Che cos’è il CDMA e quali sono i suoi tipi?
Il CDMA, acronimo di Code Division Multiple Access, è una tecnologia di accesso multiplo utilizzata nei sistemi di comunicazione digitale per permettere a più utenti di condividere contemporaneamente la stessa banda di frequenza. A differenza di altre tecniche come il FDMA (accesso multiplo a divisione di frequenza) o il TDMA (accesso multiplo a divisione di tempo), il CDMA consente a tutti gli utenti di trasmettere simultaneamente nello stesso spazio spettrale, grazie all’uso di codici di diffusione unici assegnati a ciascun utente.
Ogni utente in un sistema CDMA è identificato da un codice pseudo-casuale. Questo codice viene utilizzato per “espandere” lo spettro del segnale originario, aumentando notevolmente la sua larghezza di banda. In ricezione, lo stesso codice viene utilizzato per “riconoscere” e ricostruire il segnale utile, filtrando gli altri segnali presenti nel canale. Questa tecnica si basa sul principio della spettro espanso (spread spectrum), che offre vantaggi in termini di resistenza alle interferenze, sicurezza e capacità di sistema.
Come funziona il CDMA
Nel CDMA, tutti i segnali degli utenti vengono trasmessi nella stessa banda di frequenza e nello stesso tempo, ma ciascun segnale è moltiplicato per un codice di espansione unico. Questo codice serve a “mescolare” i dati originali in modo tale che risultino quasi indistinguibili dagli altri segnali se non si conosce il codice corretto.
In fase di ricezione, il ricevitore applica il codice corrispondente per estrarre il segnale originale. Questo processo richiede una perfetta sincronizzazione e un’elaborazione digitale avanzata, ma consente di distinguere i segnali anche quando sono sovrapposti nello stesso spazio spettrale.
Vantaggi principali del CDMA
- Maggiore efficienza spettrale rispetto ad altre tecnologie di accesso multiplo.
- Robustezza contro il rumore e le interferenze multipath.
- Capacità dinamica: il numero di utenti supportati varia in base alle condizioni del canale.
- Migliore sicurezza grazie alla natura pseudo-casuale dei codici di diffusione.
Il CDMA è stato particolarmente utile nei sistemi mobili 2G e 3G, specialmente negli Stati Uniti e in alcune regioni asiatiche. Anche se oggi è in parte sostituito da tecnologie più recenti come LTE e 5G, rimane una base fondamentale nella storia delle telecomunicazioni mobili.
Tipi di CDMA
| Tipo di CDMA | Descrizione |
|---|---|
| CDMA One (IS-95) | È il primo standard CDMA commerciale, introdotto negli anni ’90. Fornisce comunicazioni vocali e una capacità dati limitata. Opera tipicamente nella banda di 800 MHz o 1900 MHz. |
| CDMA2000 | È un’evoluzione di IS-95, progettata per supportare la terza generazione (3G) di reti mobili. Include versioni come 1xRTT (doppia capacità vocale rispetto a IS-95) e 1xEV-DO (ottimizzata per il traffico dati). |
| WCDMA | Wideband CDMA è lo standard usato nei sistemi UMTS (3G in Europa). Utilizza una larghezza di banda di 5 MHz e supporta sia voce che dati ad alta velocità. |
| TD-SCDMA | Time Division Synchronous CDMA è una variante sviluppata in Cina. Combina tecniche CDMA e TDMA, utilizzando il duplex a divisione di tempo invece del classico FDD. |
Come si differenziano tra loro?
La principale differenza tra questi tipi di CDMA riguarda l’ampiezza di banda e le modalità di accesso. Il CDMA One e il CDMA2000 operano tipicamente su bande strette (1,25 MHz), mentre il WCDMA utilizza bande più larghe (5 MHz), permettendo una maggiore velocità di trasmissione dati.
Inoltre, il WCDMA è progettato per essere compatibile con le tecnologie GSM, consentendo un’evoluzione più fluida per gli operatori europei. Il CDMA2000, invece, ha seguito una propria evoluzione, con uno sviluppo indipendente dalle reti GSM.
TD-SCDMA si distingue per la sua gestione del traffico a divisione temporale. Non è ampiamente utilizzato al di fuori della Cina, ma rappresenta un’interessante integrazione di concetti multipli per adattarsi a requisiti locali.
Qual è la relazione tra CDMA e la sicurezza?
Il CDMA offre una maggiore sicurezza rispetto ad altre tecniche di accesso, poiché il segnale trasmesso è “mascherato” dal codice pseudo-casuale. Senza il codice corretto, è estremamente difficile decodificare o anche rilevare il contenuto del segnale. Questa proprietà è stata storicamente valorizzata anche in ambiti militari e governativi.
Come si comporta il CDMA in ambienti rumorosi?
Uno dei vantaggi più apprezzati del CDMA è la sua resistenza al rumore e alle interferenze. Grazie all’uso dello spettro espanso e alla capacità di separare i segnali per correlazione, il CDMA funziona bene anche in ambienti con riflessioni multiple (multipath) o in presenza di segnali sovrapposti.
Il CDMA è ancora utilizzato oggi?
Nonostante la diffusione delle tecnologie LTE e 5G, che utilizzano tecniche diverse come OFDMA, il CDMA è ancora presente in alcune aree rurali, nei sistemi legacy e in determinati contesti industriali. La sua struttura robusta e la capacità di operare con larghezze di banda ridotte lo rendono ancora utile in applicazioni specifiche.
Il CDMA rappresenta uno dei pilastri fondamentali delle comunicazioni digitali. La sua capacità di offrire accesso multiplo efficiente, resistenza alle interferenze e sicurezza lo ha reso un punto di riferimento nello sviluppo delle reti mobili e continua a essere studiato come base teorica per nuove generazioni di tecnologie wireless.