Code Division Multiple Access (CDMA) is een spread-spectrumtechnologie waarmee meerdere gebruikers tegelijkertijd dezelfde frequentieband kunnen delen. CDMA bereikt dit door aan elke gebruiker een unieke code toe te wijzen, waardoor hun signalen zonder interferentie naast elkaar kunnen bestaan. Er zijn verschillende soorten CDMA spread spectrum-technieken, elk met zijn specifieke kenmerken. Laten we de belangrijkste typen verkennen:
1. Directe sequentie CDMA (DS-CDMA):
- Verspreidingstechniek:
- Direct Sequence CDMA (DS-CDMA) maakt gebruik van een spreidingstechniek waarbij elk bit van de originele gegevens wordt weergegeven door meerdere chips. Deze chips worden gegenereerd door een spreidingscode, ook bekend als een spreidingsreeks of pseudorandom noise (PN)-code.
- Codelengte en chipsnelheid:
- DS-CDMA omvat een langere codelengte, wat betekent dat de spreidingscode gedurende een langere periode wordt herhaald. De chipsnelheid, of de snelheid waarmee de code wordt gegenereerd, is hoger dan de datasnelheid.
- Voordelen:
- DS-CDMA biedt robuustheid tegen interferentie en multipath-fading. Het biedt verbeterde prestaties in de aanwezigheid van ruis en stelt meerdere gebruikers in staat dezelfde frequentieband te delen met minimale interferentie.
- Toepassingen:
- DS-CDMA wordt veel gebruikt in mobiele communicatiesystemen, waaronder 3G- en 4G-mobiele netwerken, vanwege het vermogen om meerdere gebruikers te ondersteunen en betrouwbare communicatie te bieden in uitdagende omgevingen.
2. Frequentiehoppen CDMA (FH-CDMA):
- Verspreidingstechniek:
- Frequency Hopping CDMA (FH-CDMA) houdt in dat de draaggolffrequentie tijdens de verzending wordt gewijzigd. Het signaal wordt verspreid in zowel tijd- als frequentiedomeinen met behulp van springpatronen.
- Codelengte en hopsnelheid:
- FH-CDMA maakt gebruik van kortere spreidingscodes en de hopsnelheid bepaalt hoe vaak de draaggolffrequentie verandert. De combinatie van code en frequentiehopping verbetert de veiligheid en de interferentieweerstand.
- Voordelen:
- FH-CDMA biedt verbeterde weerstand tegen smalbandinterferentie en verbetert de veiligheid van communicatie. Het frequentiesprongpatroon maakt het voor ongeautoriseerde gebruikers een uitdaging om het verzonden signaal te onderscheppen.
- Toepassingen:
- FH-CDMA wordt vaak gebruikt in militaire communicatiesystemen, beveiligde draadloze netwerken en bepaalde industriële toepassingen waarbij interferentie en veiligheid van cruciaal belang zijn.
3. Orthogonale frequentieverdeling meervoudige toegang (OFDMA):
- Verspreidingstechniek:
- Orthogonal Frequency Division Multiple Access (OFDMA) is een type CDMA dat een andere spreidingstechniek gebruikt, gebaseerd op het verdelen van het beschikbare frequentiespectrum in orthogonale subdraaggolven. Elke subdraaggolf vertegenwoordigt een andere code.
- Codelengte en subdraaggolfafstand:
- OFDMA maakt gebruik van een andere benadering, waarbij de spreidingscode impliciet wordt bepaald door de subdraaggolffrequentie. De codelengte is feitelijk oneindig en de subdraaggolven zijn op regelmatige intervallen geplaatst.
- Voordelen:
- OFDMA staat bekend om zijn efficiëntie bij het omgaan met frequentieselectieve fading, en het ondersteunt hoge datasnelheden doordat meerdere gebruikers tegelijkertijd op verschillende subdraaggolven kunnen zenden. Het is een sleuteltechnologie in 4G (LTE) en 5G draadloze communicatiesystemen.
- Toepassingen:
- OFDMA wordt veel gebruikt in draadloze breedbandcommunicatiesystemen, waaronder LTE en WiMAX, waarbij hoge datasnelheden, spectrale efficiëntie en ondersteuning voor meerdere gebruikers essentieel zijn.
4. Multi-Carrier CDMA (MC-CDMA):
- Verspreidingstechniek:
- Multi-Carrier CDMA (MC-CDMA) combineert de principes van CDMA met Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM). Het verspreidt datasymbolen over meerdere subdragers met behulp van CDMA-principes.
- Codelengte en subdraaggolfafstand:
- MC-CDMA omvat het gebruik van CDMA-codes over subdragers, vergelijkbaar met OFDMA. De combinatie maakt robuuste communicatie mogelijk in frequentieselectieve fadingkanalen.
- Voordelen:
- MC-CDMA erft de voordelen van zowel CDMA als OFDM. Het biedt weerstand tegen interferentie, multipath-fading en ondersteunt hoge datasnelheden. Het wordt overwogen voor toekomstige draadloze communicatiesystemen.
- Toepassingen:
- MC-CDMA is een potentiële technologie voor toekomstige draadloze communicatiesystemen, ook buiten 5G-netwerken, vanwege het vermogen om efficiënte en robuuste communicatie te bieden in uitdagende radio-omgevingen.
Samenvattend omvatten de belangrijkste typen CDMA spread-spectrumtechnieken Direct Sequence CDMA (DS-CDMA), Frequency Hopping CDMA (FH-CDMA), Orthogonal Frequency Division Multiple Access (OFDMA) en Multi-Carrier CDMA (MC-CDMA). Elk type heeft specifieke kenmerken die het geschikt maken voor verschillende toepassingen en scenario’s in draadloze communicatiesystemen.