Acceso múltiple por división de código

Multiplexación
Modulación analógica
SOY FM P.M AMQ Sm SSB
Modo circuito (ancho de banda constante)
TDM FDM  / WDM SDMA Polarización Espacial OAM
Multiplexación estadística (ancho de banda variable)
Conmutación de paquetes TDMA dinámico Escuela secundaria superior de Florida DSSS OFDMA SC-FDM MC-SS
Temas relacionados
Métodos de acceso al canal Control de acceso al medio
en a mi

El acceso múltiple por división de código ( CDMA ) es un método de acceso a canales utilizado por diversas tecnologías de comunicación por radio . CDMA es un ejemplo de acceso múltiple , en el que varios transmisores pueden enviar información simultáneamente a través de un único canal de comunicación. Esto permite que varios usuarios compartan una banda de frecuencias (véase ancho de banda ). Para permitir esto sin interferencias indebidas entre los usuarios, CDMA emplea tecnología de espectro ensanchado y un esquema de codificación especial (en el que a cada transmisor se le asigna un código). ^{[1] [2]}

CDMA optimiza el uso del ancho de banda disponible ya que transmite en todo el rango de frecuencia y no limita el rango de frecuencia del usuario.

Se utiliza como método de acceso en muchos estándares de telefonía móvil . IS-95 , también llamado "cdmaOne", y su evolución 3G CDMA2000 , a menudo se denominan simplemente "CDMA", pero UMTS , el estándar 3G utilizado por los operadores GSM , también utiliza "CDMA de banda ancha", o W-CDMA, así como TD-CDMA y TD-SCDMA, como sus tecnologías de radio. Muchos operadores (como AT&T , UScellular y Verizon ) cerraron las redes basadas en CDMA 3G en 2022 y 2024, lo que hizo que los teléfonos que solo admitían esos protocolos fueran inutilizables para llamadas, incluso al 911. [ 3 ^{] [4]}

También se puede utilizar como tecnología de acceso a canales o medios, como por ejemplo ALOHA , o como canal piloto/de señalización permanente para permitir a los usuarios sincronizar sus osciladores locales a una frecuencia de sistema común, estimando así también los parámetros del canal de forma permanente.

En estos esquemas, el mensaje se modula en una secuencia de propagación más larga, que consta de varios chips (0es y 1es). Debido a sus características de autocorrelación y correlación cruzada muy ventajosas, estas secuencias de propagación también se han utilizado para aplicaciones de radar durante muchas décadas, donde se denominan códigos Barker (con una longitud de secuencia muy corta, típicamente de 8 a 32).

Para las aplicaciones de comunicación basadas en el espacio, el CDMA se ha utilizado durante muchas décadas debido a la gran pérdida de trayectoria y al desplazamiento Doppler causado por el movimiento de los satélites. El CDMA se utiliza a menudo con modulación por desplazamiento de fase binaria (BPSK) en su forma más simple, pero se puede combinar con cualquier esquema de modulación como (en casos avanzados) la modulación de amplitud en cuadratura (QAM) o la multiplexación por división de frecuencia ortogonal (OFDM), lo que normalmente lo hace muy robusto y eficiente (y los equipa con capacidades de medición de distancia precisas, lo que es difícil sin CDMA). Otros esquemas utilizan subportadoras basadas en la modulación de portadora desplazada binaria (modulación BOC), que se inspira en los códigos Manchester y permite una brecha más grande entre la frecuencia central virtual y las subportadoras, lo que no es el caso de las subportadoras OFDM.

La tecnología de canales de acceso múltiple por división de código se conoce desde hace mucho tiempo.

En los EE. UU., una de las primeras descripciones de CDMA se puede encontrar en el informe resumido del Proyecto Hartwell sobre "La seguridad del transporte internacional", que fue un proyecto de investigación de verano llevado a cabo en el Instituto Tecnológico de Massachusetts entre junio y agosto de 1950. ^[5] Se llevaron a cabo más investigaciones en el contexto de interferencias y antiinterferencias en 1952 en el Laboratorio Lincoln . ^[6]

