Een CDMA-spreidingscode (Code Division Multiple Access), vaak een “code” of “spreadcode” genoemd, is een fundamenteel element in CDMA-communicatiesystemen. CDMA is afhankelijk van het gebruik van unieke spreidingscodes die aan individuele gebruikers worden toegewezen, zodat meerdere gebruikers tegelijkertijd dezelfde frequentieband kunnen delen. Deze spreidingscodes spelen een cruciale rol bij het onderscheiden en scheiden van de signalen van verschillende gebruikers binnen het CDMA-netwerk. Laten we de belangrijkste aspecten van CDMA-spreidingscodes onderzoeken:
1. Doel en principe:
- Het primaire doel van CDMA-spreidingscodes is het differentiëren en verspreiden van de signalen van verschillende gebruikers over een brede frequentieband.
- CDMA maakt gebruik van een spread-spectrumtechniek, waarbij het signaal van elke gebruiker over een grotere bandbreedte wordt verspreid met behulp van een unieke spreidingscode.
- Spreadingcodes zijn ontworpen om orthogonaal of bijna orthogonaal te zijn, waardoor interferentie tussen de signalen van gebruikers wordt geminimaliseerd.
2. Orthogonaliteit en kruiscorrelatie:
- De spreidingscodes zijn ontworpen om orthogonaal te zijn, wat betekent dat de kruiscorrelatie tussen elk paar spreidingscodes idealiter nul is.
- Orthogonaliteit zorgt ervoor dat wanneer een signaal wordt vermenigvuldigd met de spreidingscode van een specifieke gebruiker, de bijdragen van andere gebruikers niet significant interfereren.
- In de praktijk kan het bereiken van perfecte orthogonaliteit een uitdaging zijn, en codes zijn ontworpen met een lage kruiscorrelatie om interferentie te minimaliseren.
3. Chipsnelheid en datasnelheid:
- CDMA-spreidingscodes werken met een hogere chipsnelheid dan de werkelijke gegevenssnelheid. De chipsnelheid is de snelheid waarmee individuele chips (binaire cijfers) worden gegenereerd door de spreidingscode.
- Terwijl de datasnelheid de snelheid vertegenwoordigt waarmee informatiebits worden verzonden, bepaalt de chipsnelheid hoe snel de spreidingscode de gegevens moduleert.
4. PN-reeksen en Walsh-codes:
- CDMA-spreidingscodes worden vaak gegenereerd met behulp van Pseudo-Noise (PN)-reeksen of Walsh-codes.
- PN-reeksen zijn binaire reeksen die willekeurig lijken, maar deterministisch zijn en zich na een bepaalde periode herhalen. Ze vertonen wenselijke eigenschappen voor CDMA, zoals lange cycluslengtes en lage kruiscorrelatie.
- Walsh-codes zijn een reeks orthogonale codes die vaak worden gebruikt in CDMA-systemen. Ze hebben uitstekende orthogonaliteitseigenschappen, waardoor ze geschikt zijn voor efficiënte meervoudige toegang.
5. Codetoewijzing:
- Elke gebruiker in een CDMA-netwerk krijgt een unieke spreidingscode toegewezen.
- Door het gebruik van unieke codes kunnen meerdere gebruikers tegelijkertijd over dezelfde frequentieband zenden zonder noemenswaardige interferentie te veroorzaken.
- De toewijzing van codes is een cruciaal aspect van de CDMA-netwerkplanning en -beheer.
6. Code Division Multiple Access (CDMA)-principe:
- Bij CDMA verzenden gebruikers tegelijkertijd gegevens via dezelfde frequentieband.
- De gegevens van elke gebruiker worden vóór verzending vermenigvuldigd met de toegewezen spreidingscode, en de resulterende gespreide signalen worden samen verzonden.
- Bij de ontvanger wordt het signaal ontspreid met behulp van de bijbehorende spreidingscode, waardoor de oorspronkelijke gegevens kunnen worden geëxtraheerd.
7. Toepassingen:
- CDMA-spreidingscodes worden veel gebruikt in mobiele netwerken, waaronder 3G- en CDMA2000-standaarden.
- Ze worden ook gebruikt in satellietcommunicatie, draadloze lokale netwerken (WLAN’s) en andere communicatiesystemen die CDMA gebruiken voor meervoudige toegang.
Samenvattend zijn CDMA-spreidingscodes essentiële componenten in CDMA-communicatiesystemen, waardoor meerdere gebruikers tegelijkertijd dezelfde frequentieband kunnen delen. Deze codes zijn orthogonaal ontworpen en hun toewijzing aan individuele gebruikers maakt efficiënte en interferentiebestendige communicatie in CDMA-netwerken mogelijk.