Cosa si intende per accesso multiplo a divisione di codice?

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.

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