CDMA (Code Division Multiple Access) to technologia rozproszonego widma, która umożliwia wielu użytkownikom jednoczesne współdzielenie tego samego pasma częstotliwości. CDMA osiąga to poprzez przypisanie każdemu użytkownikowi unikalnego kodu, dzięki czemu ich sygnały mogą współistnieć bez zakłóceń. Istnieją różne typy technik widma rozproszonego CDMA, każdy z nich ma swoją specyficzną charakterystykę. Przyjrzyjmy się głównym typom:
1.Bezpośrednia sekwencja CDMA (DS-CDMA):
- Technika rozprowadzania:
- Direct Sequence CDMA (DS-CDMA) wykorzystuje technikę rozpraszania, w której każdy bit oryginalnych danych jest reprezentowany przez wiele chipów. Te chipy są generowane przez kod rozpraszający, znany również jako sekwencja rozpraszająca lub kod szumu pseudolosowego (PN).
- Długość kodu i częstotliwość chipów:
- DS-CDMA wymaga dłuższej długości kodu, co oznacza, że kod rozprzestrzeniający jest powtarzany przez dłuższy czas. Szybkość chipa lub szybkość generowania kodu jest wyższa niż szybkość transmisji danych.
- Zalety:
- DS-CDMA zapewnia odporność na zakłócenia i zanikanie wielościeżkowe. Zapewnia lepszą wydajność w obecności hałasu i umożliwia wielu użytkownikom współdzielenie tego samego pasma częstotliwości przy minimalnych zakłóceniach.
- Aplikacje:
- DS-CDMA jest szeroko stosowana w systemach komunikacji mobilnej, w tym w sieciach komórkowych 3G i 4G, ze względu na jego zdolność do obsługi wielu użytkowników i zapewniania niezawodnej komunikacji w wymagających środowiskach.
2.CDMA ze przeskakiwaniem częstotliwości (FH-CDMA):
- Technika rozprowadzania:
- Frequency Hopping CDMA (FH-CDMA) polega na zmianie częstotliwości nośnej podczas transmisji. Sygnał jest rozprowadzany zarówno w dziedzinie czasu, jak i częstotliwości za pomocą wzorców przeskakiwania.
- Długość kodu i częstotliwość przeskakiwania:
- FH-CDMA wykorzystuje krótsze kody rozpraszające, a szybkość przeskakiwania określa, jak często zmienia się częstotliwość nośnej. Połączenie kodu i przeskakiwania częstotliwości zwiększa bezpieczeństwo i odporność na zakłócenia.
- Zalety:
- FH-CDMA zapewnia zwiększoną odporność na zakłócenia wąskopasmowe i zwiększa bezpieczeństwo komunikacji. Wzorzec przeskakiwania częstotliwości utrudnia nieautoryzowanym użytkownikom przechwycenie przesyłanego sygnału.
- Aplikacje:
- FH-CDMA jest powszechnie stosowany w wojskowych systemach komunikacyjnych, bezpiecznych sieciach bezprzewodowych i niektórych zastosowaniach przemysłowych, gdzie zakłócenia i bezpieczeństwo mają kluczowe znaczenie.
3.Wielodostęp z ortogonalnym podziałem częstotliwości (OFDMA):
- Technika rozprowadzania:
- Wielodostęp z ortogonalnym podziałem częstotliwości (OFDMA) to rodzaj CDMA, w którym wykorzystuje się inną technikę rozpraszania opartą na podziale dostępnego widma częstotliwości na ortogonalne podnośne. Każda podnośna reprezentuje inny kod.
- Długość kodu i odstępy podnośnych:
- OFDMA wykorzystuje inne podejście, w którym kod rozpraszający jest pośrednio określany przez częstotliwość podnośnej. Długość kodu jest praktycznie nieskończona, a podnośne są rozmieszczone w regularnych odstępach.
- Zalety:
- OFDMA jest znana ze swojej wydajności w obsłudze zanikania selektywnego częstotliwościowo i obsługuje duże szybkości transmisji danych, umożliwiając wielu użytkownikom jednoczesną transmisję na różnych podnośnych. Jest to kluczowa technologia w systemach komunikacji bezprzewodowej 4G (LTE) i 5G.
- Aplikacje:
- OFDMA jest szeroko stosowany w szerokopasmowych systemach komunikacji bezprzewodowej, w tym LTE i WiMAX, gdzie istotne są wysokie szybkości transmisji danych, wydajność widmowa i obsługa wielu użytkowników.
4.CDMA z wieloma nośnymi (MC-CDMA):
- Technika rozprowadzania:
- CDMA z wieloma nośnymi (MC-CDMA) łączy w sobie zasady CDMA z multipleksowaniem z ortogonalnym podziałem częstotliwości (OFDM). Rozprzestrzenia symbole danych na wiele podnośnych, korzystając z zasad CDMA.
- Długość kodu i odstępy podnośnych:
- MC-CDMA obejmuje wykorzystanie kodów CDMA na podnośnych, podobnie jak OFDMA. Połączenie to pozwala na niezawodną komunikację w kanałach zanikających selektywnie pod względem częstotliwości.
- Zalety:
- MC-CDMA dziedziczy zalety zarówno CDMA, jak i OFDM. Zapewnia odporność na zakłócenia, blaknięcie wielościeżkowe i obsługuje wysokie szybkości transmisji danych. Jest rozważany w przyszłych systemach komunikacji bezprzewodowej.
- Aplikacje:
- MC-CDMA to potencjalna technologia dla przyszłych systemów komunikacji bezprzewodowej, w tym poza sieciami 5G, ze względu na jej zdolność do zapewniania wydajnej i niezawodnej komunikacji w wymagających środowiskach radiowych.
Podsumowując, główne typy technik widma rozproszonego CDMA obejmują CDMA z sekwencją bezpośrednią (DS-CDMA), CDMA z przeskakiwaniem częstotliwości (FH-CDMA), wielokrotny dostęp z ortogonalnym podziałem częstotliwości (OFDMA) i CDMA z wieloma nośnymi (MC-CDMA). Każdy typ ma specyficzne cechy, które sprawiają, że nadaje się do różnych zastosowań i scenariuszy w systemach komunikacji bezprzewodowej.