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CDMA Orthogonal Spreading Codes

CDMA Orthogonal Spreading Codes


Obwohl mit DSSS ein Signal nur mit CDMA dekodiert werden kann, wenn der richtige Spreizcode im Empfänger verwendet wird, muss auch sichergestellt werden, dass zwischen verschiedenen Benutzern, die auf eine Basisstation zugreifen, ein Mindestmaß an gegenseitiger Interferenz verursacht wird.

Um ein Mindestmaß an Interferenz zu gewährleisten, müssen orthogonale Spreizcodes verwendet werden. Da die verschiedenen CDMA-Signale orthogonal sind, können sie ohne gegenseitige Interferenz arbeiten.

Die CDMA-Spreizcodes werden verwendet, um die Bandbreite des Signals zu erhöhen, um die Vorteile der Spreizspektrumkommunikation zu nutzen, aber um die gegenseitige Interferenz zu verringern, müssen die Codes orthogonal sein. Es gibt verschiedene Arten von orthogonalen Codes, die für CDMA verwendet werden können, wie später erläutert wird.

CDMA-Codes und Korrelation

Das Konzept von CDMA basiert auf der Tatsache, dass eine Datensequenz mit einem Spreizcode oder einer Spreizsequenz multipliziert wird, die die Bandbreite des Signals erhöht. Dann wird innerhalb des Empfängers der gleiche Spreizcode oder die gleiche Sequenz verwendet, um die erforderlichen Daten zu extrahieren. Nur wenn der erforderliche Code verwendet wird, erscheinen die erforderlichen Daten aus dem Signal.

Der Vorgang des Extrahierens der Daten wird als Korrelation bezeichnet. Wenn ein Code verwendet wird, der genau dem entspricht, der im Sender verwendet wird, spricht man von einer Korrelation von eins, und es werden Daten extrahiert. Wenn ein nicht korrelierender Spreizcode verwendet wird, werden die Daten nicht extrahiert und ein anderer Datensatz wird angezeigt. Dies bedeutet, dass im Sender und Empfänger derselbe Spreizcode verwendet werden muss, damit die Daten extrahiert werden können.

Anders als bei der verdeckten Kommunikation mit direktem Sequenzspreizspektrum sind CDMA-Codes für Telekommunikationsanwendungen nicht erforderlich, um Anrufsicherheit zu gewährleisten, so wie dies erforderlich ist. Stattdessen erzeugen die CDMA-Codes eine Eindeutigkeit, um die Anrufidentifikation zu ermöglichen.

CDMA-Codes sollten für eine optimale Leistung nicht mit anderen Codes oder einer zeitversetzten Version von sich selbst korrelieren. Ausbreitungscodes sind Rauschen wie Pseudozufallscodes, Kanalcodes sind für eine maximale Trennung voneinander ausgelegt und Zellenidentifikationscodes sind so angeordnet, dass sie nicht mit anderen Codes von sich selbst korrelieren.

CDMA-Codetypen

Es gibt verschiedene Arten von Codes, die in einem CDMA-System zur Bereitstellung der Spreizfunktion verwendet werden können:

  • PN-Codes: Pseudozufallszahlencodes (Pseudo-Rauschen oder PN-Code) können sehr einfach erzeugt werden. Diese Codes werden über einen bestimmten Zeitraum zu Null summiert. Obwohl die Sequenz aufgrund der begrenzten Länge des zur Erzeugung der Sequenz verwendeten linearen Schieberegisters deterministisch ist, stellen sie einen PN-Code bereit, der innerhalb eines CDMA-Systems verwendet werden kann, um den erforderlichen Spreizcode bereitzustellen. Sie werden in vielen Systemen verwendet, da eine sehr große Anzahl verwendet werden kann.

    Ein Merkmal von PN-Codes ist, dass wenn dieselben Versionen des PN-Codes zeitversetzt sind, sie fast orthogonal werden und als praktisch orthogonale Codes innerhalb eines CDMA-Systems verwendet werden können.

  • Wirklich orthogonale Codes: Zwei Codes werden als orthogonal bezeichnet, wenn beim Multiplizieren das Ergebnis über einen bestimmten Zeitraum zu Null addiert wird. Zum Beispiel ergeben die Codes 1 -1 -1 1 und 1 -1 1 -1, wenn sie miteinander multipliziert werden, 1 1 -1 -1, was die Summe Null ergibt. Ein Beispiel für einen orthogonalen Codesatz sind die Walsh-Codes, die im IS95 / CDMA2000-System verwendet werden.

Verbreitungsprozess

UMTS / WCDMA-Verwendungen sind so angeordnet, dass der Spreizprozess durch direktes Kombinieren der Basisbandinformationen mit Binärcode mit hoher Chiprate erreicht wird.

Eine als Spreizfaktor bekannte Zahl ist das Verhältnis der Chips zur Basisbandinformationsrate. Die Ausbreitungsfaktoren variieren in FDD UMTS zwischen 4 und 512, wobei die Chiprate 3,84 Chip / s beträgt.

Die in CDMA verwendeten orthogonalen Spreizcodes spielen eine entscheidende Rolle, um sicherzustellen, dass die maximale Effizienz und Anzahl der Benutzer erreicht werden kann. Die Verwendung von orthogonalen Codes gegen Zufallscodes bietet eine nützliche Steigerung der Effektivität des Systems und verringert die gegenseitige Interferenz zwischen Benutzern.

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