Kod Bölmeli Çoklu Erişim (CDMA) sistemlerinde, genellikle yayılma kodu veya dizisi olarak adlandırılan ortogonal kod, birden fazla kullanıcının aynı frekans spektrumunu aynı anda paylaşmasına olanak tanıyan çok önemli bir bileşendir. Ortogonal kodların kullanımı, CDMA’nın başarısı için temeldir ve verimli ve parazite dayanıklı iletişime olanak tanır. CDMA’daki ortogonal kodların ayrıntılarına, nasıl çalıştıklarına ve önemlerine bakalım:
1.CDMA’daki Ortogonal Kodlar:
- Tanım:
- CDMA’daki ortogonal kodlar, sistemdeki bireysel kullanıcılara atanan benzersiz dizilerdir.
- Bu kodlar onları dik yapan matematiksel özelliklere sahiptir, yani birbirleriyle düşük korelasyona sahiptirler.
- Amaç:
- Ortogonal kod kullanmanın temel amacı, birden fazla kullanıcının aynı frekans spektrumu üzerinden parazite neden olmadan sinyalleri aynı anda iletmesine ve almasına olanak sağlamaktır.
2.Ortogonal Kodların Temel Özellikleri:
- 1. Düşük Korelasyon:
- Ortogonal kodlar birbirleriyle düşük korelasyon göstermektedir. Üst üste bindirildiğinde farklı kodlar arasındaki korelasyon minimum düzeydedir.
- 2. Yayılma Süreci:
- Her kullanıcının bilgi sinyali, kendine özgü ortogonal kod kullanılarak geniş bir frekans bandına yayılır.
- Yayma işlemi, bilgi sinyalinin ortogonal kodla çarpılmasını ve sinyalin frekans alanında etkili bir şekilde genişletilmesini içerir.
- 3. Sinyal Ayırma:
- Ortogonal kodların kullanılması, birden fazla kullanıcı aynı anda iletim yaptığında bile, bunların yayılma sinyallerinin alıcıda önemli bir müdahale olmadan ayrılabilmesini sağlar.
- 4. Matematiksel Diklik:
- Matematiksel olarak, iç çarpımları sıfır olan iki fonksiyon veya dizi, dik olarak kabul edilir. CDMA bağlamında bu matematiksel özellik, iletim sırasında kodların birbirine karışmamasını sağlar.
3.CDMA’da Ortogonal Kodlar Nasıl Çalışır:
- 1. Kod Ataması:
- Bir CDMA sistemindeki her kullanıcıya benzersiz bir ortogonal kod atanır.
- Kodlar, kullanıcılar arasındaki etkileşimin minimum düzeyde olmasını sağlayacak şekilde düşük çapraz korelasyona sahip olacak şekilde dikkatlice tasarlanmıştır.
- 2. Yayılma Süreci:
- Bir kullanıcı bir iletim başlattığında, bilgi sinyali kendisine atanan ortogonal kodla çarpılır (veya evrilir).
- Bu yayılma işlemi sinyalin bant genişliğini genişleterek tüm frekans spektrumu üzerinden iletilmesine olanak tanır.
- 3. Eşzamanlı İletim:
- Birden fazla kullanıcı, yayılma sinyallerini aynı frekans spektrumu üzerinden aynı anda iletebilir.
- Ortogonal kodlar arasındaki düşük korelasyon, sinyallerin önemli bir müdahale olmaksızın bir arada bulunmasını sağlar.
- 4. CDMA Kod Çözme:
- Alıcı tarafta, birden fazla kullanıcının katkılarını içeren alınan sinyal ortogonal kodlarla ilişkilendirilir.
- Alıcı, amaçlanan kullanıcının bilgi sinyalini izole etmek ve kodunu çözmek için atanmış ortogonal kodu kullanır ve onu diğer sinyallerden etkili bir şekilde ayırır.
4.Ortogonal Kod Özellikleri:
- 1. Çip Oranı:
- Kodun oluşturulma hızı çip hızı olarak bilinir.
- CDMA’daki ortogonal kodlar, yüksek çip hızına sahip olacak şekilde tasarlanmıştır ve mevcut frekans spektrumunun verimli kullanımına olanak tanır.
- 2. Yayılmış Spektrum Tekniği:
- Ortogonal kodların kullanımı CDMA’da kullanılan yayılı spektrum tekniğinin önemli bir yönüdür.
- Yaygın spektrum teknolojisi, CDMA iletimlerinin güvenliğini, sağlamlığını ve parazit direncini artırır.
- 3. Kod Uzunluğu:
- Ortogonal kodun uzunluğu CDMA sisteminin kapasitesini ve performansını etkiler.
- Daha uzun kodlar daha benzersiz kombinasyonlar sağlar ancak işleme karmaşıklığı açısından zorluklar ortaya çıkarabilir.
5.Zorluklar ve Dikkat Edilmesi Gerekenler:
- 1. Çapraz Korelasyon:
- Ortogonal kodlar arasında düşük çapraz korelasyon elde etmek çok önemlidir.
- Yüksek çapraz korelasyon, parazite neden olabilir ve sistemin birden fazla kullanıcıyı aynı anda destekleme yeteneğini etkileyebilir.
- 2. Kod Tasarımı:
- Ortogonal kodların tasarımı, talaş hızı, uzunluk ve çapraz korelasyon gibi faktörlerin dengelenmesinin dikkatli bir şekilde değerlendirilmesini gerektirir.
- Performansı optimize etmek için gelişmiş kod tasarım teknikleri kullanılır.
6.CDMA’da Ortogonal Kodların Önemi:
- 1. Artan Kapasite:
- Ortogonal kodlar, CDMA sistemlerinin aynı anda birden fazla kullanıcıyı desteklemesine olanak tanır ve bu da ağ kapasitesinin artmasına neden olur.
- 2. Girişim Direnci:
- Kodlar arasındaki düşük korelasyon, parazit direncini garanti ederek diğer kullanıcıların sinyallerinin varlığında sağlam iletişime olanak tanır.
- 3. Güvenlik:
- Benzersiz ortogonal kodların kullanılması, yetkisiz tarafların sinyalleri yakalamasını veya kodunu çözmesini zorlaştırarak CDMA iletimlerinin güvenliğini artırır.
- 4. Verimli Spektrum Kullanımı:
- CDMA’nın ortogonal kodları kullanma yeteneği, verimli spektrum kullanımını kolaylaştırarak daha fazla kullanıcının aynı frekans bandını paylaşmasına olanak tanır.
7.Çözüm:
- Ortogonal kodlar, aynı frekans spektrumu üzerinden birden fazla sinyalin eşzamanlı iletimini sağlayan CDMA teknolojisinin temel bir öğesidir.
- Düşük çapraz korelasyon özellikleri, artan kapasiteye, girişim direncine ve CDMA sistemlerinde mevcut spektrumun verimli kullanımına katkıda bulunur.
Özetle, CDMA’daki ortogonal kodlar, birden fazla kullanıcının aynı frekans spektrumunu aynı anda paylaşmasına olanak sağlamada kritik bir rol oynar. Kodlar arasındaki düşük korelasyon, parazit direncini garanti ederek CDMA iletişim sistemlerinin verimliliğine, kapasitesine ve güvenliğine katkıda bulunur.