CNA 7.4 (Transmission multi-utilisateurs en CDMA : du code étalé au signal récupéré)

Exploring CDMA Signal Spreading Techniques

Introduction to CDMA and Signal Spreading

• The video introduces a new series focused on digital transmissions, specifically the crucial step of signal spreading in CDMA (Code Division Multiple Access).

• It highlights the importance of orthogonal codes with low correlation that allow multiple users to coexist on the same frequency band without significant interference.

Understanding Orthogonality and Low Correlation

• Previous discussions covered how spreading codes are generated, emphasizing their properties of orthogonality and low correlation which ensure effectiveness in multiple access systems.

• Unlike traditional techniques like FDMA (Frequency Division Multiple Access) and TDMA (Time Division Multiple Access), CDMA allows all users to share the same frequency simultaneously using unique pseudo-random codes.

Mechanism of Signal Spreading

• The spread spectrum technique enables signals from different users to intertwine without mixing; correct code usage allows for signal extraction through correlation.

• Each user multiplies their data by their unique spreading code before transmission, increasing bandwidth while ensuring separation at the receiver.

Composite Signal Formation

• The resulting spread signals from each user combine linearly in the channel, forming a composite signal received by the base station.

• The base station can then use previously studied properties of spreading codes to de-spread and independently recover each user's data.

De-spreading Process Explained

• The base station receives a single composite signal representing all users' data combined.

• To extract an individual user's data, such as User 1's, it applies a term-by-term product between the composite signal and User 1's code.

Practical Example of User Transmission

• This process results in retaining only useful terms associated with User 1 due to orthogonality; other terms approach zero, allowing for accurate data reconstruction.

• A scenario is presented where four users transmit simultaneously using distinct orthogonal codes, demonstrating how they can do so without interference thanks to CDMA techniques.

Conclusion on Code Characteristics

• Each code consists of chips corresponding to bits transmitted; this example illustrates how effective coding ensures simultaneous communication across shared frequencies.

CDMA Signal Processing and User Data Transmission

Étapes de l'étalement des signaux pour les utilisateurs

• Le code d'étalement C1 pour l'utilisateur 1 est composé de 8 + 1, avec une donnée binaire de 4 bits représentée en polarité par +1 et -1.

• Pour chaque bit, si la donnée vaut +1, la séquence C1 est insérée telle quelle; si elle vaut -1, la séquence est inversée. Cela produit un signal étalé final de 32 chips.

Traitement des signaux pour les autres utilisateurs

• L'utilisateur 2 utilise le code d'étalement C2 (séquence : +1 -1 +1 -1 -1 +1 -1 +1). Les bits sont étalés selon leur polarité, produisant également un signal final de 32 chips.

• L'utilisateur 3 a un code d'étalement C3 et sa donnée binaire est représentée par trois bits positifs (+). Chaque bit est traité pour produire un signal étalé similaire.

Finalisation du signal composite

• L'utilisateur 4 utilise le code d'étalement C4. Sa donnée contient quatre bits qui sont également étalés à travers le même processus, résultant en un signal final de 32 chips.

• Après avoir étalé les données des quatre utilisateurs, ces signaux sont sommés pour créer un signal composite unique qui sera transmis simultanément sur la même bande de fréquence.

Processus de désétalement

• La station de base multiplie le signal reçu par le code d'étalement correspondant à l'utilisateur ciblé afin d'isoler ses données.

• Cette multiplication met en évidence la contribution du signal utilisateur grâce à l'orthogonalité des codes, réduisant ainsi l'impact des autres signaux.

Récupération des données utilisateur

• Pour chaque bit récupéré, une sommation sur les chips correspondants est effectuée et divisée par le nombre total de chips (8), permettant ainsi la reconstitution complète des données transmises.

• Ce traitement est répété pour tous les utilisateurs (C2, C3 et C4), garantissant que chaque contribution soit isolée malgré la superposition des signaux.

Conclusion sur CDMA

• La technique CDMA permet à plusieurs utilisateurs de transmettre simultanément sur une même bande grâce à l'utilisation de codes orthogonaux.

• Le processus garantit une utilisation efficace du spectre dans les systèmes modernes sans fil tout en assurant une récupération fiable des données individuelles.