תעשיית התקשורת הניידת ממשיכה להתפתח בקצב מהיר, עם טכנולוגיית Code Division Multiple Access (CDMA) שנותרה מרכיב יסוד באדריכלות של רשתות הדור הבא, שהוסחרו במקור בשנות ה-90 של 2G ו- 3G מערכות, CDMA מותאם שוב ושוב לעמוד בדרישות של שיעורי נתונים גבוהים יותר, שקיפות נמוכה יותר, ואבטחה משופרת.

רלוונטיות ל- CDMA ברשתות אלחוטיות מודרניות

העיקרון הליבה של CDMA - המאפשר למשתמשים מרובים לשתף את אותה הלהקה תדר בו זמנית על ידי ⁇ כל שידור עם קוד הפצה ייחודי - נשאר אטרקטיבי מאוד עבור רשתות מודרניות.בניגוד מערכות מבוססות תוכן קודמות, CDMA מציעה חסינות רעש טבועה, התנגדות להפרעות, ויכולות קלות יד שמשפרות רציפות שיחות ויציבות של מפגש נתונים. בעוד כמה משקיפים בתעשייה חזו פעם CDMA היה הולך להיעלם עם עלייה של D-D מבוסס 4G, LTE, במקום זאת, היה להגדיר מחדש תפקיד שלה.

ב-5G ומעבר לכך, טכניקות CDMA מוצאות חיים חדשים בעיצוב שכבתי הפיזי, במיוחד בסטנדרט רדיו חדש (NR) 5G NR משתמשות באנתרופולוגיה גמישה המבוססת על DM, אך היא משלבת גם את ה- CDMA-like Spread for certain usecase, כגון מערכות תקשורת מסוג מכונות מסיביות (MTC) ואמצעי תקשורת אולטרה-ל-ל-lareliable נמוך (LL) המאפשר גישה מסיבית של קודים או חלקית של קודים של קישוריות מסוג CDD-D-D-D-D-D-D-D-D-D-D-D-D-D-D-D-D-D-D-D-D-D-D-D-D-D-D-D-D-MTC (מTC) ומערכת תקשורת ללא כלי תקשורת ללא כלי תפוצה מסיביתוק רחב יותר מאשר מאפשר גישה בלתי-D-Digital-D-D-D-D-מTC) ומערכת תקשורת ללא כלי תקשורת מורכבת ללא כלי תקשורת מסיבית של מערכת תקשורת מורכבת ללא כלי תקשורת מסיבית של מערכת תקשורת מורכבת ללא כלי תקשורת מורכבת ללא כלי תקשורת מורכבת ללא יכולת הפצה מסיבית של מערכת תקשורת חד-מקודמתוק רחבת-

בנוסף, החוסן של CDMA לקידוד רב-אופטי ולהתמיכה הטבעית שלו ביכולת רכה – שבו משתמשים נוספים מדגימים איכות בהדרגה ולא חוסמים קשרים חדשים – הופך אותו מתאים היטב לפריסות עירוניות צפופות ולכיסוי מקורה.כ מפעילי רשת סלולריים מגנים את התשתית שלהם עם תאים קטנים ומערכות אנטנה מבוזרות, תכונות ניהול ההתערבות של CDMA הופכות ליותר ויותר יקרות.

פיתוח: CDMA Innovation

כדי לענות על הדרישות המחמירות של רשתות סלולריות הדור הבא, טכנולוגיית CDMA עוברת חדשנות משמעותית על פני חזיתות מרובות.ההתקדמות מתמקדת להגביר את היעילות ספקטרלית, צמצום הגמישות מקצה לקצה, ומאפשרת הקצאה דינמי.

שילוב עם 5G Networks

אחד המגמות הבולטות ביותר הוא שילוב חלק של עקרונות CDMA בתוך 5G NR.המכשירים הבאים שחררו 15 ושחררו את אותה תמיכה עבור FLT:0spread-spectrum-spectrum-spectrum-ofFLT:1 בתרחישים מסוימים.לדוגמה, בקישור של 5G NR, גרסה של CDMA הנקראת CDMA:2Sle-Carle-Rirdency להורדה ל-Fv-Flastation (Fal-Fal-Fal-Flast) עם מספר הסתברות נמוכה של מספר תפוצה מוגבלת ל-FvL) אשר לעתים קרובות, אשר מאפשר גישה ל-FLT (Dlink-FLT) עם מספר רב יותר מ-FLT.

