Kablosuz ağ modern iletişim altında, ancak bu meydan okumayı doğrudan ele alan dönüştürücü bir teknoloji ile karşı karşıyalar: Elektromanyetik müdahale (EMI) EMI'nin artan etkilerini dramatik bir şekilde azalttı, sinyal açıklıklarını ve ağ güvenilirliğini korumak için kritik hale geldi.Bu makale CDMA'nin EMI-kapılı kablosuz sistemleri arkasındaki mekanizmaları araştırıyor.
Kablosuz Ağlarda Elektromanyetik Müdahaleyi Anlamak
Elektromanyetik müdahale, EMI'nin performansına veya iletişim kanalına göre ortaya çıkan dış kaynak tarafından yaratılan rahatsızlıklara işaret eder: yakın bir elektrik devrelerinin veya iletişim kanalının performansı. Kablosuz ağlarda, EMI, hedefli iletimlerle örtüşen istenmeyen sinyaller olarak ortaya koyar ve veri yolsuzluğuna neden olur, EMI'nin kaynaklarından dolayı azaltılır.
EMI genellikle iki yol boyunca kablosuz bir sisteme girer: müdahale (güç veya sinyal kabloları aracılığıyla geçiş) ve yönlendirilmiş müdahale (görünmüş hava dalgaları ile yaygınlaştırılır). radyo-fren iletişim için, radiated müdahale birincil endişedir.Bu, batarya hayatını ve daha yüksek geri dönüşüm oranları olabilir.
Kablosuz standartlar dijital analogdan geliştikçe, kanal müdahale ve sınırlı ⁇ verimliliğine olan ihtiyaçlar. AMPS (Advanced Mobile Phone System) gibi analog sistemler, sabit kanal atamaları ile çoklu erişim (FDMA) ile birden çok erişime dayanıyordu.
Birden Çok Access Tekniklerinin Evrimi
FDMA ve TDMA'dan CDMA'ya
Erken hücresel ağlar FDMA'yı kullandı, her çağrı ayrı bir frekans grubu kapsadı. Basit olsa da FDMA önemli EMI zorluklarıyla karşı karşıya kaldı: bitişik kanallar, özellikle de ağır yük koşulları altında, ve frekans yeniden kullanılabilir hale getirilmesi için dikkatli bir planlama gerektirir. Zaman-division multiple access (TDMA), GSM'de kullanılan, her frekansı zaman slotlara ayırarak .Ancak TDMA sistemleri hala zaman alana karşı savunmasızdı.
CDMA, bir paradigma değişikliği temsil etti. Kullanıcılara frekansı veya zaman vererek, CDMA, tüm kullanıcıların tüm tahsis edilen bant genişliği üzerinde aynı anda iletmelerine izin veriyor.Her kullanıcının sinyali eşsiz bir yayılma kodu kullanarak geniş bir frekans aralığında yayılıyor ve alıcı, aynı kodu sadece CDMA'nin EMI-reterli gücü ortadan kaldırmak için kullanıyor.
CDMA Elektromanyetik Interference Nasıl Azaltır
Spectrum Fundamentals
İki ana yay spektrumu CDMA'da kullanılır: doğrudan dizi (DS-CDMA) ve frekans umut verici (FH-CDMA) DS-CDMA, IS-95 ve CDMA2000'de kullanılan, yüksek düzey bir plies her veriyi alıcıya geri göndermenin ardından, istenen sinyalin bantlı veya benzeri olmayan bir faktör tarafından genişletilmesi anlamına gelir.
Frekans-hopping CDMA, daha önce askeri sistemlerde kullanılmış ve daha sonra Bluetooth ve bazı aküsüz telefonlar için adapte edilmiş, taşıyıcı frekansı doğru bir şekilde sahtekar veya kesintiye uğramak için sinyal zorlaştırır ve aynı zamanda doğal EMI mitigation sağlar: Eğer bir frekansta varsa, reklam cep telefonu hızla doğrudan doğruya doğru hareket eder.
Benzersiz Kullanıcı Kodlama ve Orthogonalite
DS-CDMA'da, her kullanıcı eşsiz bir yayılma dizisi olarak atanır, genellikle Walsh kodları ileriye dönük bağlantı için (tablok istasyonu mobile) ve PN kısa kodları ters bağlantı için döndürür.Bu diziler gürültü benzeri müdahale olarak yayılır ve görünür.Bu veya sonluluk, alıcının aynı anda yıkıcı sinyal reaksiyonunu paylaşmasına izin verdiğinde, diğer kullanıcıların sinyalleri aynı anda aynı frekansı aynı zamanda yayılmaya devam eder.