En la Unión Soviética (URSS), el primer trabajo dedicado a este tema fue publicado en 1935 por Dmitry Ageev . ^[7] Se demostró que mediante el uso de métodos lineales, existen tres tipos de separación de señales: frecuencia, tiempo y compensatoria. ^{[ aclaración necesaria ]} La tecnología de CDMA se utilizó en 1957, cuando el joven ingeniero de radio militar Leonid Kupriyanovich en Moscú fabricó un modelo experimental de un teléfono móvil automático portátil, llamado por él LK-1, con una estación base. ^[8] LK-1 tiene un peso de 3 kg, una distancia de funcionamiento de 20-30 km y una duración de batería de 20-30 horas. ^{[9] [10]} La estación base, como describe el autor, podría dar servicio a varios clientes. En 1958, Kupriyanovich fabricó el nuevo modelo experimental de teléfono móvil de "bolsillo". Este teléfono pesaba 0,5 kg. Para dar servicio a más clientes, Kupriyanovich propuso el dispositivo, al que llamó "correlador". ^{[11] [12]} En 1958, la URSS también inició el desarrollo del servicio de telefonía móvil civil nacional " Altái " para automóviles, basado en el estándar soviético MRT-1327. El sistema telefónico pesaba 11 kg (24 lb). Se colocaba en el maletero de los vehículos de los funcionarios de alto rango y utilizaba un auricular estándar en el habitáculo. Los principales desarrolladores del sistema Altai fueron VNIIS (Instituto de Investigación Científica de Comunicaciones de Voronezh) y GSPI (Instituto Estatal de Proyectos Especializados). En 1963, este servicio comenzó a utilizarse en Moscú, y en 1970 el servicio Altai se utilizó en 30 ciudades de la URSS. ^[13]

• El CDM síncrono (multiplexación por división de código, una generación temprana de CDMA) se implementó en el Sistema de Posicionamiento Global (GPS). Es anterior y diferente a su uso en teléfonos móviles .
• El estándar Qualcomm IS-95 , comercializado como cdmaOne.
• El estándar Qualcomm IS-2000 , conocido como CDMA2000, es utilizado por varias compañías de telefonía móvil, incluida la red Globalstar . ^{[nb 1]}
• El estándar de telefonía móvil UMTS 3G, que utiliza W-CDMA . ^{[nb 2]}
• CDMA se ha utilizado en el sistema satelital OmniTRACS para la logística del transporte .

CDMA es una técnica de acceso múltiple de espectro disperso. Una técnica de espectro disperso distribuye el ancho de banda de los datos de manera uniforme para la misma potencia transmitida. Un código de dispersión es un código pseudoaleatorio en el dominio del tiempo que tiene una función de ambigüedad estrecha en el dominio de la frecuencia, a diferencia de otros códigos de pulso estrechos. En CDMA, un código generado localmente se ejecuta a una velocidad mucho mayor que los datos que se van a transmitir. Los datos para la transmisión se combinan mediante XOR bit a bit (OR exclusivo) con el código más rápido. La figura muestra cómo se genera una señal de espectro disperso. La señal de datos con una duración de pulso de (período de símbolo) se combina con la señal de código con una duración de pulso de (período de chip). (Nota: el ancho de banda es proporcional a , donde = tiempo de bit). Por lo tanto, el ancho de banda de la señal de datos es y el ancho de banda de la señal de espectro disperso es . Dado que es mucho menor que , el ancho de banda de la señal de espectro disperso es mucho mayor que el ancho de banda de la señal original. La relación se denomina factor de expansión o ganancia de procesamiento y determina hasta cierto punto el límite superior del número total de usuarios admitidos simultáneamente por una estación base. ^{[1] [2]}$Estilo de visualización Tb$$Estilo de visualización T_{c}$${\estilo de visualización 1/T}$${\estilo de visualización T}$${\displaystyle 1/T_{b}}$${\displaystyle 1/T_{c}}$$Estilo de visualización T_{c}$$Estilo de visualización Tb$$Estilo de visualización Tb/Tc$

Cada usuario de un sistema CDMA utiliza un código diferente para modular su señal. La elección de los códigos utilizados para modular la señal es muy importante para el rendimiento de los sistemas CDMA. El mejor rendimiento se produce cuando existe una buena separación entre la señal de un usuario deseado y las señales de otros usuarios. La separación de las señales se realiza correlacionando la señal recibida con el código generado localmente del usuario deseado. Si la señal coincide con el código del usuario deseado, la función de correlación será alta y el sistema puede extraer esa señal. Si el código del usuario deseado no tiene nada en común con la señal, la correlación debe ser lo más cercana posible a cero (eliminando así la señal); esto se conoce como correlación cruzada . Si el código está correlacionado con la señal en cualquier desplazamiento temporal distinto de cero, la correlación debe ser lo más cercana posible a cero. Esto se conoce como autocorrelación y se utiliza para rechazar la interferencia por trayectos múltiples. ^{[18] [19]}

