कोड डिवीजन मल्टीपल एक्सेस

कोड-डिवीजन मल्टीपल एक्सेस (CDMA) विभिन्न रेडियो संचार तकनीकों द्वारा उपयोग की जाने वाली एक चैनल एक्सेस विधि है। सीडीएमए चैनल एक्सेस पद्धति का एक उदाहरण है, जहां कई ट्रांसमीटर एक ही संचार चैनल पर एक साथ सूचना भेज सकते हैं। यह कई उपयोगकर्ताओं को आवृत्तियों के एक बैंड को साझा करने की अनुमति देता है (बैंडविड्थ देखें (सिग्नल प्रोसेसिंग))। उपयोगकर्ताओं के बीच अनुचित हस्तक्षेप के बिना इसकी अनुमति देने के लिए, सीडीएमए रंगावली विस्तार तकनीक और एक विशेष कोडिंग योजना (जहां प्रत्येक ट्रांसमीटर को एक कोड निर्दिष्ट किया जाता है) को नियोजित करता है। सीडीएमए उपलब्ध बैंडविड्थ के उपयोग को अनुकूलित करता है क्योंकि यह संपूर्ण फ़्रीक्वेंसी रेंज में प्रसारित होता है और उपयोगकर्ता की फ़्रीक्वेंसी रेंज को असीमित करता है।

इसका उपयोग कई मोबाइल फोन मानकों में एक्सेस विधि के रूप में किया जाता है। सीडीएमए-वन IS-95, जिसे सीडीएमए-वन भी कहा जाता है, और इसके 3G विकास सीडीएमए 2000 को प्रायः साधारण रूप से सीडीएमए कहा जाता है, लेकिन यूटीएमएस, जीएसएम वाहकों द्वारा उपयोग किया जाने वाला 3G मानक, वाइडबैंड सीडीएमए, या W-सीडीएमए, के साथ-साथ टीडी का भी उपयोग करता है। सीडीएमए और टीडी-एससीडीएमए, इसका रेडियो प्रौद्योगिकियों के रूप में भी उपयोग किया जाता है।

इसका उपयोग एक चैनल या मध्यम पहुंच तक की प्रौद्योगिकी के रूप में भी किया जा सकता है, उदाहरण के लिए हेलो या स्थायी पायलट/सिग्नलिंग चैनल के रूप में उपयोगकर्ताओं को अपने स्थानीय ऑसीलेटर को एक सामान्य सिस्टम आवृत्ति में सिंक्रनाइज़ करने की अनुमति देने के लिए, जिससे चैनल पैरामीटर का स्थायी रूप से अनुमान लगाया जा सके।

इन योजनाओं में, संदेश को कई चिप्स (0es और 1es) से मिलकर एक लंबे प्रसार अनुक्रम पर संशोधित किया जाता है। उनके बहुत ही लाभप्रद ऑटो- और क्रॉसकोरेलेशन विशेषताओं के कारण, इन फैलाव अनुक्रमों का उपयोग कई दशकों तक रडार अनुप्रयोगों के लिए भी किया जाता है, जहां उन्हें बार्कर कोड कहा जाता है (आमतौर पर 8 से 32 की बहुत कम अनुक्रम लंबाई के साथ)।

अंतरिक्ष-आधारित संचार अनुप्रयोगों के लिए, सीडीएमए का उपयोग कई दशकों से बड़े पथ हानि और डॉपलर शिफ्ट के कारण उपग्रह गति के कारण किया गया है। सीडीएमए का उपयोग प्रायः बाइनरी फेज-शिफ्ट कीइंग (BPSK) के साथ इसके सरलतम रूप में किया जाता है, लेकिन इसे किसी भी मॉडुलन योजना जैसे (उन्नत मामलों में) चतुर्भुज आयाम मॉडुलन (QAM) या समकोणकार आवृति विभाजन बहुसंकेतन (OFDM) के साथ जोड़ा जा सकता है, जो आमतौर पर इसे बहुत मजबूत और कुशल बनाता है (और उन्हें सटीक रेंजिंग क्षमताओं से लैस करता है, जो सीडीएमए के बिना मुश्किल है)। अन्य योजनाएं बाइनरी ऑफसेट कैरियर मॉड्यूलेशन (बीओसी मॉड्यूलेशन) पर आधारित सबकैरियर का उपयोग करती हैं, जो मैनचेस्टर कोड से प्रेरित है और वर्चुअल सेंटर फ्रीक्वेंसी और सबकैरियर के बीच एक बड़ा अंतर सक्षम करती है, जो ओएफडीएम सबकैरियर के मामले में नहीं है। कई वाहक (जैसे AT&T Corporation|AT&T और Verizon (मोबाइल नेटवर्क)) 2022 में 3G सीडीएमए नेटवर्क बंद कर देंगे।

इतिहास
कोड-डिवीजन मल्टीपल एक्सेस चैनल की तकनीक लंबे समय से ज्ञात है।

यूएसए
यूएस में, सीडीएमए के शुरुआती विवरणों में से एक प्रोजेक्ट हार्टवेल ऑन द सिक्योरिटी ऑफ ओवरसीज ट्रांसपोर्ट की सारांश रिपोर्ट में पाया जा सकता है, जो जून से अगस्त 1950 तक मेसाचुसेट्स प्रौद्योगिक संस्थान में किया गया ग्रीष्मकालीन शोध प्रोजेक्ट था। रेडियो जैमिंग  और  इलेक्ट्रॉनिक जवाबी कार्रवाई  के संदर्भ में और अनुसंधान|एंटी-जैमिंग 1952 में एमआईटी_लिंकन_लेबोरेटरी में किया गया था।

