רשתות אלחוטיות מתחת לכדי תקשורת מודרנית, אבל הן מתמודדות עם ספקולציה מתמשכת: הפרעה אלקטרומגנטית (EMI) ככל שמספר ההתקנים המחוברים עולה, ניהול EMI הפך קריטי לשמירה על בהירות אותות ואמינות רשתית. , חטיבת קוד (CDMA) התפתחה כטכנולוגיה טרנספורמטיבית שמתייחסת ישירות לאתגר זה.על ידי מינוף טכניקות ספקטרום אלחוטיות וקידוד משתמש ייחודי, CDMA מפחיתה באופן דרמטי את ההשפעות העוצמתיות של מנגנונים יציבים יותר, המאפשרים של מערכות עיצוב אלחוטיות יותר, מאחורי המערכת האלחוטית של מערכות הפעלה אלחוטית של מערכות תכנות אלחוטיות יותר, עיצוביות.

הבנה של אינטרקציה אלקטרומגנטית ב-WiFire Networks

הפרעה אלקטרומגנטית מתייחסת להפרעה שנוצרת על ידי מקור חיצוני המקטין את הביצועים של ערוץ מעגלים חשמליים או תקשורת. ברשתות אלחוטיות, EMI מתבטא כאותות לא רצויות שמחקות שידורים המיועדים, מה שגורם לשחיתות של נתונים, חיבורים ירדים, וצמצום מקורות ה-EMI בשפע: מכשירים אלקטרוניים קרובים, קווי חשמל, מנועים, משדרי רדיו ואפילו תופעות טבעיות כמו ברק או התפרצויות סולאריות, עם תחנות מורכבות, ומערכת הפעלה.

EMI בדרך כלל נכנס למערכת אלחוטית באמצעות שני מסלולים: התערבות מתמשכת (התקבלה באמצעות כבל חשמל או אות) והתערבות קורנת (התרחבה דרך האוויר כמו גלים אלקטרומגנטיים) עבור תקשורת רדיו- ⁇ , התערבות קורנת היא הדאגה העיקרית.זה יכול להיות פס רחב (מעל טווח רחב של תדרים) או פס צר (התרחב בתדרים ספציפיים).

ככל שסטנדרטים אלחוטיים התפתחו מ אנלוגיה לדיגיטל, הצורך בניהול הפרעות חזק מתחזק.בעוד שמערכות אנלוגיות כגון AMPS (מערכת טלפונים סלולרית מתקדמת) התבססו על חלוקת תדירות גישה (FDMA) עם משימות ערוץ קבועות, הם סבלו מהתערבות ערוצים סמוכים ויעילות ספקטרלית מוגבלת.השינוי למודולציה דיגיטלית ותכניות גישה מרובות פתחו את הדלת לאסטרטגיות מתוחכמות יותר של EMItigation, עם אסטרטגיות טעינה מובילות.

התפתחות טכניקות גישה מרובות

FDMA ו-TDMA ל- CDMA

רשתות סלולריות מוקדמות השתמשו ב-FDMA, שבו כל שיחה תופסת להקה תדר ייחודי.בזמן פשוט, FDMA נתקל באתגרים משמעותיים ב-EMI: ערוצים סמוכים יכולים להדליף אנרגיה זו לזו, ותדירות נוספת נדרשת תכנון זהיר כדי להימנע מהתערבות משותפת.Time-division מספר גישה (TDMA), בשימוש ב-GS, שיפור יעילות ספקטרלית על ידי חלוקת כל אחד מהתדירות לתוך זמן.

CDMA מייצג שינוי פרדיגמטי.במקום לבודד משתמשים על ידי תדירות או זמן, CDMA מאפשר לכל המשתמשים לשדר בו זמנית על פני רוחב הפס שהוקצה.האות של כל משתמש מתפשט בטווח תדר רחב באמצעות קוד הפצה ייחודי, והמקבל משתמש באותו קוד כדי לפענח רק את האות המיועד.עקרון זה, הידוע בשם ספקטרום, מדכא באופן חדיר כי כל אות לא רצוי שאינו תואם את הקוד, מופיע כגורם נמוך למניעה של ה- EMF.

