CDMA

  A tecnologia de espalhamento do espectro manteve-se restrita a aplicações militares durante muito tempo, aproveitando suas características de privacidade (difícil intercepção), e resistência a sinais interferentes.
  Em sistemas móveis celulares, essa técnica de acesso da versão CDMA tem base na alta rejeição a sinais interferentes, como as interferências inerentes ao sistema (co-canal e canal adjacente), e como as interferências externas.
  O sistema CDMA utiliza uma combinação de divisão de freqüência e divisão de código para prover que acesso múltiplo de usuários. A capacidade do CDMA não é ilimitada, porém suas limitações são consideravelmente menores que do sistema 

TDMA.

   A)Histórico

   CDMA é um conceito relativamente novo em transmissão sem fio. O CDMA tem avançado sua aceitação internacional entre outros sistemas de telefonia celular porque melhora tudo que é prejudicial das outras tecnologias: interferência, sinais refletidos, baixa potência e planejamento de freqüências. Sua grande vantagem: maior capacidade e menor custo. O CDMA tem sido igualmente escolhido pelos vencedores dos canais dos EUA para Personal Communication System (PCS). O TIA aprovou o padrão CDMA IS-95 em julho de 1993.
    O uso do CDMA para aplicações civis de telefonia móvel celular é novo, porém isso foi proposto teoricamente no final da década de 40, mas a plicação prática no mercado civil em sistemas móveis celulares só foi acontecer em 1989, quando os militares liberaram a tecnologia CDMA para aplicações comerciais. A tecnologia do espalhamento espectral, a qual é a base da tecnologia CDMA, era usada nas aplicações militares para muitas aplicações, por exemplo, vencer os efeitos de forte interferência internacional (jamming) e esconder o sinal transmitido de espiões. A modulaçaõ por espalhamento espectral era usada para cálculos de posição e velocidade (os quais existem satélites militares para isso).
   Nas aplicações comerciais, a tecnologia de espalhamento espectral foi difindida com CDMA. A primeira empresa a ver as possibilidades dessa tecnologia para a telefonia celular foi a Qualcomm, e em 1990 ela propôs o primeiro sistema celular baseado em espalhamento espectral. Com isso, a Qualcomm é "dona" do CDMA comercial.

   B)Spread Spectrum (Espalhamento do Espectro)

   A técnica do espalhameto do espectro foi desenvolvida no final da 2a. guerra devido a necessidades do sigilo nas suas comunicações. Com o espalhameto do espectro pode-se notar uma redução de densidade de energeia, melhora do alcance para alta resolução e múltiplo acesso, e isso porque a técnica do espalhameto do espectro utiliza uma largura de faixa muito maior que a necessária para transmitir informação.
   Para um sistema ser considerado espalhameto do espectro deve ter alguns requisitos, tais como:
- possuir uma banda muito maior que a necessária para sua transmissão;
- o espalhameto espectral é obtido por código, que deve ser independente da mensagem;
- para o receptor, a recuperação do sinal é obtida com uma réplica sincronizada do sinal de código utilidzado para espalhar informação.
Anterirmente a técnica usada nos sistemas do espalhameto do espectro era o TR (referência transmitida), mas tinha algumas desvantagens como:
- como o código era transmitido através do meio, estava disponível para qualquer um;
- facilmente atrapalhado por um jammer (interferência internacional);
- sua performace caía para sinais baixos;
   Os sistemas do espalhameto do espectro modernos usam a técnica chamada de SR (referência armazenada), onde o sinal de códigos é gerado de forma independentes no receptor.

   C)O Spread Spectrum aplicado à Telefonia Celular CDMA

   O Sistema CDMA é digital, a voz dos assinates é digitalizada, pelo processo mais comum de conversação (PCM). Essa técnica consiste em se combinar o sinal de voz com uma taxa superior. Como é usado uma largura de faixa bem maior, o espalhamento da informação tem uma vantagem, que é uma pequena quantidade de energia por banda, que garante uma maior imunidade a interferências. Essa diferença na concentração de energia, permite uma fácil diferenciação, consequentemente uma fácil separação, entre os sinais codificados, mesmo que usem a mesma portadora no mesmo tempo.
   Sabe-se que a largura de faixa ocupada ppor um sinal digital é função direta da sua taxa de bits. Quanto maior a taxa, maior a largura de banda necessária, desde que se mantenha o mesmo tipo de modulação.
   No padrão CDMA IS-95, o sinal PCM de 64 Kbps é comprimido para um sinal de velocidade menor. Esta compressão é feita por um componente com o nome vocoder (codificação de voz). Vocover é importante para aproveitar melhor o espectro de freqüência, e onde caberia somente um canal de 64 Kbps, cabem sete canais de 8 Kbps.
  

   O Sistema CDMA tem três princíppios básicos:
- Quanto maior a velocidade do sinal, maior a faixa de freqüências necessárias para transformá-lo;
- Na modulação, ou na codificação, quando a faixa original é expandida, mais fácil fica recuperá-lo, mesmo que ele esteja com ruído;
- Códigos extensos podem ser recuperados sem erros;
   Depois que o código é aplicado, os sinais expandidos dos assinantes são transmitidos todos em uma mesma freqüência, ou seja, são superpostos.
   Nos sistemas celulares existem diversos usuários operando ao mesmo tempo. Com isso, há uma superposição de diversos sinais espalhados dentro da mesma banda, e na recepção, a qualidade do desespalhamento relativo a um usuário dependerá da relação de níveis, ente o sinal e a soma dos espalhamentos dos demais usuários.
   Para isso, os códigos devem possuir as características de ortogonalidade, isto é, possuírem baixos valores decorrelação cruzada entre os mesmos.

   D)O Padrão CDMA

   O CDMA se tornoou um padrão quando a TIA (Telecommunicatios Industry Association) em 1993 adotou o IS-95. Existem várias razões para se adotar o IS-95 para aplicações móveis:
- É compatível com o sistema AMPS (Advanced Mobile Phone Service);
- Requer poucas células;
- Inovações tecnológicas para superar a capacidade de problemas com sistemas analógicos.

   Custo e Capacidade

   IS-95 foi caro para ser desenvolvido. Era mais complicado tecnicamente, requerendo muitos softwares de desenvolvimento e debugging.

   Benefícios do CDMA:

- Aumento de capacidade de 8 a 10 vezes mais do que a tecnologia AMPS, e 4 a 5 vezes mais do que o GSM;
- Provê qualidade na chamada, com som mehor e mais consistente se comparado com o Sistema AMPS;
- O sistema é planejado e todos usuários usam a mesma freqüência em todo setor de todas células;
- Privacidade herdada;
- Bandwidth ou demanda;