Acceso múltiple por división de código

Cuatro señales digitales cuyos vectores son ortogonales.

El CDMA síncrono explota las propiedades matemáticas de ortogonalidad entre vectores cuyas coordenadas representan los datos a transmitir. Por ejemplo, la cadena binaria "1011" sería representada por el vector (1, 0, 1, 1). Dos vectores pueden multiplicarse mediante el producto escalar (·), que suma los productos de sus respectivas coordenadas. Si el producto escalar de dos vectores es 0, se dice que son ortogonales entre sí. (Nota: si dos vectores se definen u = (a, b) y v = (c, d); su producto escalar será u·v = a*c + b*d).

Algunas propiedades del producto escalar ayudan a comprender cómo funciona CDMA. Si los vectores a y b son ortogonales, y representan los códigos de dos usuarios de CDMA síncrono A y B, entonces:

${\displaystyle \mathbf {a} \cdot (\mathbf {a} +\mathbf {b} )=||\mathbf {a} ||^{2}\quad \mathrm {pues} \quad \mathbf {a} \cdot \mathbf {a} +\mathbf {a} \cdot \mathbf {b} =||a||^{2}+0,}$

${\displaystyle \mathbf {a} \cdot (-\mathbf {a} +\mathbf {b} )=-||\mathbf {a} ||^{2}\quad \mathrm {pues} \quad -\mathbf {a} \cdot \mathbf {a} +\mathbf {a} \cdot \mathbf {b} =-||a||^{2}+0,}$

${\displaystyle \mathbf {b} \cdot (\mathbf {a} +\mathbf {b} )=||\mathbf {b} ||^{2}\quad \mathrm {pues} \quad \mathbf {b} \cdot \mathbf {a} +\mathbf {b} \cdot \mathbf {b} =0+||b||^{2},}$

${\displaystyle \mathbf {b} \cdot (\mathbf {a} -\mathbf {b} )=-||\mathbf {b} ||^{2}\quad \mathrm {pues} \quad \mathbf {b} \cdot \mathbf {a} -\mathbf {b} \cdot \mathbf {b} =0-||b||^{2}.}$

Por tanto, aunque el receptor capte combinaciones lineales de los vectores a y b (es decir, las señales procedentes de A y B al mismo tiempo, sumadas en el aire), si conoce el código de transmisión del usuario de interés siempre podrá aislar sus datos de los del resto de usuarios, simplemente mediante el producto escalar de la señal recibida con el código del usuario; al ser el código del usuario ortogonal respecto a todos los demás, el producto aislará la señal de interés y anulará el resto. Este resultado para dos usuarios es extensible a todos los usuarios que se desee, siempre que existan códigos ortogonales suficientes para el número de usuarios deseado, lo que se logra incrementando la longitud del código.

Cada usuario de CDMA síncrono emplea un código único para modular la señal, y los códigos de los usuarios en una misma zona deben ser ortogonales entre sí. En la imagen se muestran cuatro códigos mutuamente ortogonales. Como su producto escalar es 0, los códigos ortogonales tienen una correlación cruzada igual a cero, y, en otras palabras, no provocan interferencias entre sí.

Este resultado implica que no es necesario emplear circuitería de filtrado en frecuencia (como se emplearía en FDMA), ni de conmutación de acuerdo con algún esquema temporal (como se emplearía en TDMA) para aislar la señal de interés; se reciben las señales de todos los usuarios al mismo tiempo y se separan mediante procesado digital.

En el caso de IS-95, se emplean códigos ortogonales de Walsh de 64 bits para codificar las señales y separar a sus distintos usuarios.

Los sistemas CDMA síncronos funcionan bien siempre que no haya excesivo retardo en la llegada de las señales; sin embargo, los enlaces de radio entre teléfonos móviles y sus bases no pueden coordinarse con mucha precisión. Como los terminales pueden moverse, la señal puede encontrar obstáculos a su paso, que darán origen a cierta variabilidad en los retardos de llegada (por los distintos rebotes de la señal, el efecto Doppler y otros factores). Por tanto, se hace aconsejable un enfoque algo diferente.

Por la movilidad de los terminales, las distintas señales tienen un retardo de llegada variable. Dado que, matemáticamente, es imposible crear secuencias de codificación que sean ortogonales en todos los instantes aleatorios en que podría llegar la señal, en los sistemas CDMA asíncronos se emplean secuencias únicas "pseudoaleatorias" o de "pseudorruido" (en inglés, PN sequences). Un código PN es una secuencia binaria que parece aleatoria, pero que puede reproducirse de forma determinista si el receptor lo necesita. Estas secuencias se usan para codificar y decodificar las señales de interés de los usuarios de CDMA asíncrono de la misma forma en que se empleaban los códigos ortogonales en el sistema síncrono.