Una analogía con el problema del acceso múltiple es una sala (canal) en la que las personas desean hablar entre sí simultáneamente. Para evitar confusiones, las personas podrían turnarse para hablar (división de tiempo), hablar en diferentes tonos (división de frecuencia) o hablar en diferentes idiomas (división de código). CDMA es análogo al último ejemplo, donde las personas que hablan el mismo idioma pueden entenderse entre sí, pero otros idiomas se perciben como ruido y se rechazan. De manera similar, en CDMA de radio, a cada grupo de usuarios se le asigna un código compartido. Muchos códigos ocupan el mismo canal, pero solo los usuarios asociados con un código particular pueden comunicarse.

En general, CDMA pertenece a dos categorías básicas: sincrónico (códigos ortogonales) y asincrónico (códigos pseudoaleatorios).

El método de modulación digital es análogo a los utilizados en transceptores de radio simples. En el caso analógico, una señal de datos de baja frecuencia se multiplica en el tiempo con una portadora de onda sinusoidal pura de alta frecuencia y se transmite. Esto es efectivamente una convolución de frecuencia ( teorema de Wiener-Khinchin ) de las dos señales, lo que da como resultado una portadora con bandas laterales estrechas. En el caso digital, la portadora sinusoidal se reemplaza por funciones de Walsh . Estas son ondas cuadradas binarias que forman un conjunto ortonormal completo. La señal de datos también es binaria y la multiplicación en el tiempo se logra con una función XOR simple. Esto suele ser un mezclador de celdas de Gilbert en el circuito.

El CDMA síncrono explota las propiedades matemáticas de ortogonalidad entre vectores que representan las cadenas de datos. Por ejemplo, la cadena binaria 1011 está representada por el vector (1, 0, 1, 1). Los vectores se pueden multiplicar tomando su producto escalar , sumando los productos de sus respectivos componentes (por ejemplo, si u = ( a , b ) y v = ( c , d ), entonces su producto escalar u · v = ac + bd ). Si el producto escalar es cero, se dice que los dos vectores son ortogonales entre sí. Algunas propiedades del producto escalar ayudan a comprender cómo funciona el W-CDMA . Si los vectores a y b son ortogonales, entonces y:${\displaystyle \mathbf {a} \cdot \mathbf {b} = 0}$

${\displaystyle \mathbf {a} \cdot (\mathbf {a} +\mathbf {b} )=\|\mathbf {a} \|^{2},\ {\text{desde}}\ \mathbf { a} \cdot \mathbf {a} +\mathbf {a} \cdot \mathbf {b} =\|\mathbf {a} \|^{2}+0,}$

${\displaystyle \mathbf {a} \cdot (-\mathbf {a} +\mathbf {b} )=-\|\mathbf {a} \|^{2},\ {\text{desde}}\ { -\mathbf {a} }\cdot \mathbf {a} +\mathbf {a} \cdot \mathbf {b} =-\|\mathbf {a} \|^{2}+0,}$

${\displaystyle \mathbf {b} \cdot (\mathbf {a} +\mathbf {b} )=\|\mathbf {b} \|^{2},\ {\text{ya que}}\ \mathbf {b} \cdot \mathbf {a} +\mathbf {b} \cdot \mathbf {b} =0+\|\mathbf {b} \|^{2},}$

${\displaystyle \mathbf {b} \cdot (\mathbf {a} -\mathbf {b} )=-\|\mathbf {b} \|^{2},\ {\text{ya que}}\ \mathbf {b} \cdot \mathbf {a} -\mathbf {b} \cdot \mathbf {b} =0-\|\mathbf {b} \|^{2}.}$

Cada usuario en CDMA síncrono utiliza un código ortogonal a los códigos de los demás para modular su señal. En la figura siguiente se muestra un ejemplo de 4 señales digitales mutuamente ortogonales. Los códigos ortogonales tienen una correlación cruzada igual a cero; en otras palabras, no interfieren entre sí. En el caso de IS-95, se utilizan códigos Walsh de 64 bits para codificar la señal para separar a los distintos usuarios. Dado que cada uno de los 64 códigos Walsh es ortogonal a todos los demás, las señales se canalizan en 64 señales ortogonales. El siguiente ejemplo demuestra cómo se puede codificar y decodificar la señal de cada usuario.

