo stesso spettro di frequenze assegnando un codice univoco a ciascun utente. CDMA è ampiamente utilizzato nei sistemi di comunicazione mobile, comprese le reti 2G, 3G e alcune reti 4G. Esploriamo in dettaglio cos’è CDMA, come funziona e le sue caratteristiche principali:
1. Principi fondamentali del CDMA:
- Tecnologia a spettro esteso:
- CDMA utilizza la tecnologia dello spettro diffuso, in cui il segnale informativo viene distribuito su un’ampia banda di frequenza utilizzando un codice univoco.
- A differenza dell’accesso multiplo a divisione di frequenza (FDMA) e dell’accesso multiplo a divisione di tempo (TDMA), CDMA consente a più utenti di trasmettere e ricevere segnali simultaneamente sulla stessa frequenza.
- Assegnazione codice univoco:
- A ogni utente in un sistema CDMA viene assegnato un codice univoco, noto come codice di diffusione o sequenza.
- I codici di diffusione sono ortogonali, il che significa che hanno una bassa correlazione tra loro, consentendo a più segnali di coesistere senza interferenze significative.
2. Componenti chiave di CDMA:
- 1. Stazioni mobili (MS):
- Le stazioni mobili sono i dispositivi utente, come i telefoni cellulari, dotati di funzionalità CDMA.
- A ogni stazione mobile viene assegnato un codice di diffusione univoco.
- 2. Stazione base (Nodo B o eNodoB):
- La stazione base funge da punto di accesso per le stazioni mobili per la connessione alla rete CDMA.
- Coordina la comunicazione tra le stazioni mobili e gestisce l’assegnazione dei codici di diffusione.
- 3. Codici di diffusione:
- I codici di diffusione sono sequenze univoche assegnate a ciascun utente nel sistema CDMA.
- Consentono la diffusione dei segnali su un’ampia banda di frequenza, consentendo a più utenti di condividere lo stesso spettro.
- 4. Centro di commutazione mobile (MSC):
- Il centro di commutazione mobile è un componente centrale che gestisce le funzioni di instradamento, commutazione e gestione della rete delle chiamate.
3. Come funziona CDMA:
- 1. Diffusione del segnale:
- Il segnale informativo di ciascun utente viene distribuito su un’ampia banda di frequenza utilizzando il codice di diffusione univoco assegnato a quell’utente.
- Questo processo di diffusione migliora la sicurezza e la robustezza del segnale.
- 2. Trasmissione simultanea:
- Più utenti possono trasmettere simultaneamente i loro segnali diffusi sullo stesso spettro di frequenze.
- La natura ortogonale dei codici di diffusione garantisce che i segnali possano essere separati nel ricevitore senza interferenze.
- 3. Decodifica CDMA:
- All’estremità ricevente, il ricevitore CDMA utilizza il codice di diffusione associato a un utente specifico per decodificare e recuperare il segnale informativo originale.
- L’utilizzo di codici ortogonali permette al ricevitore di isolare il segnale desiderato da altri segnali.
- 4. Trasferimento morbido:
- CDMA supporta un meccanismo di trasferimento graduale, in cui una stazione mobile può essere connessa simultaneamente a più stazioni base.
- Ciò garantisce una comunicazione senza interruzioni mentre la stazione mobile si sposta attraverso diverse aree di copertura.
4. Vantaggi del CDMA:
- 1. Capacità aumentata:
- CDMA consente a più utenti di condividere simultaneamente lo stesso spettro di frequenze, con conseguente aumento della capacità della rete.
- 2. Qualità delle chiamate migliorata:
- L’uso di codici diffusivi e la resistenza alle interferenze intrinseca del CDMA contribuiscono a migliorare la qualità delle chiamate.
- 3. Robustezza alle interferenze:
- CDMA è resistente alle interferenze e allo sbiadimento multipercorso, rendendolo adatto ad ambienti radio difficili.
- 4. Trasferimento morbido:
- Il soft handoff garantisce transizioni fluide tra le diverse celle, mantenendo una comunicazione continua.
- 5. Sicurezza:
- L’uso di codici di diffusione univoci aumenta la sicurezza delle trasmissioni CDMA.
5. Evoluzione del CDMA:
- 1. CDMA2000 (3G):
- CDMA2000 è una famiglia di standard di comunicazione mobile 3G che si è evoluta da CDMA.
- Ha introdotto velocità dati più elevate, migliore qualità vocale e funzionalità multimediali migliorate.
- 2. Transizione a LTE (4G):
- Le reti LTE (Long-Term Evolution) rappresentano una transizione dalle tradizionali tecnologie basate su CDMA alle tecnologie 4G più avanzate.
- LTE utilizza l’accesso multiplo a divisione di frequenza ortogonale (OFDMA) per una migliore efficienza spettrale.
- 3. Reti 5G:
- Mentre CDMA ha svolto un ruolo significativo nelle generazioni precedenti, le reti 5G utilizzano principalmente tecnologie come l’accesso multiplo a divisione di frequenza ortogonale (OFDMA) e l’uscita multipla a ingresso multiplo (MIMO) per velocità di dati più elevate e prestazioni migliorate.
6. Impatto globale e utilizzo:
-
Il
- CDMA è stato ampiamente utilizzato a livello globale, soprattutto in Nord America e in alcune parti dell’Asia.
- Il suo impatto è evidente nell’implementazione delle reti CDMA, che forniscono servizi voce e dati a milioni di utenti.
In sintesi, CDMA (Code Division Multiple Access) è una tecnologia cellulare digitale che consente a più utenti di condividere simultaneamente lo stesso spettro di frequenze. Attraverso l’uso di codici di diffusione univoci e della tecnologia dello spettro di diffusione, CDMA offre vantaggi come maggiore capacità, migliore qualità delle chiamate e robustezza alle interferenze. Mentre il CDMA ha svolto un ruolo significativo nelle precedenti generazioni di comunicazione mobile, l’evoluzione della tecnologia ha visto una transizione verso tecnologie più avanzate come LTE e 5G.