यूएसएसआर
सोवियत संघ (यूएसएसआर) में, इस विषय को समर्पित पहला काम 1935 में दिमित्री वासिलीविच एजेव द्वारा प्रकाशित किया गया था। यह दिखाया गया था कि रैखिक विधियों के उपयोग के माध्यम से, तीन प्रकार के सिग्नल पृथक्करण होते हैं: आवृत्ति, समय और प्रतिपूरक। सीडीएमए की तकनीक का उपयोग 1957 में किया गया था, जब मॉस्को में युवा सैन्य रेडियो इंजीनियर लियोनिद कुप्रियनोविच ने बेस स्टेशन के साथ एलके-1 नामक पहनने योग्य स्वचालित मोबाइल फोन का एक प्रायोगिक मॉडल बनाया था। LK-1 का वजन 3 किलो, 20–30 किमी संचालन दूरी और 20–30 घंटे की बैटरी लाइफ है।  बेस स्टेशन, जैसा कि लेखक द्वारा वर्णित है, कई ग्राहकों की सेवा कर सकता है। 1958 में कुप्रियनोविच ने मोबाइल फोन का नया प्रायोगिक पॉकेट मॉडल बनाया। इस फोन का वजन 0.5 किलोग्राम था। अधिक ग्राहकों की सेवा करने के लिए, कुप्रियनोविच ने डिवाइस का प्रस्ताव दिया, जिसे उन्होंने कोरिलेटर कहा।  1958 में, USSR ने सोवियत MRT-1327 मानक के आधार पर कारों के लिए अल्ताई (मोबाइल टेलीफोन प्रणाली) राष्ट्रीय नागरिक मोबाइल फोन सेवा का विकास भी शुरू किया। फोन प्रणाली का वजन हुआ 11 kg. इसे उच्च पदस्थ अधिकारियों के वाहनों के ट्रंक में रखा गया था और यात्री डिब्बे में एक मानक हैंडसेट का इस्तेमाल किया गया था। अल्ताई प्रणाली के मुख्य विकासकर्ता VNIIS (वोरोनिश साइंस रिसर्च इंस्टीट्यूट ऑफ कम्युनिकेशंस) और GSPI (स्टेट स्पेशलाइज्ड प्रोजेक्ट इंस्टीट्यूट) थे। 1963 में यह सेवा मॉस्को में शुरू हुई और 1970 में 30 यूएसएसआर शहरों में अल्ताई सेवा का उपयोग किया गया।

उपयोग
* सिंक्रोनस सीडीएम (कोड-डिवीजन 'मल्टीप्लेक्सिंग', सीडीएमए की एक प्रारंभिक पीढ़ी) को ग्लोबल पोजिशनिंग सिस्टम (जीपीएस) में लागू किया गया था। यह पूर्ववर्ती है और मोबाइल फोन में इसके उपयोग से अलग है।
 * Qualcomm मानक IS-95, जिसका विपणन सीडीएमए-वन के रूप में किया जाता है।
 * क्वालकॉम मानक IS-2000, जिसे सीडीएमए 2000 के रूप में जाना जाता है, ग्लोबलस्टार नेटवर्क सहित कई मोबाइल फोन कंपनियों द्वारा उपयोग किया जाता है।
 * यूटीएमएस 3G मोबाइल फ़ोन मानक, जो W-सीडीएमए का उपयोग करता है।
 * सीडीएमए का उपयोग परिवहन रसद के लिए OmniTRACS उपग्रह प्रणाली में किया गया है।

सीडीएमए मॉडुलन में कदम
सीडीएमए एक स्प्रेड-स्पेक्ट्रम मल्टीपल-एक्सेस तकनीक है। एक स्प्रेड-स्पेक्ट्रम तकनीक समान संचरित शक्ति के लिए डेटा की बैंडविड्थ को समान रूप से फैलाती है। प्रसार कोड एक छद्म-यादृच्छिक कोड है जिसमें संकीर्ण अस्पष्टता कार्य होता है, अन्य संकीर्ण पल्स कोड के विपरीत। सीडीएमए में एक स्थानीय रूप से उत्पन्न कोड प्रसारित किए जाने वाले डेटा की तुलना में बहुत अधिक दर पर चलता है। ट्रांसमिशन के लिए डेटा को बिटवाइज़ XOR#बिटवाइज़ ऑपरेशन (अनन्य OR) द्वारा तेज़ कोड के साथ जोड़ा जाता है। आंकड़ा दिखाता है कि स्प्रेड-स्पेक्ट्रम सिग्नल कैसे उत्पन्न होता है। पल्स अवधि के साथ डेटा संकेत $$T_b$$ (प्रतीक अवधि) पल्स अवधि के साथ कोड सिग्नल के साथ XORed है $$T_c$$ (चिप अवधि)। (नोट: बैंडविड्थ (सिग्नल प्रोसेसिंग) आनुपातिक है $$1/T$$, कहां $$T$$ = बिट टाइम।) इसलिए, डेटा सिग्नल की बैंडविड्थ है $$1/T_b$$ और स्प्रेड स्पेक्ट्रम सिग्नल की बैंडविड्थ है $$1/T_c$$. तब से $$T_c$$ से बहुत छोटा है $$T_b$$, स्प्रेड-स्पेक्ट्रम सिग्नल की बैंडविड्थ मूल सिग्नल की बैंडविड्थ से काफी बड़ी है। अनुपात $$T_b/T_c$$ प्रसार कारक या प्रसंस्करण लाभ कहा जाता है और एक निश्चित सीमा तक बेस स्टेशन द्वारा एक साथ समर्थित उपयोगकर्ताओं की कुल संख्या की ऊपरी सीमा निर्धारित करता है।