Las secuencias PN no presentan correlación estadística, y la suma de un gran número de secuencias PN resulta en lo que se denomina interferencia de acceso múltiple (en inglés, MAI, multiple access interference), que puede estimarse como un proceso gaussiano de ruido que sigue el teorema central del límite estadístico. Si las señales de todos los usuarios se reciben con igual potencia, la varianza (es decir, la potencia del ruido) de la MAI se incrementa en proporción directa al número de usuarios. En otras palabras, a diferencia de lo que ocurre en CDMA síncrono, las señales del resto de usuarios aparecerán como ruido en relación con la señal de interés, y provocarán interferencia con la señal de interés: cuantos más usuarios simultáneos, mayor interferencia.

Por otra parte, el hecho de que las secuencias sean aparentemente aleatorias y de potencia distribuida en un ancho de banda relativamente amplio conlleva una ventaja adicional: son más difíciles de detectar en caso de que alguien intente captarlas, porque se confunden con el ruido de fondo. Esta propiedad ha sido aprovechada durante el siglo XX en comunicaciones militares.

Todos los tipos de CDMA aprovechan la ganancia de procesado que introducen los sistemas de espectro extendido; esta ganancia permite a los receptores discriminar parcialmente las señales indeseadas. Las señales codificadas con el código PN especificado se reciben, y el resto de señales (o las que tienen el mismo código pero distinto retardo, debido a los diferentes trayectos de llegada) se presentan como ruido de banda ancha que se reduce o elimina gracias a la ganancia de procesado.

Como todos los usuarios generan MAI, es muy importante controlar la potencia de emisión. Los sistemas CDMA síncrono, TDMA o FDMA pueden, por lo menos en teoría, rechazar por completo las señales indeseadas (que usan distintos códigos, ranuras temporales o canales de frecuencia) por la ortogonalidad de estos esquemas de acceso al medio. Pero esto no es cierto para el CDMA asíncrono; el rechazo de las señales indeseadas sólo es parcial. Si parte (o el total) de las señales indeseadas se reciben con potencia mucho mayor que la de la señal deseada, ésta no se podrá separar del resto. Para evitar este problema, un requisito general en el diseño de estos sistemas es que se controle la potencia de todos los emisores; se busca asegurar que la potencia captada por el receptor sea aproximadamente la misma para todas las señales entrantes. En los sistemas de telefonía celular, la estación base emplea un esquema de control de potencia por bucle cerrado (fast closed-loop power control, en inglés) para controlar estrictamente la potencia de emisión de cada teléfono.

• Movistar (Antes BellSouth y Telefónica Unifón) cuando se hizo la fusión de las dos marcas se migró a GSM (se mantuvo la red CDMA 800/1900 MHz operativa hasta que se realizó la migración de los usuarios CDMA existentes a GSM.

Movistar funciona con tecnología GSM.

• Claro Argentina (antes CTI Móvil), también contaba con una red CDMA en el estándar IS-95 (esta red no estaba muy bien implementada). A partir de 2003, cuando América Móvil compra a CTI Móvil, se decidió desplegar la red GSM y abandonar CDMA.

En la actualidad, la Cooperativa Telefónica de Villa de Merlo (San Luis), y la Cooperativa Telefónica de Calafate (COTECAL) ofrece soluciones CDMA usando una red celular CDMA 450 (450 MHz).

• Virgin Mobile
• Telus
• Bell

• Movistar, antes BellSouth, mudó a GSM (mantuvo también su red CDMA operativa hasta el año 2008, año en que se concluyó la migración completa de sus usuarios)
• UNE utilizaba este medio de acceso para abonados fijos. En el año 2012 se concluye la migración a redes fijas cableadas y comenzan a implementar las redes LTE.

En la actualidad, todos los operadores del servicio de voz y datos usan redes GSM y LTE.

• Claro Chile Antes SmartCom PCS Mudaron a GSM

• Movistar Chile Antes Telefónica Móvil mudaron a GSM y tras la fusión con BellSouth abandonó por completo la tecnología CDMA

• Alegro PCS que ahora es CNT EP

También utiliza red GSM

• Movistar (cerró el servicio y ahora cambian los celulares CDMA por unos GSM.)

• Boost Mobile
• Verizon
• U.S. Cellular
• Alltel
• Virgin Mobile
• MetroPCS (está migrando actualmente a GSM, junto con su proveedor T Mobile)

• KDDI

• Virgin Mobile

• AT&T México antes Iusacell, NEXTEL y Unefon , mudó a GSM, GPRS, EDGE, UMTS, HSDPA, HSUPA, LTE.

• Trilogy Dominicana (Viva) GSM y CDMA
• Altice (antes Tricom) Hasta el 20 de marzo de 2019 cuando fue reemplazado totalmente por la nueva tecnología.[3]

• OPEN MOBILE

• Unite

• Movilnet Prestaba servicio CDMA el cual fue apagado en septiembre de 2020. Actualmente presta servicio (EV-DO) junto a GSM/EDGE y 3G (HSDPA).
• Movistar tiene una red CDMA (EV-DO) en servicio para abonados fijos y pocos clientes móviles. Antes de ser adquirida por Telefónica, BellSouth tenía una red D-AMPS / CDMA con cobertura nacional, la cual fue abandonada el 31 de marzo de 2014[4] después que Movistar migrara a GSM/GPRS/EDGE y 3G (HSUPA).