תאימות אחורית נותרה דרישה קריטית עבור מפעילי המעבר מרשת CDMA2000 או WCDMA (UMTS) לרשתות 5G. על ידי שמירה על טכניקות CDMA ברשת הליבה והרדיו, מפעילי יכולים להציע שירות רציף במהלך תקופת ההגירה הרב שנתית. בפועל, תחנות בסיס 5G ניתן להגדיר כדי לתמוך במבצע סימולטי של ממשקי אוויר מרובים, כולל ערוצי CDMA מבוססי עבור קול ועלויות נמוכות של נתונים.

לקבלת מבט מעמיק יותר על שילוב 5G NR ו- CDMA, המפרטים הרשמיים של 3GPP מספקים תיאורים טכניים מפורטים.FLT:0Explore 3GPP שחררו 17 ו-18 מסמכים של LT:1 עבור התייחסות סמכותית.

טכנולוגיות היברידיות מרובות Access Technologies

(ה- CDMA טהור או טהור של DMA יש מגבלות. CDMA יכול לסבול מבעיות ליד-מרחק שבו אות חזק מחלחלים יותר חלשים, בעוד שלDMA רגיש לשגיאות סינכרוניזציה תדירות ויחס כוח שיא גבוה עד לממוצע (% 3) טכנולוגיות גישה היברידיות שמטרתן ללכוד את הטוב ביותר של שני העולמות.

במערכות היברידיות אלה, רשת הזמן של DM שכבת עם דומיין קוד.כל משתמש או שירות מוקצים קוד הפצה ייחודי, ואת האות המועבר הוא סופרפוזיציה של כל הקודים הפעילים. המקלט משתמש סינון תואם קוד כדי לחלץ את האות הרצוי, למעשה הפרדה משתמשים החפיפה בתדר ובזמן.זה מגביר את היכולת הכוללת מעבר למה שרק יכול לספק, במיוחד כאשר דפוסי התנועה הם מפזרים ובלתי צפויים.

דוגמה בולטת היא השימוש בטכניקה מרובות קוד ספורד (SCMA) ב-5G, שהיא Code-domain non-orthogonal מספר גישה (NOMA) הנגזרת מעקרונות CDMA. SCMA מפות נתונים ל- Multi-ממדיים Codebooks, ומספר משתמשים חולקים את אותם רכיבי משאבים עם מספרי קוד שונים.The המקלט מבצע ריבוי משתמשים כדי לשחזר כל אחד מיתרונותיו של SCMAC ל- 30D.

עיצובים של צ'יפסט אנרגיה-Efficient Chipset

ההתפשטות של מכשירים מופעלים סוללות, מסמארטפונים ועד חיישנים סביבתיים, מציבה פרמיה על יעילות האנרגיה.ה צ'יפס CDMA מודרני מופעל מחדש כדי להפחית את צריכת החשמל ללא הקרבה ביצועים.התקדמות ב-מתכת-פחמיטור מתכתי משלים (CMOS) טכנולוגיה המאפשרת עיבוד אותות דיגיטליים מהירים יותר (DSP) בלוקים המבצעים את הדור, קורלציה, וניתוק עם אנרגיה נמוכה יותר, בנוסף למתח נמוך יותר (DS) כדי להפעיל שבבים (D) בתדירות נמוכה יותר).

כיוון מבטיח נוסף הוא השימוש של עיבוד עיבוד FLT:0 analog-domaineur: 1 עבור CDMA במקום להמיר אותות לדיגיטל מוקדם בשרשרת המקלט, כמה עיצובים מבצעים קוד בתחום האנלוגי באמצעות מעגלים מעבורים או גל אקוסטי משטח (SAW) קורטורים.זה מפחית באופן דרסטי את צריכת ה-Auto-codealer (ADC) – אחד של מקלטים גמישים פחות ממכשירי גלם כמו רשתות דיגיטליות.

מגמות מתפתחות שמציקו את עתיד ה- CDMA

מעבר לקידומת הטכנולוגית הליבה, כמה מגמות מתעוררות מעצבות מחדש באופן פעיל כיצד CDMA יוצב וינוהל ברשתות הדור הבא.מגמות אלה ממנף אינטליגנציה מלאכותית, ארכיטקטורות מוגדרות תוכנה וטכנולוגיות אנטנה חדשות כדי לפתוח את מלוא הפוטנציאל של CDMA.