सीडीएमए सिस्टम में प्रत्येक उपयोगकर्ता अपने सिग्नल को संशोधित करने के लिए एक अलग कोड का उपयोग करता है। सीडीएमए सिस्टम के प्रदर्शन में सिग्नल को संशोधित करने के लिए उपयोग किए जाने वाले कोड का चयन करना बहुत महत्वपूर्ण है। सबसे अच्छा प्रदर्शन तब होता है जब वांछित उपयोगकर्ता के सिग्नल और अन्य उपयोगकर्ताओं के सिग्नल के बीच अच्छा अलगाव होता है। सिग्नलों का पृथक्करण वांछित उपयोगकर्ता के स्थानीय रूप से उत्पन्न कोड के साथ प्राप्त सिग्नल के क्रॉस-सहसंबंध द्वारा किया जाता है। यदि संकेत वांछित उपयोगकर्ता के कोड से मेल खाता है, तो सहसंबंध समारोह उच्च होगा और सिस्टम उस संकेत को निकाल सकता है। यदि वांछित उपयोगकर्ता के कोड में सिग्नल के साथ कुछ भी सामान्य नहीं है, तो सहसंबंध शून्य के जितना संभव हो उतना करीब होना चाहिए (इस प्रकार सिग्नल को समाप्त करना); इसे क्रॉस-सहसंबंध कहा जाता है। यदि कोड शून्य के अलावा किसी भी समय सिग्नल के साथ सहसंबद्ध है, तो सहसंबंध शून्य के जितना संभव हो उतना करीब होना चाहिए। इसे ऑटो-सहसंबंध कहा जाता है और इसका उपयोग बहु-पथ हस्तक्षेप को अस्वीकार करने के लिए किया जाता है। मल्टीपल एक्सेस की समस्या का एक सादृश्य एक कमरा (चैनल) है जिसमें लोग एक दूसरे से एक साथ बात करना चाहते हैं। भ्रम से बचने के लिए, लोग बारी-बारी से बोल सकते हैं (समय विभाजन), विभिन्न पिचों (आवृत्ति विभाजन) पर बोल सकते हैं, या विभिन्न भाषाओं (कोड विभाजन) में बोल सकते हैं। सीडीएमए पिछले उदाहरण के अनुरूप है जहां एक ही भाषा बोलने वाले लोग एक दूसरे को समझ सकते हैं, लेकिन अन्य भाषाओं को शोर के रूप में माना जाता है और खारिज कर दिया जाता है। इसी तरह, रेडियो सीडीएमए में, उपयोगकर्ताओं के प्रत्येक समूह को एक साझा कोड दिया जाता है। कई कोड एक ही चैनल पर कब्जा कर लेते हैं, लेकिन केवल एक विशेष कोड से जुड़े उपयोगकर्ता ही संवाद कर सकते हैं।

सामान्य तौर पर, सीडीएमए दो मूल श्रेणियों से संबंधित है: सिंक्रोनस (ऑर्थोगोनल कोड) और एसिंक्रोनस (छद्म यादृच्छिक कोड)।

कोड-डिवीजन मल्टीप्लेक्सिंग (सिंक्रोनस सीडीएमए)
डिजिटल अधिमिश्रण विधि साधारण रेडियो ट्रांसीवर में प्रयुक्त विधि के अनुरूप है। एनालॉग मामले में, एक कम-आवृत्ति डेटा सिग्नल एक उच्च-आवृत्ति शुद्ध साइन-वेव वाहक के साथ समय-गुणा होता है और प्रेषित होता है। यह प्रभावी रूप से दो संकेतों का एक आवृत्ति कनवल्शन (वीनर-खिनचिन प्रमेय) है, जिसके परिणामस्वरूप संकीर्ण साइडबैंड वाला एक वाहक होता है। डिजिटल मामले में साइनसोइडल वाहक को वाल्श कार्यों द्वारा प्रतिस्थापित किया जाता है। ये बाइनरी स्क्वायर वेव्स हैं जो एक पूर्ण ऑर्थोनॉर्मल सेट बनाते हैं। डेटा सिग्नल भी बाइनरी है और समय गुणा एक साधारण एक्सओआर फ़ंक्शन के साथ हासिल किया जाता है। यह आमतौर पर सर्किट्री में गिल्बर्ट सेल मिक्सर होता है।

सिंक्रोनस सीडीएमए डेटा स्ट्रिंग्स का प्रतिनिधित्व करने वाले समन्वय वेक्टर के बीच ओर्थोगोनालिटी के गणितीय गुणों का फायदा उठाता है। उदाहरण के लिए, बाइनरी स्ट्रिंग 1011 को वेक्टर (1, 0, 1, 1) द्वारा दर्शाया गया है। सदिशों को उनके गुणनफल लेकर, उनके संबंधित घटकों के गुणनफल को जोड़कर गुणा किया जा सकता है (उदाहरण के लिए, यदि 'u' = (a, b) और 'v' = (c, d), तो उनका गुणनफल 'u' · 'वी' = एसी + बीडी)। यदि डॉट गुणनफल शून्य है, तो दो सदिशों को एक दूसरे के लिए ओर्थोगोनल कहा जाता है। डॉट उत्पाद के कुछ गुण W-सीडीएमए के कार्य करने के तरीके को समझने में सहायता करते हैं। यदि वेक्टर 'ए' और 'बी' ऑर्थोगोनल हैं, तो $$\mathbf{a}\cdot\mathbf{b} = 0$$ और:

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

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

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

\mathbf{b}\cdot(\mathbf{a} - \mathbf{b}) = -\|\mathbf{b}\|^2,\ \text{since}\ \mathbf{b}\cdot\mathbf{a} - \mathbf{b}\cdot\mathbf{b} = 0 - \|\mathbf{b}\|^2. $$ सिंक्रोनस सीडीएमए में प्रत्येक उपयोगकर्ता अपने सिग्नल को संशोधित करने के लिए दूसरों के कोड के लिए एक कोड ऑर्थोगोनल का उपयोग करता है। नीचे दिए गए चित्र में 4 पारस्परिक रूप से ऑर्थोगोनल डिजिटल सिग्नल का उदाहरण दिखाया गया है। ऑर्थोगोनल कोड में क्रॉस-सहसंबंध शून्य के बराबर होता है; दूसरे शब्दों में, वे एक दूसरे के साथ हस्तक्षेप नहीं करते। IS-95 के मामले में, 64-बिट वॉल्श कोड का उपयोग विभिन्न उपयोगकर्ताओं को अलग करने के लिए सिग्नल को एनकोड करने के लिए किया जाता है। चूंकि 64 वॉल्श कोडों में से प्रत्येक अन्य सभी के लिए ओर्थोगोनल है, संकेतों को 64 ऑर्थोगोनल सिग्नलों में चैनलित किया जाता है। निम्न उदाहरण दर्शाता है कि प्रत्येक उपयोगकर्ता के सिग्नल को कैसे एन्कोड और डिकोड किया जा सकता है।

उदाहरण
वैक्टर के एक सेट से शुरू करें जो पारस्परिक रूप से ऑर्थोगोनलिटी हैं। (यद्यपि आपसी ओर्थोगोनलिटी ही एकमात्र शर्त है, ये वैक्टर आमतौर पर डिकोडिंग में आसानी के लिए बनाए जाते हैं, उदाहरण के लिए वॉल्श मैट्रिक्स से कॉलम या पंक्तियाँ।) ओर्थोगोनल फ़ंक्शंस का एक उदाहरण आसन्न चित्र में दिखाया गया है। ये वैक्टर अलग-अलग उपयोगकर्ताओं को सौंपे जाएंगे और कोड, चिप (सीडीएमए) कोड या चिपिंग कोड कहलाएंगे। संक्षिप्तता के हित में, इस शेष उदाहरण में केवल दो बिट्स के साथ कोड 'v' का उपयोग किया गया है।

प्रत्येक उपयोगकर्ता एक अलग कोड से जुड़ा होता है, 'v' कहते हैं। 1 बिट को सकारात्मक कोड 'v' ट्रांसमिट करके दर्शाया जाता है, और 0 बिट को नकारात्मक कोड '−v' द्वारा दर्शाया जाता है। उदाहरण के लिए, यदि 'वी' = (वी0, में1) = (1, -1) और वह डेटा जो उपयोगकर्ता संचारित करना चाहता है (1, 0, 1, 1), तो प्रेषित प्रतीक होंगे
 * (वी, −v, वी, वी) = (वी0, में1−v0−v1, में0, में1, में0, में1) = (1, -1, -1, 1, 1, -1, 1, -1)।

इस लेख के प्रयोजनों के लिए, हम इस निर्मित वेक्टर को संचरित वेक्टर कहते हैं।

प्रत्येक प्रेषक के पास उस सेट से चुना गया एक अलग, अनूठा वेक्टर 'v' होता है, लेकिन प्रेषित वेक्टर की निर्माण विधि समान होती है।

अब, हस्तक्षेप के भौतिक गुणों के कारण, यदि एक बिंदु पर दो सिग्नल चरण में हैं, तो वे प्रत्येक सिग्नल के आयाम को दोगुना करने के लिए जोड़ते हैं, लेकिन यदि वे चरण से बाहर हैं, तो वे घटाते हैं और एक संकेत देते हैं जो अंतर का अंतर है आयाम। डिजिटल रूप से, इस व्यवहार को ट्रांसमिशन वैक्टर, घटक दर घटक जोड़कर मॉडल किया जा सकता है।

यदि प्रेषक0 के पास कोड (1, -1) और डेटा (1, 0, 1, 1) है, और प्रेषक1 के पास कोड (1, 1) और डेटा (0, 0, 1, 1) है, और दोनों प्रेषक एक साथ संचारित करते हैं, तो यह तालिका कोडिंग चरणों का वर्णन करती है:

चूंकि सिग्नल 0 और सिग्नल 1 एक ही समय में हवा में प्रसारित होते हैं, वे अपरिष्कृत सिग्नल उत्पन्न करने के लिए जोड़ते हैं


 * (1, −1, −1, 1, 1, −1, 1, −1) + (−1, −1, −1, −1, 1, 1, 1, 1) = (0, −2, -2, 0, 2, 0, 2, 0)।

इस अपरिष्कृत सिग्नल को इंटरफेरेंस पैटर्न कहा जाता है। रिसीवर तब प्रेषक के कोड को हस्तक्षेप पैटर्न के साथ जोड़कर किसी भी ज्ञात प्रेषक के लिए एक समझदार संकेत निकालता है। निम्न तालिका बताती है कि यह कैसे काम करता है और दिखाता है कि संकेत एक दूसरे के साथ हस्तक्षेप नहीं करते हैं:

इसके अलावा, डिकोडिंग के बाद, 0 से अधिक सभी मानों को 1 के रूप में व्याख्या किया जाता है, जबकि शून्य से कम सभी मानों को 0 के रूप में व्याख्या किया जाता है। उदाहरण के लिए, डिकोडिंग के बाद, डेटा0 (2, -2, 2, 2) है, लेकिन रिसीवर इसकी व्याख्या करता है। (1, 0, 1, 1) के रूप में। ठीक 0 के मान का अर्थ है कि प्रेषक ने कोई डेटा संचारित नहीं किया, जैसा कि निम्नलिखित उदाहरण में है:

मान लें कि सिग्नल0 = (1, −1, −1, 1, 1, −1, 1, −1) अकेले प्रसारित होता है। निम्न तालिका रिसीवर पर डिकोड दिखाती है:

जब रिसीवर प्रेषक1 के कोड का उपयोग करके सिग्नल को डिकोड करने का प्रयास करता है, तो डेटा सभी शून्य होता है; इसलिए क्रॉस-सहसंबंध शून्य के बराबर है और यह स्पष्ट है कि प्रेषक1 ने कोई डेटा प्रेषित नहीं किया।

अतुल्यकालिक सीडीएमए
जब मोबाइल-से-आधार लिंक को सटीक रूप से समन्वित नहीं किया जा सकता है, विशेष रूप से हैंडसेट की गतिशीलता के कारण, एक अलग दृष्टिकोण की आवश्यकता होती है। चूंकि हस्ताक्षर अनुक्रम बनाना गणितीय रूप से संभव नहीं है, जो मनमाने ढंग से यादृच्छिक शुरुआती बिंदुओं के लिए ऑर्थोगोनल दोनों हैं और जो कोड स्थान का पूर्ण उपयोग करते हैं, अतुल्यकालिक सीडीएमए सिस्टम में अद्वितीय छद्म-यादृच्छिक या छद्म-शोर अनुक्रमों को फैलाना अनुक्रम कहा जाता है। एक प्रसार अनुक्रम एक द्विआधारी अनुक्रम है जो यादृच्छिक प्रतीत होता है लेकिन इच्छित रिसीवर द्वारा नियतात्मक तरीके से पुन: उत्पन्न किया जा सकता है। इन प्रसार अनुक्रमों का उपयोग एसिंक्रोनस सीडीएमए में उपयोगकर्ता के सिग्नल को एन्कोड और डीकोड करने के लिए उसी तरह किया जाता है जैसे सिंक्रोनस सीडीएमए में ऑर्थोगोनल कोड (उपरोक्त उदाहरण में दिखाया गया है)। ये प्रसार अनुक्रम सांख्यिकीय रूप से असंबद्ध हैं, और बड़ी संख्या में प्रसार अनुक्रमों का योग बहु अभिगम हस्तक्षेप (MAI) में परिणामित होता है जो गॉसियन शोर प्रक्रिया (सांख्यिकी में केंद्रीय सीमा प्रमेय के बाद) द्वारा अनुमानित है। गोल्ड कोड इस उद्देश्य के लिए उपयुक्त प्रसार क्रम का एक उदाहरण है, क्योंकि कोड के बीच कम सहसंबंध है। यदि सभी उपयोगकर्ताओं को समान शक्ति स्तर प्राप्त होता है, तो MAI का प्रसरण (जैसे, शोर शक्ति) उपयोगकर्ताओं की संख्या के प्रत्यक्ष अनुपात में बढ़ जाता है। दूसरे शब्दों में, तुल्यकालिक सीडीएमए के विपरीत, अन्य उपयोगकर्ताओं के संकेत रुचि के संकेत के लिए शोर के रूप में दिखाई देंगे और उपयोगकर्ताओं की संख्या के अनुपात में वांछित संकेत के साथ थोड़ा हस्तक्षेप करेंगे।

सीडीएमए के सभी रूप रंगावली विस्तार प्रसार कारक का उपयोग करते हैं ताकि रिसीवर अवांछित संकेतों के खिलाफ आंशिक रूप से भेदभाव कर सकें। निर्दिष्ट प्रसार अनुक्रमों के साथ एन्कोड किए गए सिग्नल प्राप्त होते हैं, जबकि विभिन्न अनुक्रमों (या समान अनुक्रमों लेकिन अलग-अलग समय ऑफसेट) के साथ सिग्नल प्रसार कारक द्वारा कम किए गए वाईडबैंड शोर के रूप में दिखाई देते हैं।

चूंकि प्रत्येक उपयोगकर्ता एमएआई उत्पन्न करता है, सीडीएमए ट्रांसमीटरों के साथ सिग्नल की शक्ति को नियंत्रित करना एक महत्वपूर्ण मुद्दा है। एक सीडीएम (सिंक्रोनस सीडीएमए), टीडीएमए, या एफडीएमए रिसीवर सिद्धांत रूप में इन प्रणालियों की ओर्थोगोनलिटी के कारण विभिन्न कोड, टाइम स्लॉट या फ्रीक्वेंसी चैनल का उपयोग करके मनमाने ढंग से मजबूत संकेतों को पूरी तरह से अस्वीकार कर सकता है। यह एसिंक्रोनस सीडीएमए के लिए सही नहीं है; अवांछित संकेतों की अस्वीकृति केवल आंशिक है। यदि कोई या सभी अवांछित संकेत वांछित संकेत से अधिक मजबूत हैं, तो वे इसे अभिभूत कर देंगे। यह किसी भी एसिंक्रोनस सीडीएमए सिस्टम में एक सामान्य आवश्यकता की ओर जाता है जो रिसीवर पर देखे जाने वाले विभिन्न सिग्नल पावर स्तरों से लगभग मेल खाता है। सीडीएमए सेलुलर में, बेस स्टेशन प्रत्येक मोबाइल की संचारित शक्ति को कसकर नियंत्रित करने के लिए एक तेज़ बंद-लूप पावर-कंट्रोल योजना का उपयोग करता है।

2019 में, डॉपलर की निर्भरता और विलंब विशेषताओं में कोड की आवश्यक लंबाई का सटीक अनुमान लगाने की योजनाएं विकसित की गई हैं। इसके तुरंत बाद, मशीन लर्निंग आधारित तकनीकें जो एक वांछित लंबाई और प्रसार गुणों के अनुक्रम उत्पन्न करती हैं, उन्हें भी प्रकाशित किया गया है। ये क्लासिक गोल्ड और वेल्च दृश्यों के साथ अत्यधिक प्रतिस्पर्धी हैं। ये लीनियर-फीडबैक-शिफ्ट-रजिस्टरों द्वारा उत्पन्न नहीं होते हैं, लेकिन इन्हें लुकअप टेबल में संग्रहित किया जाना है।

निश्चित आवृत्ति स्पेक्ट्रम का कुशल व्यावहारिक उपयोग
सिद्धांत रूप में सीडीएमए, TDMA और FDMA की वर्णक्रमीय दक्षता बिल्कुल समान है, लेकिन, व्यवहार में, प्रत्येक की अपनी चुनौतियाँ हैं - सीडीएमए के मामले में शक्ति नियंत्रण, TDMA के मामले में समय, और FDMA के मामले में आवृत्ति उत्पादन/फ़िल्टरिंग.