כיצד CDMA מקטין את ההתערבות אלקטרומגנטית

המונחים: Spectrum Fundamentals

שני צורות עיקריות של ספקטרום התפשטות מועסקים ב- CDMA: רצף ישיר (DS-CDMA) ותדירות ה-FH-CDMA (FH-CDMA) DS-Hz, המשמש ב- IS-95 ו- CDMA2000, מכפיל כל מידע מעט על ידי רעש פסאודדום גבוה (PN) , הפצת רוחב הפס של האות על ידי גורם ידוע כרווח עיבוד.

Frequency-hopping CDMA, המשמש במערכות צבאיות קודמות ומאוחר יותר מותאם ל- Bluetooth וכמה טלפונים ללא חוט, מתעתג במהירות את תדירות המוביל על פי רצף פסאודורנטיות.טכניקה זו עושה את האות קשה כדי להקיש או לירט, והיא מספקת גם מיזציה טבעית של EMI: אם ההפרעה קיימת בתדר אחד, ההופ במהירות מעביר את האות.

משתמש ייחודי coding and Orthogonality

ב DS-CDMA, כל משתמש מוקצה רצף הפצה ייחודי, בדרך כלל קודים וולש לקשר קדימה (תחנת בסיס לנייד) וקודים קצרים של קישור הפוך.רצף זה נועדו להיות אוטוקונאל: הקרוסלה בין קודים שונים היא אפס או נמוך מאוד. כאשר המקלט מכפיל את האות המסובך הנכנס על ידי קוד משלו, רק את האותות מתאימים בחזרה לפסה צר; כמו משתמשים אחרים מופיעים באותו תדרים.

משוואה רווח העיבוד מבהירה את היתרון של EMI: רווח הדה-ספיג שווה את היחס של רוחב הפס ההתפשטות אל רוחב הפס הנתונים המקורי.רווח עיבוד גבוה יותר הוא דיכוי גדול יותר של הן צרים והן הפרעה פס רחב. במערכות CDMA מעשי, רווח זה לעתים קרובות עולה על 20 dB, כלומר אות מפרה של כוח שווה לאות הרצוי מופחת ל-1% של הכוח המקורי שלה לאחר דחייתו היא דחייה מורכבת או דחייה של .

בקרת חשמל ככלי ניהול השוואתי

מרכיב קריטי של אסטרטגיית הפחתת EMI של CDMA הוא מהיר ומדויק שליטה כוח שליטה.בתא CDMA, כל הניידים משדרים באותו תדירות.ללא בקרת חשמל, נייד קרוב לתחנת הבסיס יכול overpower a Remote Mobile, מה שגורם ל"מרחק" במקביל" מערכות CDMA משתמשות גם בקרת כוח סגורה המאמת את כוח השידור של כל אחד מהמכשירים הניידים לשנייה (ב- IS-A) כדי להבטיח אותות מעבר לרמה של כוח ניידת, גם כן, אשר ניתן לצמצום של שליטה ישירה של כוח ניידת, כאשר משתמשים אחרים, כמו גם כן, כמו גם על ידי בקרת חשמל נמוכה יותר, כלומר, כאשר הם משתמשים אחרים, כמו גם על ידי בקרת חשמל מצמצם את אותה רמת בקרה נמוכה יותר, כמו גם על ידי הפרעה ידנית.