למידה של דינמי ניהול רשת

ניהול רשת CDMA בזמן אמת היא משימה מורכבת: בקרת חשמל, הקצאת קוד, החלטות ניתוק, וביטול ההתערבות כל דורש תיאום זהיר. Machine Learning (ML) ולמידה עמוקה (DL) אלגוריתמים עכשיו מוחלים על מנת להתאים אישית וייעל את הפונקציות האלה.לדוגמה, סוכני למידה חיזוק יכולים להתאים את רמות כוח השידור עבור משתמשים בודדים כדי למקסם את הגינות ואיכות השירות, באופן דומה: קידוד FLT: אלגוריתמים מבוססי קוד פתוח וחיזוי קודים יכולים לצמצום קודים וחיזוי קודים וצמצום קודים 1.

יישום מרגש נוסף הוא (FLT:0) למידה עמוקה מבוססת רב-משתמשים גילויים של Multi-user DetectionFLT:1; מקלטי CDMA מסורתיים מסתמכים על מסננים מתאימים וביטול התערבות מוצלח, שיש להם מורכבות חישובית גבוהה ככל שמספר המשתמשים גדל.רשת עצבית המוכשרת על נתונים גדולים של אותות שהתקבלו קודים מוכר להפיץ יכול ללמוד להפריד משתמשים ביעילות רבה יותר, מתקרב ביצועים אופטימליים עם שקיפות נמוכה יותר.

יתר על כן, מודלים של ML שהוכשרו על נתונים של רשתות טלמטרי יכולים לחזות זמניים וגבולות קלים, המאפשרים ניהול משאבים פרואקטיבי וצמצום הסבירות של חיבורים שנפלו.כפי שמספר המכשירים המחוברים גדל לתוך מיליארדים, ניהול CDMA מונע על ידי ML יהיה חיוני לשמירה על איכות השירות ללא עלייה פרופורציונלית של התערבות מפעיל אנושי.

רדיו ו וירטואליזציה

טכנולוגיית רדיו מוגדרת תוכנה (SDR) מאפשרת ל- CDMA גלפורים להיות מיושמת בתוכנה על חומרה בתכנות, כגון מערך שער הניתן ל-CDC (FPGAs) או מעבדים למטרות כלליות עם ערכות הוראה וקטורת. גמישות זו קריטית עבור רשתות הדור הבא שחייבות לתמוך בטכנולוגיות גישה מרובות של רדיו בו זמנית.

רשתות גישה רדיו וירטואליות (vRAN) מרחיבות את הרעיון הזה על ידי הפעלת פונקציות עיבוד בסיס על שרתים מסחריים מחוץ ל-Half במרכז או במקומות ענן. ב- vRAN, CDMA-specific PHY ו- MAC עיבוד שכבתי ניתן מיידית כמו פונקציות רשת וירטואליות (VNFs) כי באופן משמעותי זה מקטין את עלויות החומרה ומאפשר פריסה מהירה יותר של תכונות חדשות, כגון הקצאה דינמית או התאמה לממשק פתוח.

SDR גם מעצימה את ההסתברות המהירה של תוכניות מבוססות CDMA חדשים. חוקרים יכולים לבחון קודים חדשים להפיץ, גלמות היברידית, וגלאי משתמשים רבים בסביבות בעולם האמיתי ללא ייצור שבבי צ'יפס מותאם אישית.זה מאיץ את המחזור ממחקר להתאמה, ומבטיח כי CDMA נשאר מועמד קיימא עבור 6G.

מערכות MIMO ו- Advanced Antenna Systems

Massive MIMO (multiple-input מרובות- ⁇ ) משתמשת במערך של עשרות או מאות אלמנטים אנטנה כדי ליצור דבורים צרות שיכולות להפריד באופן מרחבי משתמשים.כאשר בשילוב עם CDMA, הממד המרחבי מוסיף שכבה חדשה של גישה מרובה: בנוסף לחלוקת קוד, משתמשים יכולים להיות מופרדים בחלל.

Massive MIMO גם משפר את הכיסוי והאמינות של CDMA.על ידי יצירת סמנים גבוהים כלפי כל משתמש, היחס יעיל של אות-לא-מסה הוא מואץ, תוך ניכוי שיפור הרעש הטבוע של אותות פרוספקטומטיים.בפריסות מעשיות, תחנות בסיס עם 64 או 128 אלמנטים אנטנה יכולים לתמוך יד רכות עם אותות מינימליים מעל פני, כמו משתמשים נעים בין קודים ניתן להקצות קודים חדשים חלקה.

