Qual è la portata massima del CDMA?

CDMA è uno schema di codifica e accesso (livello 2). La portata appartiene all'area delle radiazioni elettromagnetiche (livello 1), ed è in un certo senso indipendente dal protocollo di livello 2 utilizzato.

Fondamentalmente, la radiazione elettromagnetica come quella usata nella telefonia mobile è emessa attraverso un'antenna. La potenza di uscita di una porta d'antenna è limitata a 20 Watt (che equivale a 46 dBm nel linguaggio radiotelevisivo). La geometria dell'antenna può essere usata per modellare un fascio, che focalizza la radiazione, e guadagnare qualche decibel di potenza emessa in questo modo.

Nello spazio vuoto la radiazione emessa è distribuita su una sfera di raggio D alla distanza D dall'antenna. Poiché la sfera ha una superficie [math]4\pi D^2[/math]la densità di potenza scende di quel fattore (cioè è inversamente proporzionale alla seconda potenza della distanza).

Per raccogliere la potenza sul lato del ricevitore è necessaria un'antenna ricevente. In linea di principio le antenne richiedono e meritano un po' di spiegazioni, che qui salterò per mantenere le cose brevi. Basta dire che l'antenna crea un'apertura per raccogliere l'energia di radiazione, e questo dipende dalle dimensioni fisiche e dalla lunghezza d'onda (o frequenza della radiazione). Più alta è la frequenza f, meno efficiente è l'antenna (di nuovo con un fattore [math]f^{-2})[/math]

In un ambiente terrestre ci sono più fattori che giocano nel gioco:

• riflesso delle onde sulle superfici creano interferenza
• ombreggiamento in corrispondenza di ostacoli morbidi o fermi
• attenuazione attraverso l'acqua (o muri, alberi e simili)
• flessione dei raggi intorno agli angoli

Ci sono un sacco di modelli, adatti ad ogni possibile situazione; basta dire, in questa risposta, che si deve tenere conto di circa [math]D^{-4}[/math] attenuazione, data la distanza D e la lunghezza d'onda \lambda.

Quindi la radiazione diventa più debole quanto più ci si allontana dalla sorgente. Ma ancora, riceviamo onde radio e luce dal bordo dell'universo, a circa 14 miliardi di anni luce di distanza. Ma forse avete visto le antenne giganti utilizzate, e forse avete letto dei tempi di esposizione sostanziali per catturare abbastanza fotoni per fare una foto.

Un telefono cellulare ha un'unità ricevente che richiede una certa forza di Segnale/Rumore per rilevare un segnale utilizzabile. Mentre il segnale si indebolisce, il rumore rimane all'incirca lo stesso, se non diventa più forte.

C'è quindi un budget di collegamento: potenza emessa meno sensibilità del ricevitore, che viene chiamato dagli ingegneri Maximum Coupling Loss (MCL). Inserendo l'MCL in uno qualsiasi dei modelli di propagazione si ottiene la portata della radiazione.

I ripetitori cellulari possono irradiare fino a 30 km, con un risultato ragionevole. I collegamenti di backhaul a microonde su torri molto alte arrivano fino a 80 km.

Nella situazione reale la distanza media da torre a torre è di circa 1,7 km (~ 1 miglio)

Se si supera di un ordine di grandezza, allora sorgono nuovi ostacoli: si dovrà tenere conto del tempo di volo (in microsecondi) tra il portatile e la torre, che non può superare la quantità consentita dagli standard.