CDMA (Code Division Multiple Access, Codevielfachzugriff) ist ein Vielfachzugriffsverfahren, bei dem alle Teilnehmer gleichzeitig und auf derselben Frequenz senden und erst über unterschiedliche Spreizcodes getrennt werden. Statt Frequenzbänder (FDMA) oder Zeitschlitze (TDMA) zu vergeben, belegt jeder Nutzer das gesamte Spektrum permanent — seine Identität steckt in der Codefolge.
So funktioniert CDMA
Jeder Teilnehmer erhält einen eindeutigen Spreizcode, eine schnelle Chipfolge, mit der sein schmalbandiges Nutzsignal auf die volle Kanalbandbreite gespreizt wird. Alle senden gleichzeitig im selben Frequenzband. Der Empfänger multipliziert das empfangene Summensignal mit dem Code des gewünschten Teilnehmers: Korreliert der Code, wird das eigene Signal wieder zum schmalen Nutzsignal entspreizt, die Signale der anderen Teilnehmer bleiben durch ihre anderen Codes Rauschen. Diese Technik heißt Spread Spectrum (Spreizspektrum). In der Abwärtsrichtung (Basisstation zum Handy) verwendet IS-95 orthogonale Walsh-Codes, damit sich die Nutzer gegenseitig nicht stören.
Das Near-Far-Problem
Da sich die Teilnehmer nicht durch Frequenz oder Zeit trennen, stört ein nahes, starkes Signal ein entferntes, schwaches Signal — das Near-Far-Problem. Ohne Gegenmaßnahme würde ein Handy direkt vor der Basisstation alle anderen Teilnehmer übertönen. Deshalb regelt CDMA die Sendeleistung aller Endgeräte laufend über schnelle Leistungsregelung (Power Control), sodass alle Signale an der Basisstation etwa gleich stark ankommen.
Wo CDMA eingesetzt wurde
- IS-95 (cdmaOne): erster kommerzieller CDMA-Standard, ab 1995 in Nordamerika und Asien.
- UMTS (3G): verwendet W-CDMA (Wideband CDMA) mit 5-MHz-Kanälen — der europäische und weltweite 3G-Standard.
- GPS nutzt CDMA-artige Codeteilung für die Satellitensignale; auch die Vielfachzugriffsverfahren OFDM-basierter Systeme (LTE, WLAN) lösen die Codetrennung durch Unterträger ab.
Vor- und Nachteile
- Vorteile: hohe spektrale Effizienz durch Frequenzwiederverwendung in jeder Zelle, weiche Weitergabe (Soft Handover), keine feste Kanalvergabe, Abhörsicherheit durch Spreizung.
- Nachteile: aufwendige Leistungsregelung, Near-Far-Problem, komplexe Empfänger, bei vielen gleichzeitigen Nutzern steigt die Interferenz (graceful degradation statt harter Grenze).