מעבר MIMO, משטחים אינטליגנטיים הניתנים להגדרה מחדש (RIS) נלמדים כדרך לתמרן את הסביבה של ה-Proagation. An RIS יכול לשקף אותות CDMA מקרי מקלטים המיועדים, ובכך ליצור ביעילות "מירר" חכם המקטין את הקידוד הרב-אופטיבי וההתערבות של ה-IoT.כאשר בשילוב עם מגוון הקוד של CDMA, RIS יכול לספק קישורים אמינים מאוד אפילו בתרחישים פנימיים או עירוניים יכולים לאפשר את זה להיות מפתח עבור רשתות.

אתגרים: הבין-היק, ביטחון ומחסור בספקטרום

למרות היתרונות הרבים שלה, CDMA ניצב בפני אתגרים הדורשים חדשנות מתמשכת.הבעיה של קרוב-מרחק, שבו האות של משתמש אחד שולט באחרים, ניתן לצמצם באמצעות בקרת חשמל מדויקת וביטול התערבות מוצלחת.עם זאת, בתרחישים מסיביים עם אלפי מכשירים, שליטה על כוח הופכת משמעותית.

אבטחה היא עוד חרב כפולה.הטבע הספקטרום של CDMA מספק רמה של אבטחה טבועה - eavesdroppers ללא ידע של קוד התפוצה לא יכול בקלות לפענח את האות.עם זאת, התקפות ג'ינג מתקדמות יכולות לשבש סינכרוניזציה קוד או אותות כוזבים.

מחסור בספקטרום נשאר אתגר עולמי, ויעילות של CDMA בתדרים משעשעים היא נכס ומגבלה. בסביבות עירוניות צפופות, רשתות CDMA חייבות לנהל בקפידה התערבות בין תאית, לעתים קרובות באמצעות שימוש בגורמים של תדירות Reuse של 1. זה הוא שבו תוכניות היברידיות והפרעות מתקדמות לזרוח.על ידי הפעלת תחנות בסיס מסובכת מלאה, אשר משדרות בו זמנית על אותו תדירות, ומשלבות עם זה עם CDMA יכולות מוכחות יותר, אם כיו, כולל יעילות של ביטולים.

The Road Ahead: CDMA's Role in 6G ו- Beyond

(ב) בהתבוננות ב- 6G, הצפויה בסביבות 2030, טכנולוגיית CDMA תתקדם ככל הנראה למה שיש כמה שיחות (FLT:0) Next-Generation Multiple AccessigFLT:1 (NGMA) NGMA שואפת לשלב קוד-דומיין, כוח-דומיין, ו-Universal-domain גישה למסגרת מאוחדת.

יתר על כן, תקשורת קוונטית עשויה לחרוג עם מערכות CDMA של CDMA קוונטית, כיום במעבדה, להשתמש במדינות קוונטיות כרצף הפצה, פוטנציאל להציע אבטחה בלתי ניתן לשבר, בעוד שחזרתיים וזיכרונות קוונטיים מעשיים עדיין רחוקים שנים, הקרקע התיאורטית מונחת.עבור יותר על ערוצי גישה מרובים קוונטיים, FLT:0npj מידע קוונטי מידע קוונטי מידע קוונטים מידע כללי 1LT באופן קבוע מפרסם מחקר רלוונטי.

לבסוף, השילוב של CDMA לתוך terahertz תקשורת נחשב.ב תדרי THz, רוחב הפס הזמין הוא עצום, וטכניקות מבט רחב יותר להיות אטרקטיבי יותר עבור הקטנת ההפסדים הגדלה החמורה וקליטת אטמוספרי. CDMA יכול לעזור למשתמשים מרובים לשתף את רוחב הפס THz ענק ביעילות תוך מתן עמידות להפרעות פסים.

מסקנה

רחוק מלהיות obsolescence, טכנולוגיית CDMA עוברת סיור מונע על ידי שילוב עם 5G ו 6G מפת דרכים מפתות, תוכניות גישה היברידית, ניהול אינטליגנטי באמצעות מכונה, וחידושים מתקדמים כגון רדיוים המוגדרים תוכנה ומערךי MIMO מסיביים מדגישים כי CDMA נשאר חזק, הסתגלות, אבטחה-הגנה של רכיבים של מחנכים עתידיים, אבל פיתוח מאובטח יותר, לא מאובטח יותר, אלא גם רשתות אבטחה אלה.