Comience con un conjunto de vectores que sean mutuamente ortogonales . (Aunque la ortogonalidad mutua es la única condición, estos vectores se construyen generalmente para facilitar la decodificación, por ejemplo, columnas o filas de matrices de Walsh ). En la imagen adyacente se muestra un ejemplo de funciones ortogonales. Estos vectores se asignarán a usuarios individuales y se denominan código , código de chip o código de chipping . En aras de la brevedad, el resto de este ejemplo utiliza códigos v con solo dos bits.

Cada usuario está asociado a un código diferente, por ejemplo v . Un bit 1 se representa transmitiendo un código positivo v , y un bit 0 se representa mediante un código negativo −v . Por ejemplo, si v = ( v ₀ , v ₁ ) = (1, −1) y los datos que el usuario desea transmitir son (1, 0, 1, 1), entonces los símbolos transmitidos serían

( v , −v , v , v ) = ( v ₀ , v ₁ , − v ₀ , − v ₁ , v ₀ , v ₁ , v ₀ , v ₁ ) = (1, −1, −1, 1, 1, −1, 1, −1).

Para los fines de este artículo, llamamos a este vector construido el vector transmitido .

Cada remitente tiene un vector v diferente y único elegido de ese conjunto, pero el método de construcción del vector transmitido es idéntico.

Ahora bien, debido a las propiedades físicas de la interferencia, si dos señales en un punto están en fase, se suman para dar el doble de la amplitud de cada señal, pero si están desfasadas, se restan y dan una señal que es la diferencia de las amplitudes. Digitalmente, este comportamiento se puede modelar mediante la suma de los vectores de transmisión, componente por componente.

Si el remitente0 tiene código (1, −1) y datos (1, 0, 1, 1), y el remitente1 tiene código (1, 1) y datos (0, 0, 1, 1), y ambos remitentes transmiten simultáneamente, esta tabla describe los pasos de codificación:

Debido a que la señal0 y la señal1 se transmiten al mismo tiempo al aire, se suman para producir la señal bruta.

(1, −1, −1, 1, 1, −1, 1, −1) + (−1, −1, −1, −1, 1, 1, 1, 1) = (0, −2, −2, 0, 2, 0, 2, 0).

Esta señal en bruto se denomina patrón de interferencia. A continuación, el receptor extrae una señal inteligible para cualquier emisor conocido combinando el código del emisor con el patrón de interferencia. La siguiente tabla explica cómo funciona esto y muestra que las señales no interfieren entre sí:

Además, después de la decodificación, todos los valores mayores que 0 se interpretan como 1, mientras que todos los valores menores que cero se interpretan como 0. Por ejemplo, después de la decodificación, data0 es (2, −2, 2, 2), pero el receptor lo interpreta como (1, 0, 1, 1). Los valores exactamente iguales a 0 significan que el emisor no transmitió ningún dato, como en el siguiente ejemplo:

Supongamos que la señal 0 = (1, −1, −1, 1, 1, −1, 1, −1) se transmite sola. La siguiente tabla muestra la decodificación en el receptor:

Cuando el receptor intenta decodificar la señal utilizando el código del remitente1, los datos son todos ceros; por lo tanto, la correlación cruzada es igual a cero y está claro que el remitente1 no transmitió ningún dato.