TDMA सिस्टम को सभी उपयोगकर्ताओं के प्रसारण समय को सावधानीपूर्वक सिंक्रनाइज़ करना चाहिए ताकि यह सुनिश्चित हो सके कि वे सही समय स्लॉट में प्राप्त हुए हैं और हस्तक्षेप का कारण नहीं बनते हैं। चूंकि इसे मोबाइल वातावरण में पूरी तरह से नियंत्रित नहीं किया जा सकता है, प्रत्येक समय स्लॉट में एक गार्ड समय होना चाहिए, जो संभावना को कम करता है कि उपयोगकर्ता हस्तक्षेप करेंगे, लेकिन वर्णक्रमीय दक्षता कम हो जाती है।

इसी तरह, उपयोगकर्ता की गतिशीलता के कारण सिग्नल स्पेक्ट्रम के अप्रत्याशित डॉपलर प्रभाव के कारण FDMA सिस्टम को आसन्न चैनलों के बीच एक गार्ड बैंड का उपयोग करना चाहिए। गार्ड बैंड इस संभावना को कम कर देंगे कि आसन्न चैनल हस्तक्षेप करेंगे, लेकिन स्पेक्ट्रम के उपयोग को कम कर देंगे।

संसाधनों का लचीला आवंटन
अतुल्यकालिक सीडीएमए संसाधनों के लचीले आवंटन में एक महत्वपूर्ण लाभ प्रदान करता है, अर्थात सक्रिय उपयोगकर्ताओं के लिए प्रसार क्रम का आवंटन। CDM (सिंक्रोनस सीडीएमए), TDMA, और FDMA के मामले में समकालिक ओर्थोगोनल कोड, टाइम स्लॉट और फ़्रीक्वेंसी स्लॉट की संख्या क्रमशः निश्चित होती है, इसलिए एक साथ उपयोगकर्ताओं की संख्या के संदर्भ में क्षमता सीमित होती है। सीडीएम, टीडीएमए और एफडीएमए सिस्टम के लिए ऑर्थोगोनल कोड, टाइम स्लॉट या फ्रीक्वेंसी बैंड की एक निश्चित संख्या आवंटित की जा सकती है, जो टेलीफोनी की बर्स्टी प्रकृति और पैकेटयुक्त डेटा ट्रांसमिशन के कारण कम उपयोग की जाती है। एसिंक्रोनस सीडीएमए प्रणाली में समर्थित उपयोगकर्ताओं की संख्या की कोई सख्त सीमा नहीं है, केवल वांछित बिट त्रुटि संभावना द्वारा शासित एक व्यावहारिक सीमा है क्योंकि एसआईआर (सिग्नल-टू-इंटरफेरेंस अनुपात) उपयोगकर्ताओं की संख्या के साथ व्युत्क्रमानुपाती होता है। मोबाइल टेलीफ़ोनी जैसे तेज़ ट्रैफ़िक वातावरण में, अतुल्यकालिक सीडीएमए द्वारा वहन किया जाने वाला लाभ यह है कि प्रदर्शन (बिट त्रुटि दर) को बेतरतीब ढंग से उतार-चढ़ाव की अनुमति दी जाती है, जिसमें उपयोगकर्ताओं की संख्या गुणा उपयोग के प्रतिशत द्वारा निर्धारित औसत मूल्य होता है। मान लीजिए कि 2N उपयोगकर्ता हैं जो केवल आधा समय बात करते हैं, तो 2N उपयोगकर्ताओं को उसी औसत बिट त्रुटि संभावना के साथ समायोजित किया जा सकता है जो N उपयोगकर्ता हर समय बात करते हैं। यहाँ मुख्य अंतर यह है कि एन उपयोगकर्ताओं के लिए हर समय बात करने के लिए बिट त्रुटि संभावना स्थिर है, जबकि यह 2N उपयोगकर्ताओं के लिए आधे समय बात करने के लिए एक यादृच्छिक मात्रा (समान माध्य के साथ) है।

दूसरे शब्दों में, अतुल्यकालिक सीडीएमए एक मोबाइल नेटवर्क के लिए आदर्श रूप से अनुकूल है जहां बड़ी संख्या में ट्रांसमीटर प्रत्येक अनियमित अंतराल पर अपेक्षाकृत कम मात्रा में यातायात उत्पन्न करते हैं। सीडीएम (सिंक्रोनस सीडीएमए), टीडीएमए, और एफडीएमए सिस्टम ऑर्थोगोनल कोड, टाइम स्लॉट या फ़्रीक्वेंसी चैनल की निश्चित संख्या के कारण बर्स्टी ट्रैफ़िक में निहित कम उपयोग किए गए संसाधनों को पुनर्प्राप्त नहीं कर सकते हैं जिन्हें व्यक्तिगत ट्रांसमीटरों को सौंपा जा सकता है। उदाहरण के लिए, यदि TDMA प्रणाली में N समय स्लॉट हैं और 2N उपयोगकर्ता आधे समय बात करते हैं, तो आधे समय N उपयोगकर्ताओं से अधिक N समय स्लॉट का उपयोग करने की आवश्यकता होगी। इसके अलावा, ऑर्थोगोनल-कोड, टाइम-स्लॉट या फ़्रीक्वेंसी-चैनल संसाधनों को लगातार आवंटित और हटाने के लिए महत्वपूर्ण ओवरहेड की आवश्यकता होगी। तुलनात्मक रूप से, अतुल्यकालिक सीडीएमए ट्रांसमीटर केवल तभी भेजते हैं जब उनके पास कहने के लिए कुछ होता है और जब वे सिस्टम से जुड़े होते हैं, तब तक उसी हस्ताक्षर क्रम को बनाए रखते हुए हवा में चले जाते हैं।