היתרונות של CDMA עבור EMI Reduction

  • (FLT:0) Enhanced Signality: FIRLT:1) תהליך הפיזור-ספקטרום הפשט מדגימה את האות הרצוי על ידי רווח העיבוד תוך העצמה של כל האותות האחרים - בין אם ממשתמשי CDMA אחרים, מפיץ צר או רעש מזווית.זה מביא יחס גבוה יותר להשוואה (SI) עבור כל משתמש, תרגום של שגיאות ברורות יותר ושגיאות נמוכות יותר.
  • (FLT:0)Imroved Capacity: FLT:1 כי CDMA אינו להסתמך על תדירות קבועה או מזלי זמן, יכולת המערכת מוגבלת על ידי רמת ההתערבות המצטברת - יכולת "רכה" המידרדרת בחכמה ולא באופן פתאומי כל משתמש חדש מוסיף כמות קטנה של התערבות, אבל המערכת יכולה להכיל הרבה יותר משתמשים מאשר TDMA או FD עם רוחב פס רוחב פס זהה, במיוחד כאשר פעילות משולבת ומשתנה.
  • דרישות הכוח של לואוור:0 (Lower Powereur:) 1FLT 1 מסופי מובייל ברשתות CDMA יכולים לפעול ברמות כוח נמוכות יותר מכיוון שהרווחים המתפשטים מגבירים את כוח האות האפקטיבי ב המקלט.
  • (FLT:0) עדיף תדירות השימוש: FLT 1 למערכות FDMA דורש תכנון תדר זהיר כדי להימנע מהתערבות משותפת, בדרך כלל באמצעות שימוש חוזר של 7 ומעלה. CDMA יכול לפעול עם גורם חוזר של 1 (התדירות שבה נעשה שימוש בכל תא) כי הקידוד והפצה מספקים בידוד מספק מספיק בין אותות תאים שונים.
  • (FLT:0)Graceful Degradation:FLT:1 ב CDMA, ככל שמספר המשתמשים עולה, רצפת הרעש עולה בהדרגה, וקורא איכות מדרגת לאט יותר מאשר לזרוק שיחות ימין.תכונה זו היא בעלת עוצמה רבה יותר להפרעות כי המערכת יכולה להמשיך לפעול תחת דירוג גבוה לרגע, אם כי עם ביצועים מופחתים.

השפעה על Wireless Network Performance

אימוץ טכנולוגיית CDMA בסוף שנות ה-90 ובתחילת שנות ה-2000 שיפר באופן יסודי את הביצועים של רשתות אלחוטיות, במיוחד בסביבות ההתערבות הגבוהה. אזורים עירוניים עם מבנים צפופים ושימוש במכשיר כבד ראו שיפורים משמעותיים במתן שיעורי סיום ואיכות השמע.ה הידוף הרכה של CDMA - שם תקשורת נייד עם שתי תחנות בסיס בו זמנית - הרסו את פערי היד הנפוצים במערכות TDMA, ומספקים מעברים בין אם הם עוברים מאזורים ניידים או ממרחקים קרובים.

שירותי נתונים גם נהנו. IS-95B ומאוחר יותר CDMA2000 1xEV-DO סטנדרטים תמכו בשיעורי נתונים עד 3.1 Mbps, עם הטבע הספקטרום ההתפשטות המספק עוצמה מפני התערבות של מכשירים Wi-Fi ומשתמשים אחרים שאינם מורשים ספקטרום.בתחומים כפריים או פרברים, תאי CDMA גדולים יותר קורני (בשל קישור טוב יותר מהשגת תקציב) מופחת של תחנות בסיס הדרושות, תוך שמירה על עלויות סבירות של ציוד חקלאי או קבועות על פני השטח.

מדד מפתח בביצועי רשת הוא שיעור השגיאה המסגרת (FER) מערכות CDMA השיגו באופן עקבי נמוך יותר FERs תחת עומס גבוה בהשוואה למערכות TDMA, הודות למאפיין ההתערבות של ספקטרום מבוזר. במקום מפריע פס צר המתפתל החוצה מרווח זמן שלם, CDMA מפיץ את ההתערבות על פני רוחב הפס כולו, מה שהופך אותו פחות סביר להשחית לחלוטין מסגרת נתונים זו.