Cuando los enlaces entre móviles y bases no se pueden coordinar con precisión, en particular debido a la movilidad de los teléfonos, se requiere un enfoque diferente. Dado que no es matemáticamente posible crear secuencias de firma que sean ortogonales para puntos de inicio arbitrariamente aleatorios y que hagan un uso completo del espacio de código, en los sistemas CDMA asíncronos se utilizan secuencias "pseudoaleatorias" o "pseudorruido" únicas denominadas secuencias de expansión . Una secuencia de expansión es una secuencia binaria que parece aleatoria pero que los receptores previstos pueden reproducir de manera determinista. Estas secuencias de expansión se utilizan para codificar y decodificar la señal de un usuario en CDMA asíncrono de la misma manera que los códigos ortogonales en CDMA síncrono (mostrados en el ejemplo anterior). Estas secuencias de expansión no están correlacionadas estadísticamente y la suma de un gran número de secuencias de expansión da como resultado una interferencia de acceso múltiple (MAI) que se aproxima mediante un proceso de ruido gaussiano (siguiendo el teorema del límite central en estadística). Los códigos Gold son un ejemplo de una secuencia de propagación adecuada para este propósito, ya que existe una baja correlación entre los códigos. Si todos los usuarios se reciben con el mismo nivel de potencia, entonces la varianza (por ejemplo, la potencia de ruido) del MAI aumenta en proporción directa al número de usuarios. En otras palabras, a diferencia del CDMA sincrónico, las señales de otros usuarios aparecerán como ruido para la señal de interés e interferirán ligeramente con la señal deseada en proporción al número de usuarios.

Todas las formas de CDMA utilizan el factor de ensanchamiento de espectro expandido para permitir que los receptores discriminen parcialmente las señales no deseadas. Se reciben las señales codificadas con las secuencias de ensanchamiento especificadas, mientras que las señales con secuencias diferentes (o las mismas secuencias pero con diferentes desfases temporales) aparecen como ruido de banda ancha reducido por el factor de ensanchamiento.

Dado que cada usuario genera MAI, controlar la intensidad de la señal es un tema importante en los transmisores CDMA. En teoría, un receptor CDM (CDMA síncrono), TDMA o FDMA puede rechazar por completo señales arbitrariamente fuertes utilizando diferentes códigos, intervalos de tiempo o canales de frecuencia debido a la ortogonalidad de estos sistemas. Esto no es así en el caso del CDMA asíncrono; el rechazo de señales no deseadas es solo parcial. Si alguna o todas las señales no deseadas son mucho más fuertes que la señal deseada, la abrumarán. Esto lleva a un requisito general en cualquier sistema CDMA asíncrono de igualar aproximadamente los diversos niveles de potencia de señal que se ven en el receptor. En el sistema celular CDMA, la estación base utiliza un esquema de control de potencia de bucle cerrado rápido para controlar estrictamente la potencia de transmisión de cada móvil.

En 2019, se desarrollaron esquemas para estimar con precisión la longitud requerida de los códigos en función de las características Doppler y de retardo. ^[20] Poco después, también se publicaron técnicas basadas en aprendizaje automático que generan secuencias de una longitud deseada y propiedades de propagación. Estas son altamente competitivas con las secuencias clásicas de Gold y Welch. Estas no se generan mediante registros de desplazamiento de retroalimentación lineal, sino que deben almacenarse en tablas de búsqueda.

En teoría, CDMA, TDMA y FDMA tienen exactamente la misma eficiencia espectral, pero en la práctica cada uno tiene sus propios desafíos: control de potencia en el caso de CDMA, sincronización en el caso de TDMA y generación/filtrado de frecuencia en el caso de FDMA.

Los sistemas TDMA deben sincronizar cuidadosamente los tiempos de transmisión de todos los usuarios para garantizar que se reciban en el intervalo de tiempo correcto y no provoquen interferencias. Como esto no se puede controlar perfectamente en un entorno móvil, cada intervalo de tiempo debe tener un tiempo de guarda, lo que reduce la probabilidad de que los usuarios interfieran, pero disminuye la eficiencia espectral.

De manera similar, los sistemas FDMA deben utilizar una banda de protección entre canales adyacentes, debido al impredecible desplazamiento Doppler del espectro de la señal debido a la movilidad del usuario. Las bandas de protección reducirán la probabilidad de que los canales adyacentes interfieran, pero disminuirán la utilización del espectro.