सीडीएमए की स्प्रेड-स्पेक्ट्रम विशेषताएं
अधिकांश मॉड्यूलेशन योजनाएं इस सिग्नल की बैंडविड्थ को कम करने की कोशिश करती हैं क्योंकि बैंडविड्थ एक सीमित संसाधन है। हालांकि, स्प्रेड-स्पेक्ट्रम तकनीक एक ट्रांसमिशन बैंडविड्थ का उपयोग करती है जो न्यूनतम आवश्यक सिग्नल बैंडविड्थ से अधिक परिमाण के कई आदेश हैं। ऐसा करने के शुरुआती कारणों में से एक सैन्य अनुप्रयोग था जिसमें मार्गदर्शन और संचार प्रणाली शामिल थी। इन प्रणालियों को इसकी सुरक्षा और जैमिंग के प्रतिरोध के कारण स्प्रेड स्पेक्ट्रम का उपयोग करके डिजाइन किया गया था। अतुल्यकालिक सीडीएमए में कुछ स्तर की गोपनीयता अंतर्निहित होती है क्योंकि संकेत छद्म-यादृच्छिक कोड का उपयोग करके फैलाया जाता है; यह कोड स्प्रेड-स्पेक्ट्रम संकेतों को यादृच्छिक बनाता है या शोर जैसी गुण रखता है। डेटा को एन्कोड करने के लिए उपयोग किए जाने वाले छद्म-यादृच्छिक अनुक्रम के ज्ञान के बिना एक रिसीवर इस संचरण को डिमॉड्यूलेट नहीं कर सकता है। सीडीएमए जैमिंग के लिए भी प्रतिरोधी है। जैमिंग सिग्नल में सिग्नल को जाम करने के लिए केवल एक सीमित मात्रा में शक्ति उपलब्ध होती है। जैमर या तो सिग्नल की पूरी बैंडविड्थ में अपनी ऊर्जा फैला सकता है या पूरे सिग्नल का केवल एक हिस्सा जाम कर सकता है। सीडीएमए नैरो-बैंड इंटरफेरेंस को भी प्रभावी रूप से अस्वीकार कर सकता है। चूंकि नैरो-बैंड इंटरफेरेंस स्प्रेड-स्पेक्ट्रम सिग्नल के केवल एक छोटे हिस्से को प्रभावित करता है, इसलिए इसे आसानी से सूचना के नुकसान के बिना नॉच फ़िल्टरिंग के माध्यम से हटाया जा सकता है। इस खोए हुए डेटा को पुनर्प्राप्त करने में सहायता के लिए कनवल्शन एन्कोडिंग और फ़ॉरवर्ड एरर करेक्शन # इंटरलीविंग का उपयोग किया जा सकता है। सीडीएमए सिग्नल मल्टीपाथ फेडिंग के लिए भी प्रतिरोधी हैं। चूंकि स्प्रेड-स्पेक्ट्रम सिग्नल एक बड़े बैंडविड्थ पर कब्जा कर लेता है, इसलिए किसी भी समय मल्टीपाथ के कारण इसका केवल एक छोटा सा हिस्सा लुप्त हो जाएगा। नैरो-बैंड इंटरफेरेंस की तरह, इसके परिणामस्वरूप डेटा का केवल एक छोटा सा नुकसान होगा और इसे दूर किया जा सकता है।

सीडीएमए बहुपथ हस्तक्षेप के लिए प्रतिरोधी होने का एक अन्य कारण यह है कि प्रसारित छद्म-यादृच्छिक कोड के विलंबित संस्करणों का मूल छद्म-यादृच्छिक कोड के साथ खराब सहसंबंध होगा, और इस प्रकार एक अन्य उपयोगकर्ता के रूप में दिखाई देगा, जिसे रिसीवर पर अनदेखा किया जाता है। दूसरे शब्दों में, जब तक मल्टीपाथ चैनल देरी के कम से कम एक चिप को प्रेरित करता है, तब तक मल्टीपाथ सिग्नल रिसीवर पर इस तरह पहुंचेंगे कि वे इच्छित सिग्नल से कम से कम एक चिप द्वारा समय पर स्थानांतरित हो जाते हैं। छद्म-यादृच्छिक कोड के सहसंबंध गुण ऐसे हैं कि यह थोड़ी सी देरी बहुपथ को इच्छित संकेत के साथ असंबद्ध दिखाई देने का कारण बनती है, और इस प्रकार इसे अनदेखा कर दिया जाता है।

कुछ सीडीएमए डिवाइस रेक रिसीवर का उपयोग करते हैं, जो सिस्टम के प्रदर्शन को बेहतर बनाने के लिए मल्टीपाथ विलंब घटकों का शोषण करता है। एक रेक रिसीवर कई सहसंबंधकों से जानकारी को जोड़ता है, प्रत्येक एक अलग पथ विलंब के लिए ट्यून किया जाता है, जो एक साधारण रिसीवर की तुलना में सिग्नल के एक मजबूत संस्करण का उत्पादन करता है, जिसमें सबसे मजबूत सिग्नल के पथ विलंब के लिए एक सहसंबंध होता है।

