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Que es CDMA: tutorial de acceso múltiple por división de código

Que es CDMA: tutorial de acceso múltiple por división de código


El acceso múltiple por división de código, CDMA, fue un uso innovador de la tecnología de espectro ensanchado de secuencia directa utilizada para proporcionar un esquema de acceso múltiple para telecomunicaciones móviles y otros sistemas inalámbricos.

CDMA usó la propiedad de DSSS de que, a menos que el transmisor y el receptor usaran el mismo código de expansión para ambos extremos del proceso, la señal no podría decodificarse y de esta manera fue capaz de proporcionar un medio para permitir que una variedad de usuarios diferentes usaran el mismo canal para acceder a una estación base sin interferencias mutuas.

De esta manera, al usar CDMA, se asignaron diferentes códigos a diferentes usuarios en lugar de diferentes ranuras, canales, etc.

Historia de CDMA

CDMA se basa en una forma de transmisión conocida como espectro ensanchado de secuencia directa. La historia de CDMA se puede vincular directamente a la década de 1940, cuando se concibió por primera vez esta forma de transmisión. A medida que la tecnología electrónica mejoró, comenzó a usarse para transmisiones militares encubiertas en vista del hecho de que las transmisiones parecen ruido, es difícil de descifrar sin el conocimiento de los códigos correctos y, además, es difícil de interferir.

Con la revolución en las telecomunicaciones celulares que se produjo en la década de 1980, una compañía entonces poco conocida llamada Qualcomm que trabajaba en transmisiones DSSS comenzó a considerar esto como la base para un esquema de acceso múltiple de telecomunicaciones celulares - CDMA - acceso múltiple por división de código.

El concepto de CDMA tenía que probarse en el campo y, en consecuencia, los operadores de red estadounidenses Nynex y Ameritech se unieron a Qualcomm para desarrollar el primer sistema CDMA experimental. Más tarde, el equipo se expandió cuando Motorola y AT&T (ahora Lucent) se unieron para llevar sus recursos a acelerar el desarrollo.

Como resultado, fue posible comenzar a escribir una especificación para CDMA en 1990. Con el apoyo de la Asociación de la Industria de Telecomunicaciones Celulares (CTIA) y la Asociación de la Industria de las Telecomunicaciones (TIA) se estableció un grupo de estándares. Este grupo luego publicó el estándar para el primer sistema CDMA en forma de IS-95, lo que resultó en la publicación formal de IS-95-A en 1995.

El primer sistema CDMA fue lanzado en septiembre de 1995 por Hutchison Telephone Co. Ltd. en Hong Kong y SK Telecom en Corea pronto lo siguió junto con las redes en los Estados Unidos.

Este fue solo un sistema de telecomunicaciones celulares, aunque fue el primero. Su desarrollo condujo a la serie de estándares CDMA2000.

El uso de CDMA no se detuvo con CDMA2000 ya que se hizo necesario evolucionar el estándar GSM para que pudiera transportar datos y proporcionar mejoras significativas en términos de eficiencia en el uso del espectro. En consecuencia, se adoptó CDMA, en forma de CDMA de banda ancha (WCDMA) para este estándar.

Elementos clave de CDMA

CDMA es una forma de tecnología de transmisión de espectro expandido basada en un esquema llamado espectro expandido de secuencia directa.

Nota sobre el DSSS, espectro ensanchado de secuencia directa:

Espectro ensanchado de secuencia directa, DSSS es una forma de transmisión de radio que se utiliza en una variedad de transmisiones de radio. Los datos a transmitir se multiplican con una secuencia de bits de alta velocidad de datos y luego se modulan en una portadora de RF para producir una señal con un ancho de banda mucho más amplio que los datos solos. Para reconstituir los datos en el receptor, se usa la misma secuencia de bits de alta velocidad de datos para extraer los datos de la señal.

Leer más sobre el Espectro ensanchado de secuencia directa, DSSS.

Al probar diferentes usuarios con diferentes códigos de ensanchamiento, los diferentes usuarios pueden utilizar el mismo canal de frecuencia, sin dejar de poder comunicarse individualmente con la estación base.

El uso de CDMA se ha comparado con estar en una habitación donde hay muchas personas que hablan diferentes idiomas y poder entender a alguien que habla en su idioma a pesar del alto nivel de ruido.

Una señal CDMA podrá decodificarse cuando el receptor utilice el mismo código que se utilizó para la transmisión a pesar de la presencia de otras señales con códigos diferentes que se utilizan en el mismo canal.

CDMA tiene una serie de características distintivas que son clave para las tecnologías de transmisión de espectro ensanchado:

  • Uso de ancho de banda amplio: CDMA, al igual que otras tecnologías de espectro ensanchado, utiliza un ancho de banda más amplio del que sería necesario para la transmisión de datos. Esto da como resultado una serie de ventajas que incluyen una mayor inmunidad a interferencias o interferencias y acceso de múltiples usuarios.
  • Códigos de difusión utilizados: Para lograr un mayor ancho de banda, los datos se distribuyen mediante el uso de un código que es independiente de los datos.
  • Nivel de seguridad: Para recibir los datos, el receptor debe tener conocimiento del código de expansión, sin esto no es posible descifrar los datos transmitidos, y esto le da una medida de seguridad.
  • Acceso multiple: El uso de códigos de expansión que son independientes para cada usuario junto con la recepción síncrona permite que múltiples usuarios accedan al mismo canal simultáneamente.

Ventajas de la tecnología CDMA

El uso de CDMA ofrece varias ventajas y es por esta razón que la tecnología CDMA se ha adoptado para muchos sistemas de telecomunicaciones celulares 3G.

  • Mejora en traspaso / traspaso: Usando CDMA es posible que un terminal se comunique con dos estaciones base a la vez. Como resultado, el enlace anterior solo debe romperse cuando el nuevo está firmemente establecido. Esto proporciona mejoras significativas en términos de la fiabilidad del traspaso / traspaso de una estación base a otra.
  • Mejora de capacidad: Una de las principales afirmaciones de CDMA es que proporcionó mejoras significativas en la capacidad de la red. Las expectativas originales para algunos de los defensores de la tecnología CDMA eran algunas mejoras muy significativas, aunque en realidad estas fueron algo exageradas con respecto a lo que encontró la experiencia del mundo real:
    • 18 veces más de capacidad en comparación con AMPS (tecnología 1G utilizada en EE. UU.)
    • Aumento de 6 veces en capacidad en comparación con TDMA de EE. UU. (Tecnología 2G utilizada en EE. UU.); También se afirmaron aumentos similares en GSM.
    En realidad, las expectativas originales no se cumplieron, aunque se observaron aumentos de un factor de aproximadamente dos en comparación con TDMA y GSM de EE. UU. Esto en sí mismo fue una mejora significativa.

El acceso múltiple por división de código CDMA

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