Un codice di diffusione CDMA (Code Division Multiple Access), spesso definito “codice” o “codice di diffusione”, è un elemento fondamentale nei sistemi di comunicazione CDMA. CDMA si basa sull’uso di codici di diffusione univoci assegnati ai singoli utenti per consentire a più utenti di condividere simultaneamente la stessa banda di frequenza. Questi codici di diffusione svolgono un ruolo cruciale nel distinguere e separare i segnali dei diversi utenti all’interno della rete CDMA. Esploriamo gli aspetti chiave dei codici di diffusione CDMA:
1. Scopo e principio:
- Lo scopo principale dei codici di diffusione CDMA è differenziare e diffondere i segnali di diversi utenti su un’ampia banda di frequenza.
- CDMA utilizza una tecnica a spettro diffuso, in cui il segnale di ciascun utente viene distribuito su una larghezza di banda più ampia utilizzando un codice di diffusione univoco.
- I codici di diffusione sono progettati per essere ortogonali o quasi ortogonali, riducendo al minimo le interferenze tra i segnali degli utenti.
2. Ortogonalità e correlazione incrociata:
- I codici di diffusione sono progettati per essere ortogonali, il che significa che la correlazione incrociata tra qualsiasi coppia di codici di diffusione è idealmente zero.
- L’ortogonalità garantisce che quando un segnale viene moltiplicato per il codice di diffusione di un utente specifico, i contributi di altri utenti non interferiscano in modo significativo.
- In pratica, raggiungere la perfetta ortogonalità può essere difficile e i codici sono progettati per avere una bassa correlazione incrociata per ridurre al minimo le interferenze.
3. Tasso chip e velocità dati:
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I codici di diffusione
- CDMA funzionano a una velocità di chip superiore rispetto alla velocità dati effettiva. Il chip rate è la velocità con cui i singoli chip (cifre binarie) vengono generati dal codice di diffusione.
- Mentre la velocità dei dati rappresenta la velocità con cui vengono trasmessi i bit di informazione, la velocità del chip determina la velocità con cui il codice di diffusione modula i dati.
4. Sequenze PN e codici Walsh:
- I codici di diffusione CDMA vengono spesso generati utilizzando sequenze di pseudo-rumore (PN) o codici Walsh.
- PN sono sequenze binarie che appaiono casuali ma sono deterministiche e si ripetono dopo un certo periodo. Presentano proprietà desiderabili per CDMA, come lunghezze di ciclo lunghe e bassa correlazione incrociata.
- Walsh sono un insieme di codici ortogonali comunemente utilizzati nei sistemi CDMA. Hanno eccellenti proprietà di ortogonalità, che li rendono adatti per accessi multipli efficienti.
Le sequenze
I codici
5. Assegnazione codice:
- A ogni utente in una rete CDMA viene assegnato un codice di diffusione univoco.
- L’uso di codici univoci consente a più utenti di trasmettere contemporaneamente sulla stessa banda di frequenza senza causare interferenze significative.
- L’assegnazione dei codici è un aspetto cruciale della pianificazione e gestione della rete CDMA.
6. Principio CDMA (Code Division Multiple Access):
- In CDMA, gli utenti trasmettono dati simultaneamente sulla stessa banda di frequenza.
- I dati di ciascun utente vengono moltiplicati per il codice di diffusione assegnato prima della trasmissione e i segnali di diffusione risultanti vengono trasmessi insieme.
- Al ricevitore, il segnale viene dediviso utilizzando il corrispondente codice di diffusione, consentendo l’estrazione dei dati originali.
7. Applicazioni:
- I codici di diffusione CDMA sono ampiamente utilizzati nelle reti cellulari, inclusi gli standard 3G e CDMA2000.
- Vengono utilizzati anche nelle comunicazioni satellitari, nelle reti locali wireless (WLAN) e in altri sistemi di comunicazione che utilizzano CDMA per l’accesso multiplo.
In sintesi, i codici di diffusione CDMA sono componenti essenziali nei sistemi di comunicazione CDMA, poiché consentono a più utenti di condividere simultaneamente la stessa banda di frequenza. Questi codici sono progettati per essere ortogonali e la loro assegnazione ai singoli utenti consente una comunicazione efficiente e resistente alle interferenze nelle reti CDMA.