CDMA Beyond 3G: Legacy and Modern Relevance

העקרונות שחלוצים על ידי CDMA לא נותרו מאחור.בעוד הדור הרביעי (LTE) ודור חמישי (5G) רשתות בעיקר משתמשים בתדירות אוטוקונלית - גישה מרובה (OFDMA) על הדלפק, הם יורשים רעיונות הליבה של CDMA להתפשט, שיתוף פעולה וניהול.

בתחום האינטרנט של הדברים (IoT), טכניקות CDMA-כמו פרוספקטרום מצאו חיים חדשים.לדוגמה, LoRaWAN משתמשת בצורת ספקטרום התפשטות צ'ייפ כדי להשיג תקשורת לטווח ארוך, נמוכה כוח עם חסינות EMI מעולה. בדומה, מערכות תקשורת לווייניות וצבאיות רבות ממשיכות להסתמך על ספקטרום ישיר של ספקטרום התפשטות האנטי-ג'האג'ה והסתברות נמוכה של תכונות מתמטיות, כמו גם , , דיסריקנות, וקוד מסחרי, כאשר היום היה רלוונטי לדיכוי CDIS היה רלוונטי, כאשר הוא היה להפיץ את ה- CDMA היה להפיץ ספקטרום של ה-CDC, כאשר הוא היה רלוונטי, כאשר הוא היה רלוונטי, כאשר הוא היה מופץ להגדרה מסחרית, כאשר הוא היה מופץ להגדרה מסחרית, כאשר הוא היה רלוונטי, כאשר הוא היה מופץ לדיסקרטיקולנוע, כאשר הוא היה היום, כאשר הוא היה רלוונטי, כאשר הוא היה מפיץ ספקטרום של ה-CDC, כמו CD-C-C-C-C-C-C היה מופץ להגדרה של ה-CDC, כאשר הוא היה מופץ להפצתו-C-C-C-C-CDC-C-C-C-CDC-C-התוק

לקריאה נוספת על בסיס המידות הטכניות של ניהול ספקטרום והתערבות, ראה את המאמר ויקיפדיה על (FLT:0-code-Division Multiple AccessigFLT:1), סקירה של FLT:2spreadספקטרום ספקטרום 3) טכניקות, ואת הדיון של ההתערבות אלקטרומגנטית של FLT:4electromagnetic:5 בהקשרים אלחוטיים אלה לספק תובנה עמוקה יותר לתוך עקרונות מתמטיים והפך אבן דרך הפחתת דרך ה- CDMA.

מסקנה: ההשפעה האחרונה של CDMA על עיצוב אלחוטי

תרומתו של CDMA לצמצום ההתערבות האלקטרומגנטית ברשתות אלחוטיות משתרעת הרבה מעבר למעגל החיים הפריסה שלו.על ידי כך ששיתוף רוחב פס תדר עם הפרעה הדדית מינימלית לא רק אפשרי אלא יעילה מאוד, CDMA עיצב מחדש את האופן שבו מהנדסים ניגשים למגוון רחב של גישה וניהול EMI.טכניקות הספקטרום ההתפשטות, אלגוריתמים של שליטה באלגוריתמים, ומאפיינים קיבולת רכותית של CDMA הפכו לאלמנטים יסוד בתקנים עוקבים וימשיכו להשפיע על מערכת לפיתוח עבור שנים.

משיחות קול ברורות יותר בשנות ה-90 ועדות לחידוש האתגרים הבסיסיים ביותר של תקשורת אלחוטית כיום, מורשת ה-CDMA היא עדות לכוח של קידוד והפצתו באחד האתגרים הבסיסיים ביותר של תקשורת אלחוטית: הרעש וההתערבות המאיים על כל שידור.כפי שמספר המכשירים המחוברים גדל וספקטרום הופך להיות צפוף יותר, השיעורים של CDMA יישארו חלק חיוני של הכלי המהנדסים של מערכות ההפעלה עבור מערכות התערבות, רשתות עמידות.