Hoeveel codes worden er gebruikt in CDMA-netwerken?
In een CDMA-netwerk (Code Division Multiple Access) is het concept van “codes” fundamenteel. Elke gebruiker in het netwerk wordt geïdentificeerd door een unieke code, waardoor meerdere gebruikers gelijktijdig dezelfde frequentieband kunnen gebruiken zonder dat hun signalen elkaar storen. Deze codes zijn gebaseerd op zogenaamde “spreading codes” of “verspreidingscodes” die zorgen voor scheiding in het code-domein in plaats van in het tijd- of frequentiedomein.
Soorten codes in CDMA
Er worden verschillende typen codes gebruikt in CDMA-netwerken, elk met een specifieke functie in de communicatie tussen het mobiele station (MS) en het basisstation (BTS).
- PN-codes (Pseudonoise codes): Deze worden gebruikt voor kanaalscheiding en synchronisatie. Elke basisstationsector gebruikt een unieke PN-code.
- Walsh-codes: Gebruikt voor orthogonale spreiding binnen een cel. Iedere gebruiker binnen dezelfde cel krijgt een unieke Walsh-code.
- Long codes: Deze zorgen voor versleuteling, scrambling en unieke identificatie van gebruikers.
Hoeveel codes zijn er in CDMA2000 en IS-95?
| Type code | Aantal beschikbare codes | Toepassing |
|---|---|---|
| Walsh-codes | 64 in IS-95 / 128 of 256 in CDMA2000 | Gebruikersscheiding binnen één sector |
| PN-codes | 512 per richting (voorkant en achterkant) | Sector-/basestationidentificatie |
| Long codes | 2³² (~4,3 miljard) | Encryptie en gebruikers-ID |
Gebruik van Walsh-codes
Walsh-codes zijn orthogonale codes die voorkomen dat signalen van verschillende gebruikers binnen een cel elkaar storen. In IS-95 worden er 64 Walsh-codes gebruikt, terwijl in CDMA2000 dit kan worden uitgebreid tot 128 of zelfs 256 codes, afhankelijk van het radiosignaaltype. Elk kanaal wordt toegewezen aan een specifieke Walsh-code om gelijktijdige transmissies te scheiden.
De eerste paar Walsh-codes worden vaak gereserveerd voor systeemkanalen zoals pilot, sync en paging, terwijl de rest wordt toegewezen aan gebruikers voor verkeerskanalen.
Wat zijn PN-codes en hoeveel zijn er?
PN-codes (Pseudonoise-codes) worden gebruikt om de signalen van verschillende basisstations van elkaar te onderscheiden. De standaard lengte van een PN-code in CDMA is 2¹⁵ = 32.768 chips, wat overeenkomt met een herhalingstijd van 26,666 ms bij een chiprate van 1.2288 Mcps. Er zijn 512 unieke tijdverschuivingen van deze PN-code beschikbaar in zowel de voorwaartse (downlink) als achterwaartse (uplink) richting, wat resulteert in 1024 mogelijke sectorconfiguraties per frequentie.
Wat doen long codes?
Long codes worden gegenereerd door een lineaire feedback shift register (LFSR) en hebben een lengte van 2⁴² – 1 bits. Ze worden gebruikt voor dataversleuteling, gebruikersidentificatie en scrambling in de uplink. Elk mobiel apparaat krijgt een unieke long code mask toegewezen op basis van het Mobile Station ID (MEID of ESN), zodat zijn transmissie uniek gecodeerd is, zelfs als andere apparaten dezelfde frequentie gebruiken.
Gerelateerde onderwerpen met uitleg
Wat is orthogonaliteit van codes in CDMA?
Orthogonaliteit betekent dat de vermenigvuldiging van twee verschillende codes resulteert in nul wanneer ze perfect gesynchroniseerd zijn. Dit zorgt ervoor dat signalen elkaar niet beïnvloeden in ideale omstandigheden. Walsh-codes zijn strikt orthogonaal, maar alleen wanneer ze perfect gesynchroniseerd zijn, wat makkelijker te bereiken is in de downlink dan de uplink.
Hoe beïnvloedt interferentie het aantal gelijktijdige gebruikers?
Hoewel er theoretisch 64 gebruikers mogelijk zijn met 64 Walsh-codes, wordt dit aantal in praktijk beperkt door interferentie en kanaalkwaliteit. Hoe meer gebruikers er actief zijn, hoe groter de kans op overspraak en ruis, wat de kwaliteit van de dienst beïnvloedt. Daarom wordt in werkelijkheid vaak een lagere code-toewijzing toegepast.
Kunnen codes hergebruikt worden in andere cellen?
Ja, door gebruik te maken van orthogonaliteit en verschillen in PN-codeverschuivingen kunnen dezelfde Walsh-codes worden hergebruikt in naburige cellen zonder interferentie, zolang de signalen voldoende van elkaar verschillen qua tijdsvertraging en locatie.