Pengertian CDM (Code Division Multiplexing) / Code Division Multiple Access (CDMA)

CDM (Code Division Multiplexing), biasa dikenal sebagai Code Division Multiple Access (CDMA), merupakan sebuah bentuk pemultipleksan (bukan sebuah skema pemodulasian) dan sebuah metode akses secara bersama yang membagi kanal tidak berdasarkan waktu (seperti pada TDMA) atau frekuensi (seperti pada FDMA), namun dengan cara mengkodekan data dengan sebuah kode khusus yang diasosiasikan dengan tiap kanal yang ada dan mengunakan sifat-sifat interferensi konstruktif dari kode-kode khusus itu untuk melakukan pemultipleksan. Singkatnya, CDM dapat melewatkan beberapa sinyal dalam waktu dan frekuensi yang sama. Tiap kanal dibedakan berdasarkan kode-kode pada wilayah waktu dan frekuensi yang sama.

Berikut ini gambaran system komunikasi menggunakan CDM :

CDMA mengacu pada sistem telepon seluler digital yang menggunakan skema akses secara bersama ini,seperti yang diprakarsai oleh Qualcomm. CDMA mulai banyak digunakan dalam setiap system komunikasi, termasuk pada Global Positioning System (GPS) dan pada sistem satelit OmniTRACS untuk logistik transportasi. Sistem terakhir didesain dan dibangun oleh Qualcomm, dan menjadi cikal bakal yang membantu insinyur-insinyur Qualcomm untuk menemukan Soft Handoff dan kendali tenaga cepat, teknologi yang diperlukan untuk menjadikan CDMA praktis dan efisien untuk komunikasi seluler terrestrial.

Penggunaan CDMA di dalam mobile telephony
Pada saat ini, terdapat banyak penggunaan teknologi CDMA, sebagai contoh penggunaannya di dalam mobile telephony. Untuk mengacu pada penerapannya, terdapat sejumlah istilah berbeda yang digunakan. Standar pertama yang diprakarsai oleh QUALCOMM dikenal sebagai IS-95, IS mengacu pada sebuah Standar Interim dari Telecommunications Industry Association (TIA). IS-95 sering disebut sebagai 2G atau seluler generasi kedua. Merk dagang cdmaOne dari QUALCOMM juga digunakan untuk menyebut standar 2G CDMA.

Kemudian, setelah beberapa kali revisi, IS-95 digantikan oleh standar IS-2000. Standar ini diperkenalkan untuk memenuhi beberapa kriteria yang ada dalam spesifikasi IMT-2000 untuk 3G, atau selular generasi ketiga. Selain itu, standar ini juga disebut sebagai 1xRTT yang secara sederhana berarti “1 times Radio Transmission Technology” yang mengindikasikan bahwa IS-2000 menggunakan kanal bersama 1.25-MHz sebagaimana yang digunakan standar IS-95 yang asli. Suatu skema terkait yang disebut 3xRTT menggunakan tiga kanal pembawa 1.25-MHz menjadi sebuah lebar pita 3.75-MHz yang memungkinkan laju letupan data (data burst rates) yang lebih tinggi untuk seorang pengguna individual, namun skema 3xRTT belum digunakan secara komersil. Yang terbaru, QUALCOMM telah memimpin penciptaan teknologi baru berbasis CDMA yang dinamakan 1xEV-DO, atau IS-856, yang mampu menyediakan laju transmisi paket data yang lebih tinggi seperti yang dipersyaratkan oleh IMT-2000 dan diinginkan oleh para operator jaringan nirkabel.

Sinyal waktu dari system CDMA QUALCOMM sangat akurat, dimana biasanya mengacu pada sebuah receiver GPS pada stasiun pusat sel (cell base station). Sehingga jam berbasis telepon seluler CDMA merupakan jenis jam radio yang semakin populer untuk digunakan pada jaringan komputer. Penggunaan sinyal telepon seluler CDMA memiliki beberapa keuntungan, dimana keuntungan utamanya terkait dengan keperluan jam referensi, dimana mereka akan bekerja lebih baik di dalam bangunan, sehingga menghilangkan kebutuhan untuk memasang sebuah antena GPS di luar bangunan.

W-CDMA seringkali dikacaukan oleh teknologi CDMA. Pada penerapannya, CDMA digunakan sebagai prinsip dari antarmuka udara W-CDMA, dan antarmuka udara W-CDMA digunakan di dalam Standar 3G global UMTS dan standar 3G Jepang FOMA, oleh NTT DoCoMo and Vodafone; namun bagaimanapun, keluarga standar CDMA (termasuk cdmaOne dan CDMA2000) tidaklah compatible dengan keluarga standar W-CDMA.

Selain aplikasi yang telah disebutkan di atas, yakni Global Positioning System (GPS), dimana system tersebut telah mendahului dan seluruhnya berbeda dengan seluler CDMA lainnya.