फ़्रिक्वेंसी पुन: उपयोग एक सेलुलर सिस्टम के भीतर अन्य सेल साइटों पर समान रेडियो चैनल फ़्रीक्वेंसी का पुन: उपयोग करने की क्षमता है। FDMA और TDMA सिस्टम में, फ़्रीक्वेंसी प्लानिंग एक महत्वपूर्ण विचार है। अलग-अलग सेल में इस्तेमाल होने वाली फ्रीक्वेंसी की योजना सावधानी से बनाई जानी चाहिए ताकि यह सुनिश्चित किया जा सके कि अलग-अलग सेल के सिग्नल एक-दूसरे के साथ हस्तक्षेप न करें। सीडीएमए प्रणाली में, प्रत्येक सेल में एक ही आवृत्ति का उपयोग किया जा सकता है, क्योंकि छद्म-यादृच्छिक कोड का उपयोग करके चैनलाइजेशन किया जाता है। प्रत्येक सेल में समान आवृत्ति का पुन: उपयोग करने से सीडीएमए प्रणाली में आवृत्ति नियोजन की आवश्यकता समाप्त हो जाती है; हालाँकि, विभिन्न छद्म-यादृच्छिक अनुक्रमों की योजना यह सुनिश्चित करने के लिए की जानी चाहिए कि एक सेल से प्राप्त संकेत पास के सेल से संकेत के साथ संबंध नहीं रखता है।

चूंकि आसन्न कोशिकाएं समान आवृत्तियों का उपयोग करती हैं, सीडीएमए सिस्टम में सॉफ्ट हैंड-ऑफ करने की क्षमता होती है। सॉफ्ट हैंड-ऑफ मोबाइल टेलीफोन को दो या दो से अधिक सेल के साथ एक साथ संचार करने की अनुमति देता है। हैंड-ऑफ पूर्ण होने तक सर्वोत्तम सिग्नल गुणवत्ता का चयन किया जाता है। यह अन्य सेलुलर सिस्टम में उपयोग किए जाने वाले हार्ड हैंड-ऑफ से अलग है। हार्ड-हैंड-ऑफ स्थिति में, जैसे ही मोबाइल टेलीफोन एक हैंड-ऑफ के पास पहुंचता है, सिग्नल की शक्ति अचानक बदल सकती है। इसके विपरीत, सीडीएमए सिस्टम सॉफ्ट हैंड-ऑफ का उपयोग करते हैं, जो पता नहीं चल पाता है और अधिक विश्वसनीय और उच्च गुणवत्ता वाला संकेत प्रदान करता है।

सहयोगी सीडीएमए
सहयोगी सीडीएमए नामक एक नई सहयोगी बहु-उपयोगकर्ता संचरण और पहचान योजना अपलिंक के लिए जांच की गई है जो एमएआई-सीमित वातावरण में प्रसार लंबाई से परे उपयोगकर्ता क्षमता को बढ़ाने के लिए उपयोगकर्ताओं के लुप्तप्राय चैनल हस्ताक्षरों के बीच अंतर का शोषण करता है। लेखक दिखाते हैं कि फ्लैट फेडिंग चैनलों में कम जटिलता और उच्च बिट त्रुटि दर प्रदर्शन में इस वृद्धि को प्राप्त करना संभव है, जो अतिभारित सीडीएमए सिस्टम के लिए एक प्रमुख शोध चुनौती है। इस दृष्टिकोण में, पारंपरिक सीडीएमए के रूप में प्रति उपयोगकर्ता एक अनुक्रम का उपयोग करने के बजाय, लेखक समान प्रसार अनुक्रम को साझा करने के लिए उपयोगकर्ताओं की एक छोटी संख्या का समूह बनाते हैं और समूह प्रसार और तिरस्कार संचालन को सक्षम करते हैं। नए सहयोगी बहु-उपयोगकर्ता रिसीवर में दो चरण होते हैं: समूहों के बीच MAI को दबाने के लिए समूह बहु-उपयोगकर्ता पहचान (MUD) चरण और एक कम-जटिलता अधिकतम-संभावना का पता लगाने का चरण संयुक्त रूप से सह-प्रसार उपयोगकर्ताओं के डेटा को कम से कम पुनर्प्राप्त करने के लिए यूक्लिडियन-दूरी माप और उपयोगकर्ता चैनल-लाभ गुणांक। एक उन्नत सीडीएमए संस्करण जिसे इंटरलीव-डिवीजन मल्टीपल एक्सेस (आईडीएमए) के रूप में जाना जाता है, ऑर्थोगोनल इंटरलीविंग का उपयोग सीडीएमए सिस्टम में उपयोग किए जाने वाले हस्ताक्षर अनुक्रम के स्थान पर उपयोगकर्ता अलगाव के एकमात्र साधन के रूप में करता है।

यह भी देखें

 * सीडीएमए वर्णक्रमीय दक्षता
 * सीडीएमए 2000
 * मोबाइल फोन मानकों की तुलना
 * सीडीएमएवन
 * ऑर्थोगोनल वेरिएबल स्प्रेडिंग फैक्टर (ओवीएसएफ), सीडीएमए का कार्यान्वयन
 * छद्म-यादृच्छिक शोर
 * क्वाडरेचर-डिवीजन मल्टीपल एक्सेस (क्यूडीएमए), सीडीएमए का कार्यान्वयन
 * उष्णता से ऊपर उठना
 * रंगावली विस्तार
 * डब्ल्यू-सीडीएमए

आगे की पढाई

 * Papathanassiou, A., Salkintzis, A. K., & Mathiopoulos, P. T. (2001). "A comparison study of the uplink performance of W-सीडीएमए and OFDM for mobile multimedia communications via LEO satellites". IEEE Personal Communications, 8(3), 35–43.

बाहरी कड़ियाँ

 * Talk at Princeton Institute for Advanced Study on Solomon Golomb's work on pseudorandom sequences