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O que é CDMA: tutorial de acesso múltiplo por divisão de código

O que é CDMA: tutorial de acesso múltiplo por divisão de código


Acesso múltiplo por divisão de código, CDMA foi um uso inovador da tecnologia de espectro de difusão de sequência direta usada para fornecer um esquema de acesso múltiplo para telecomunicações móveis e outros sistemas sem fio.

O CDMA usava a propriedade do DSSS de que, a menos que o transmissor e o receptor usassem o mesmo código de propagação para ambas as extremidades do processo, o sinal não poderia ser decodificado e, dessa forma, era capaz de fornecer um meio de permitir que uma variedade de usuários diferentes usassem o mesmo canal para acessar uma estação base sem interferência mútua.

Desta forma, usando o CDMA, usuários diferentes receberam códigos diferentes, em vez de slots, canais, etc.

História CDMA

O CDMA é baseado em uma forma de transmissão conhecida como Direct Sequence Spread Spectrum. A história do CDMA pode estar diretamente ligada à década de 1940, quando essa forma de transmissão foi concebida pela primeira vez. Com o aprimoramento da tecnologia eletrônica, ela passou a ser usada para transmissões militares secretas, visto que as transmissões parecem ruídos, são difíceis de decifrar sem o conhecimento dos códigos corretos e, além disso, são difíceis de emperrar.

Com a revolução nas telecomunicações celulares que ocorreu na década de 1980, uma empresa então pouco conhecida, chamada Qualcomm, que trabalhava com transmissões DSSS, começou a ver isso como a base para um esquema de acesso múltiplo de telecomunicações celulares - CDMA - acesso múltiplo por divisão de código.

O conceito de CDMA teve que ser comprovado em campo e, consequentemente, a Qualcomm foi acompanhada pelas operadoras de rede americanas Nynex e Ameritech para desenvolver o primeiro sistema CDMA experimental. Mais tarde, a equipe foi expandida quando a Motorola e a AT&T (agora Lucent) se juntaram para trazer seus recursos para acelerar o desenvolvimento.

Como resultado, foi possível começar a escrever uma especificação para CDMA em 1990. Com o apoio da Cellular Telecommunications Industry Association (CTIA) e da Telecommunications Industry Association (TIA), um grupo de padrões foi criado. Esse grupo publicou então o padrão para o primeiro sistema CDMA na forma de IS-95, resultando na publicação formal de IS-95-A em 1995.

O primeiro sistema CDMA foi lançado em setembro de 1995 pela Hutchison Telephone Co. Ltd. em Hong Kong e a SK Telecom na Coréia logo em seguida, junto com as redes nos EUA.

Este foi apenas um sistema de telecomunicações celulares, embora tenha sido o primeiro. Seu desenvolvimento levou à série de padrões CDMA2000.

O uso do CDMA não parou com o CDMA2000, pois foi necessário evoluir o padrão GSM para que pudesse transportar dados e proporcionar melhorias significativas em termos de eficiência de uso do espectro. Assim, o CDMA, na forma de Wideband CDMA (WCDMA) foi adotado para este padrão.

Elementos-chave do CDMA

CDMA é uma forma de tecnologia de transmissão de espalhamento de espectro baseada em um esquema denominado espectro de espalhamento de sequência direta.

Nota sobre o DSSS, Direct Sequence Spread Spectrum:

Espectro de difusão de sequência direta, DSSS é uma forma de transmissão de rádio usada em uma variedade de transmissões de rádio. Os dados a serem transmitidos são multiplicados com uma sequência de bits de alta taxa de dados e, em seguida, modulados em uma portadora de RF para produzir um sinal com uma largura de banda muito maior do que os dados isoladamente. Para reconstituir os dados no receptor, a mesma sequência de bits de alta taxa de dados é usada para extrair os dados do sinal.

Leia mais sobre o Espectro de propagação de sequência direta, DSSS.

Ao provar a diferentes usuários com diferentes códigos de espalhamento, os diferentes usuários são capazes de utilizar o mesmo canal de frequência, embora ainda sejam capazes de se comunicar individualmente com a estação base.

O uso de CDMA foi comparado a estar em uma sala onde há muitas pessoas falando idiomas diferentes e ser capaz de entender alguém falando em seu idioma, apesar do alto nível de ruído.

Um sinal CDMA poderá ser decodificado quando o receptor usar o mesmo código usado para a transmissão, apesar da presença de outros sinais com códigos diferentes sendo usados ​​no mesmo canal.

O CDMA tem uma série de características distintas que são essenciais para espalhar as tecnologias de transmissão de espectro:

  • Uso de largura de banda ampla: O CDMA, como outras tecnologias de espalhamento espectral, usa uma largura de banda mais ampla do que seria necessária para a transmissão dos dados. Isso resulta em uma série de vantagens, incluindo uma maior imunidade a interferências ou bloqueios e acesso de vários usuários.
  • Códigos de difusão usados: Para atingir o aumento da largura de banda, os dados são espalhados por meio de um código que é independente dos dados.
  • Nível de segurança: Para receber os dados, o receptor deve ter conhecimento do código de espalhamento, sem isso não é possível decifrar os dados transmitidos, o que dá uma medida de segurança.
  • Acesso múltiplo: A utilização de códigos de spread independentes para cada usuário e a recepção síncrona permitem que vários usuários acessem o mesmo canal simultaneamente.

Vantagens da tecnologia CDMA

O uso de CDMA oferece várias vantagens e é por esta razão que a tecnologia CDMA tem sido adotada para muitos sistemas de telecomunicações celulares 3G.

  • Melhoria na transferência / transferência: Usando CDMA, é possível que um terminal se comunique com duas estações base ao mesmo tempo. Como resultado, o link antigo só precisa ser quebrado quando o novo estiver firmemente estabelecido. Isso fornece melhorias significativas em termos de confiabilidade de transferência / transferência de uma estação base para outra.
  • Melhoria na capacidade: Uma das principais reivindicações do CDMA é que ele proporcionou melhorias significativas na capacidade da rede. As expectativas originais para alguns dos proponentes da tecnologia CDMA eram para algumas melhorias muito significativas, embora na realidade estas fossem um tanto exageradas sobre o que a experiência do mundo real encontrou:
    • Aumento de 18 vezes na capacidade em comparação com AMPS (tecnologia 1G usada nos EUA)
    • Aumento de 6 vezes na capacidade em comparação com o TDMA dos EUA (tecnologia 2G usada nos EUA) - aumentos semelhantes também foram reivindicados no GSM.
    Na realidade, as expectativas originais não foram atendidas, embora tenham ocorrido aumentos de um fator de cerca de dois quando comparados com o TDMA e o GSM dos EUA. Isso por si só foi uma melhoria significativa.

O acesso múltiplo por divisão de código CDMA


Assista o vídeo: - MULTIPLE ACCESS - FDMATDMACDMAOFDMA (Novembro 2021).