El CDMA asíncrono ofrece una ventaja clave en la asignación flexible de recursos, es decir, la asignación de secuencias de propagación a usuarios activos. En el caso de CDM (CDMA síncrono), TDMA y FDMA, el número de códigos ortogonales simultáneos, intervalos de tiempo y intervalos de frecuencia respectivamente son fijos, por lo que la capacidad en términos de número de usuarios simultáneos es limitada. Existe un número fijo de códigos ortogonales, intervalos de tiempo o bandas de frecuencia que se pueden asignar a los sistemas CDM, TDMA y FDMA, que siguen siendo infrautilizados debido a la naturaleza en ráfagas de la telefonía y las transmisiones de datos en paquetes. No existe un límite estricto para el número de usuarios que se pueden admitir en un sistema CDMA asíncrono, solo un límite práctico regido por la probabilidad de error de bit deseada, ya que la SIR (relación señal-interferencia) varía inversamente con el número de usuarios. En un entorno de tráfico con ráfagas como el de la telefonía móvil, la ventaja que ofrece el CDMA asíncrono es que se permite que el rendimiento (tasa de error de bits) fluctúe aleatoriamente, con un valor promedio determinado por el número de usuarios multiplicado por el porcentaje de utilización. Supongamos que hay 2 N usuarios que sólo hablan la mitad del tiempo; entonces, se pueden acomodar 2 N usuarios con la misma probabilidad promedio de error de bits que N usuarios que hablan todo el tiempo. La diferencia clave aquí es que la probabilidad de error de bits para N usuarios que hablan todo el tiempo es constante, mientras que es una cantidad aleatoria (con la misma media) para 2 N usuarios que hablan la mitad del tiempo.

En otras palabras, el CDMA asíncrono es ideal para una red móvil en la que un gran número de transmisores genera cada uno una cantidad relativamente pequeña de tráfico a intervalos irregulares. Los sistemas CDM (CDMA síncrono), TDMA y FDMA no pueden recuperar los recursos infrautilizados inherentes al tráfico en ráfagas debido al número fijo de códigos ortogonales , intervalos de tiempo o canales de frecuencia que se pueden asignar a transmisores individuales. Por ejemplo, si hay N intervalos de tiempo en un sistema TDMA y 2 N usuarios que hablan la mitad del tiempo, entonces la mitad del tiempo habrá más de N usuarios que necesitarán utilizar más de N intervalos de tiempo. Además, se requeriría una sobrecarga significativa para asignar y desasignar continuamente los recursos de código ortogonal, intervalo de tiempo o canal de frecuencia. En comparación, los transmisores CDMA asíncronos simplemente envían cuando tienen algo que decir y salen del aire cuando no lo hacen, manteniendo la misma secuencia de firma mientras estén conectados al sistema.

La mayoría de los esquemas de modulación intentan minimizar el ancho de banda de esta señal, ya que el ancho de banda es un recurso limitado. Sin embargo, las técnicas de espectro ensanchado utilizan un ancho de banda de transmisión que es varios órdenes de magnitud mayor que el ancho de banda de señal mínimo requerido. Una de las razones iniciales para hacer esto fueron las aplicaciones militares, incluidos los sistemas de guía y comunicación. Estos sistemas se diseñaron utilizando espectro ensanchado debido a su seguridad y resistencia a las interferencias. El CDMA asíncrono tiene un cierto nivel de privacidad incorporado porque la señal se ensancha utilizando un código pseudoaleatorio; este código hace que las señales de espectro ensanchado parezcan aleatorias o tengan propiedades similares al ruido. Un receptor no puede demodular esta transmisión sin el conocimiento de la secuencia pseudoaleatoria utilizada para codificar los datos. El CDMA también es resistente a las interferencias. Una señal de interferencia solo tiene una cantidad finita de energía disponible para interferir la señal. El bloqueador puede distribuir su energía sobre todo el ancho de banda de la señal o interferir solo una parte de toda la señal. ^{[18] [19]}

El CDMA también puede rechazar eficazmente la interferencia de banda estrecha. Dado que la interferencia de banda estrecha afecta solo a una pequeña parte de la señal de espectro ensanchado, se puede eliminar fácilmente mediante un filtrado de muesca sin mucha pérdida de información. Se puede utilizar la codificación por convolución y el entrelazado para ayudar a recuperar estos datos perdidos. Las señales CDMA también son resistentes al desvanecimiento por trayectos múltiples. Dado que la señal de espectro ensanchado ocupa un gran ancho de banda, solo una pequeña parte de este sufrirá desvanecimiento debido a trayectos múltiples en un momento dado. Al igual que la interferencia de banda estrecha, esto dará como resultado solo una pequeña pérdida de datos y se puede superar.