Dasar Matematis
Pada penerapannya, CDMA menggunakan orthogonality sebagai inti dari kandungan matematisnya. Misalnya, kita akan menampilkan sinyal data sebagai vector. Sebagai contoh, rangkaian biner “1011″ akan diwakili oleh vektor (1, 0, 1, 1). Kita bisa memberi nama kepada vektor ini, dengan memakai huruf tebal , misal a. Kita juga bisa memakai operasi pada vektor-vektor ini, diketahui sebagai dot product, untuk “mengalikan” vektor-vektor, dengan cara menjumlahkan hasil dari masing-masing komponen. Sebagai contoh, dot product dari (1, 0, 1, 1) dan (1, -1, -1, 0) menghasilkan (1)(1)+(0)(-1)+(1)(-1)+(1)(0)=1+-1=0. Dimana dot product dari vector a dan b adalah 0, kita bisa mengatakan dua vektor ini adalah orthogonal.

Keuntungan CDMA secara matematis adalah kode CDMA yang tersedia berjumlah tak hingga. Hal tersebut membuat CDMA secara ideal sesuai bagi sejumlah besar pemancar yang masing-masing menjangkitkan sejumlah kecil trafik pada selang waktu tak teratur, karena hal itu menghindari overhead untuk mengalokasi dan men-dealokasi secara terus-menerus sejumlah terbatas slot waktu ortogonal atau kanal frekuensi ke pemancar individual. Pemancar CDMA dengan begitu saja mengirim ketika mereka mempunyai sesuatu untuk dikirim dan diam ketika tidak.

Hasil dot memiliki beberapa sifat, dan salah satunya akan menolong kita memahami bagaimana CDMA bekerja. Untuk vektor-vektor a, b, c:

Akar pangkat dua dari a.a adalah bilangan real, dan ini sangat penting. Kita bisa menulis

Asumsi vektor a dan b adalah orthogonal. Maka:

 

Soff Handoff
Soft handoff (or soft handover) merupakan salah satu inovasi dalam mobilitas dimana mungkin dilakukan dengan teknologi CDMA. Hal ini berkaitan dengan teknik atau pemindahan dari satu sel ke sel yang lain tanpa memutuskan hubungan radio kapanpun. Di dalam teknologi TDMA dan sistem analog,setiap pancaran sel pada frekuensinya sendiri,berbeda daripada sel-sel tetangganya. Jika sebuah perangkat bergerak telah mencapai batas dari sel yang melayani call sekarang, dapat dikatakan akan memutus hubungan radio dan secepatnya menyesuaikan dengan salah satu frekuensi sel-sel tetangganya dimana call telah dipindahkan oleh jaringan dikarenakan perpindahan lokasi dari peralatan bergerak tersebut. Jika peralatan bergenrak tersebut tidak bisa menyesuaikan dengan frekuensi barunya dalam sekejap, maka call akan diputus.

Didalam Sistem CDMA, satu set sel bertetangga semuanya menggunakan frekuensi yang sama untuk transmisi dan sel yang berbeda (atau base station) dalam arti adalah sebuah nomer yang disebut “PN offset”, disaat time offset dari permulaan pseudo-random noise sequence yang diketahui dimana digunakan untuk menyebarkan sinyal dari base station. Dikarenakan semua sel berada pada satu frekuensi, mendengarkan pada BTS yang berbeda sekarang adalah tantangan dalam pemprosesan sinyal digital berbasis pada offset dari sekuen PN, bukan Tranmisi RF dan berdasarkan penerimaan pada frekuensi terpisah. 

Apabila handphone CDMA menjelajah melalui jaringan, ia mengenali offset PN dari sel bertetangga dan melaporkan kekuatan setiap sinyal kembali ke sel acuan dari hubungan percakapan (biasanya sel yang terkuat). Jika sinyal dari sebuah sel bertetangga cukup kuat,perangkat bergerak tersebut akan dihubungkan langsung pada “add a leg”‘ callnya dan memulai mentranmisikan dan menerima ke dan dari sel baru dalam arti ke sel (atau sel-sel)call yang baru saja digunakan. Begitu juga,jika sebuah sinyal sel melemah, maka handset akan secara langsung diputus hubungannya. Dalam hal ini, handset dapat bergerak dari sel ke sel dan menambah dan membuang jika diperlukan dengan tujuan untuk menjaga call hingga tanpa memutuskan hubungan. 

Dalam prakteknya, ada batasan-batasan frekuensi, sering antara siynal pembawa yang berbeda atau sub-jaringan. Pada keadaan ini, handset CDMA akan menggunakan jalan yang sama seperti dalam TDMA atau analog dan menjalankan sebuah perpindahan yang ekstrim dimana hal ini akan memutus hubungan dan mencoba mengambil frekuensi baru dimana ia baru saja mati.

Fitur CDMA
Beberapa fitur pada teknologi CDMA, yakni:

1. Sinyal pesan pita sempit ( narrowband ) akan digandakan dengan penyebaran sinyal pita lebar ( wideband ) atau pseudonoise code
2. Setiap user mempunyai pseudonoise (PN) code masing-masing.
3. Soft capacity limit: performansi sistem akan berubah untuk semua pengguna begitu nomer pengguna meningkat.
4. Near-far problem (masalah dekat-jauh)
5. Interference terbatas:kontrol daya sangat diperlukan
6. lebar bandwidth menimbulkan keaneka ragaman,sehingga meggunakan rake receiver
7. Akan membutuhkan semua komputer yang pernah dibuat oleh manusia diatas bumi untuk memecahkan kode dari satu setengah percakapan dalam sistem CDMA
   
   
   Sumber