Code Division Multiple Access (CDMA) è una tecnologia a spettro esteso che consente a più utenti di condividere contemporaneamente la stessa banda di frequenza. CDMA ottiene questo risultato assegnando un codice univoco a ciascun utente, consentendo ai suoi segnali di coesistere senza interferenze. Esistono diversi tipi di tecniche di spettro diffuso CDMA, ciascuna con le sue caratteristiche specifiche. Esploriamo le tipologie principali:
1. CDMA a sequenza diretta (DS-CDMA):
- Tecnica di diffusione:
- Direct Sequence CDMA (DS-CDMA) utilizza una tecnica di diffusione in cui ogni bit dei dati originali è rappresentato da più chip. Questi chip sono generati da un codice di diffusione, noto anche come sequenza di diffusione o codice PN (rumore pseudocasuale).
- Lunghezza del codice e velocità del chip:
- DS-CDMA prevede una lunghezza del codice maggiore, il che significa che il codice di diffusione viene ripetuto per un periodo più lungo. La velocità del chip, ovvero la velocità con cui viene generato il codice, è superiore alla velocità dei dati.
- Vantaggi:
- DS-CDMA fornisce robustezza contro le interferenze e il multipath fading. Offre prestazioni migliorate in presenza di rumore e consente a più utenti di condividere la stessa banda di frequenza con interferenze minime.
- Applicazioni:
- DS-CDMA è ampiamente utilizzato nei sistemi di comunicazione mobile, comprese le reti cellulari 3G e 4G, grazie alla sua capacità di supportare più utenti e fornire comunicazioni affidabili in ambienti difficili.
2. Salto di frequenza CDMA (FH-CDMA):
- Tecnica di diffusione:
- Frequency Hopping CDMA (FH-CDMA) comporta la modifica della frequenza portante durante la trasmissione. Il segnale viene diffuso sia nel dominio del tempo che in quello della frequenza utilizzando schemi di salto.
- Lunghezza del codice e velocità di salto:
- FH-CDMA utilizza codici di diffusione più brevi e la velocità di salto determina la frequenza con cui cambia la frequenza portante. La combinazione del salto di codice e di frequenza migliora la sicurezza e la resistenza alle interferenze.
- Vantaggi:
- FH-CDMA fornisce una migliore resistenza alle interferenze a banda stretta e migliora la sicurezza della comunicazione. Il modello di salto di frequenza rende difficile per gli utenti non autorizzati intercettare il segnale trasmesso.
- Applicazioni:
- FH-CDMA è comunemente utilizzato nei sistemi di comunicazione militare, nelle reti wireless sicure e in alcune applicazioni industriali in cui le interferenze e la sicurezza rappresentano problemi critici.
3. Accesso multiplo a divisione di frequenza ortogonale (OFDMA):
- Tecnica di diffusione:
- L’accesso multiplo a divisione di frequenza ortogonale (OFDMA) è un tipo di CDMA che utilizza una tecnica di diffusione diversa basata sulla divisione dello spettro di frequenze disponibile in sottoportanti ortogonali. Ogni sottoportante rappresenta un codice diverso.
- Lunghezza del codice e spaziatura sottoportante:
- OFDMA utilizza un approccio diverso, in cui il codice di diffusione è implicitamente determinato dalla frequenza della sottoportante. La lunghezza del codice è effettivamente infinita e le sottoportanti sono distanziate a intervalli regolari.
- Vantaggi:
- OFDMA è noto per la sua efficienza nella gestione del fading selettivo in frequenza e supporta velocità di dati elevate consentendo a più utenti di trasmettere simultaneamente su diverse sottoportanti. È una tecnologia chiave nei sistemi di comunicazione wireless 4G (LTE) e 5G.
- Applicazioni:
- OFDMA è ampiamente utilizzato nei sistemi di comunicazione wireless a banda larga, inclusi LTE e WiMAX, dove sono essenziali velocità di dati elevate, efficienza spettrale e supporto per più utenti.
4. CDMA multiportante (MC-CDMA):
- Tecnica di diffusione:
- Multi-Carrier CDMA (MC-CDMA) combina i principi del CDMA con il multiplexing a divisione di frequenza ortogonale (OFDM). Diffonde i simboli dei dati su più sottoportanti utilizzando i principi CDMA.
- Lunghezza del codice e spaziatura sottoportante:
- MC-CDMA prevede l’uso di codici CDMA tra sottoportanti, simili a OFDMA. La combinazione consente una comunicazione robusta nei canali di dissolvenza selettivi in frequenza.
- Vantaggi:
- MC-CDMA eredita i vantaggi sia di CDMA che di OFDM. Offre resistenza alle interferenze, al multipath fading e supporta velocità dati elevate. È considerato per futuri sistemi di comunicazione wireless.
- Applicazioni:
- MC-CDMA è una potenziale tecnologia per i futuri sistemi di comunicazione wireless, anche oltre le reti 5G, grazie alla sua capacità di fornire comunicazioni efficienti e robuste in ambienti radio difficili.
In sintesi, i principali tipi di tecniche di spettro diffuso CDMA includono CDMA a sequenza diretta (DS-CDMA), CDMA a salto di frequenza (FH-CDMA), Accesso multiplo a divisione di frequenza ortogonale (OFDMA) e CDMA multi-portante (MC-CDMA). Ciascuna tipologia ha caratteristiche specifiche che la rendono adatta a diverse applicazioni e scenari nei sistemi di comunicazione wireless.