Otra razón por la que el CDMA es resistente a la interferencia por trayectos múltiples es que las versiones retardadas de los códigos pseudoaleatorios transmitidos tendrán una correlación deficiente con el código pseudoaleatorio original y, por lo tanto, aparecerán como otro usuario, que se ignora en el receptor. En otras palabras, siempre que el canal por trayectos múltiples induzca al menos un chip de retraso, las señales por trayectos múltiples llegarán al receptor de manera que estén desplazadas en el tiempo al menos un chip con respecto a la señal deseada. Las propiedades de correlación de los códigos pseudoaleatorios son tales que este ligero retraso hace que el trayecto múltiple parezca no estar correlacionado con la señal deseada y, por lo tanto, se ignora.

Algunos dispositivos CDMA utilizan un receptor de rastrillo , que aprovecha los componentes de retardo de trayecto múltiple para mejorar el rendimiento del sistema. Un receptor de rastrillo combina la información de varios correladores, cada uno de ellos ajustado a un retardo de trayecto diferente, lo que produce una versión más fuerte de la señal que un receptor simple con una única correlación ajustada al retardo de trayecto de la señal más fuerte. ^{[1] [2]}

La reutilización de frecuencias es la capacidad de reutilizar la misma frecuencia de canal de radio en otras celdas dentro de un sistema celular. En los sistemas FDMA y TDMA, la planificación de frecuencias es un factor importante. Las frecuencias utilizadas en diferentes celdas deben planificarse cuidadosamente para garantizar que las señales de diferentes celdas no interfieran entre sí. En un sistema CDMA, se puede utilizar la misma frecuencia en todas las celdas, porque la canalización se realiza utilizando códigos pseudoaleatorios. La reutilización de la misma frecuencia en todas las celdas elimina la necesidad de planificación de frecuencias en un sistema CDMA; sin embargo, se debe realizar la planificación de las diferentes secuencias pseudoaleatorias para garantizar que la señal recibida de una celda no se correlacione con la señal de una celda cercana. ^[1]

Dado que las celdas adyacentes utilizan las mismas frecuencias, los sistemas CDMA tienen la capacidad de realizar transferencias suaves. Las transferencias suaves permiten que el teléfono móvil se comunique simultáneamente con dos o más celdas. Se selecciona la mejor calidad de señal hasta que se completa la transferencia. Esto es diferente de las transferencias duras utilizadas en otros sistemas celulares. En una situación de transferencia dura, a medida que el teléfono móvil se acerca a una transferencia, la intensidad de la señal puede variar abruptamente. En cambio, los sistemas CDMA utilizan la transferencia suave, que es indetectable y proporciona una señal más confiable y de mayor calidad. ^[2]

Se ha investigado un nuevo esquema colaborativo de transmisión y detección multiusuario denominado CDMA colaborativo ^{[21] para el enlace ascendente que explota las diferencias entre las firmas de canal de desvanecimiento de los usuarios para aumentar la capacidad de los usuarios mucho más allá de la longitud de propagación en el entorno limitado por MAI. Los autores muestran que es posible lograr este aumento con un rendimiento de baja complejidad y alta} tasa de error de bits en canales de desvanecimiento plano, lo que es un desafío de investigación importante para los sistemas CDMA sobrecargados. En este enfoque, en lugar de utilizar una secuencia por usuario como en el CDMA convencional, los autores agrupan una pequeña cantidad de usuarios para compartir la misma secuencia de propagación y permitir operaciones de propagación y despropagación grupales. El nuevo receptor colaborativo multiusuario consta de dos etapas: una etapa de detección multiusuario grupal (MUD) para suprimir el MAI entre los grupos y una etapa de detección de máxima verosimilitud de baja complejidad para recuperar conjuntamente los datos de los usuarios copropagados utilizando una medida de distancia euclidiana mínima y los coeficientes de ganancia de canal de los usuarios. Una versión mejorada de CDMA, conocida como acceso múltiple por división de entrelazado (IDMA), utiliza el entrelazado ortogonal como el único medio de separación de usuarios en lugar de la secuencia de firma utilizada en el sistema CDMA.

• Papathanassiou, A., Salkintzis, AK, y Mathiopoulos, PT (2001). "Un estudio comparativo del rendimiento de enlace ascendente de W-CDMA y OFDM para comunicaciones multimedia móviles a través de satélites LEO". IEEE Personal Communications , 8(3), 35–43.

Wikimedia Commons tiene medios relacionados con CDMA .

• Charla en el Instituto de Estudios Avanzados de Princeton sobre el trabajo de Solomon Golomb sobre secuencias pseudoaleatorias