İşlem, EMI faydasını açıklığa kavuşturuyor: İstenen sinyale eşit güç kazandırıyor, daha yüksek bir işlem kazancı, hem dar bant hem de geniş bir müdahaleye karşı daha yüksek baskı sağlar. pratik CDMA sistemlerinde, bu genellikle 20 dB'yi aşıyor, yani istenen bir ara sinyalinin orijinal enerji kanallarından% 1'inden daha az azaltıldığı anlamına geliyor.
Bir Interference Management Tool olarak güç kontrolü
CDMA'nın EMI azaltma stratejisinin kritik bir bileşeni hızlı ve doğru bir güç kontrolüdir. Bir CDMA hücresinde, tüm mobiller aynı frekansta iletilir. Güç kontrolü olmadan, farklı mobil istasyonlara yakın bir mobil, "near-farklı" problemine neden olabilir. Bu, her mobili ayarlayan kapalı-loop gücü kontrollerini doğrudan diğer kullanıcıların kullandığına yardımcı olur.
EMI Azaltımı için CDMA'nın Avantajları
- [FONT:0)Enhanced Signal Clarity:[Döntilmiş) Bu sonuçlar her kullanıcı için istenen sinyale eklenerek, diğer tüm CDMA kullanıcılarından daha az ses aramalarını ve daha düşük hata oranlarına işaret eder.
- [[Dönetici:0)Gelişmiş Kapasite:[Dönetici:[Dönetici:0)[değiştir | kaynağı değiştir] çünkü CDMA sabit frekans veya zaman slotlarına güvenmiyor, sistem kapasitesi, agresyon seviyesi ile sınırlıdır - "yumuşak" kapasiteye sahip olmak için, aniden bir miktar müdahaleye sahip değildir.
- [[Düzücü Güç Gereksinimleri:[Dönetici: 0,3) Düşük Güç seviyelerindeki Mobile terminalleri, düşük aktarma seviyelerinde çalışabilir, çünkü yayılma kazançları alıcıda etkili sinyal gücünü artırır. Low aktarma gücü her cihazın elektromanyetik ayak izi azaltır, her iki batarya hayatını ve genel EMI seviyelerini çevreye fayda sağlar.
- [[Dönetici:0)Better Frekans Reuse:[Dönetici: [DFLT:1) FDMA sistemleri, genellikle 7 veya daha yüksek bir yeniden kullanılabilir bir doz faktörü kullanarak, farklı hücreler arasındaki yeterli izolasyonu sağlar ve karmaşık frekans atamasını azaltır.
- [FONT:0]Graceful Degradasyon: CDMA'da, kullanıcıların sayısı arttıkça, gürültü zemini yavaş yavaş yavaş yükselir ve çağrılıştan ziyade kaliteli degradlar aramaktadır. Bu özellik, sistem, hızla yüksek EMI altında çalışmaya devam edebilir, performansı azaltılabilir.
Kablosuz Ağ Performansı Üzerine Etkisi
1990'ların sonlarında CDMA teknolojisi ve 2000'lerin benimsenmesi temel olarak iki temel istasyonla iletişim kurmanın performansını geliştirdi, özellikle de TDMA sistemlerinde yüksek boşluklarda ve yoğun cihaz kullanımı, yakın zamanda yüksek EMI çağrılarında ve ses kalitesi ile belirgin gelişmeler gördü.
Veri hizmetleri de faydalandı. IS-95B ve daha sonra CDMA2000 1xEV-DO standartları, veri oranlarının 1.3.1 Mbps'ye kadar desteklendi, Wi-Fi cihazları ve diğer değersiz spektrumlu spektrum kullanıcılarının karşı dayanıklı performans sağlarken, CDMA'nin daha büyük cep telefonlarında (projektif kullanımdan elde edilen bütçeye daha iyi bağlantı bütçesine) gerekli olan altyapı maliyetlerini azalttı.
Ağ performansında önemli bir ölçüm, çerçeve hatası oranı (FER) CDMA sistemleri sürekli olarak TDMA sistemleri ile karşılaştırıldığında, erken 3G ağları ve görev-kırıklama uygulamaları sayesinde, genel güvenlik iletişim gibi daha az sayıdaki müdahaleyi yayarlar.
CDMA Beyond 3G: Legacy and Modern Relevance
CDMA tarafından desteklenen ilkeler geride bırakılmadı. Dördüncü nesil (LTE) ve beşinci nesil (5G) ağlar öncelikle verilerin bir kısmını veya alt sürümdeki (OFDMA) benzer bir müdahale sunuyor, ancak yüksek bant genişliği için CDMA'nın enerji kontrolünü ve yumuşak devretme kavramlarını daha da genişletiyor.
Örneğin, LoRaWAN, uzun vadeli, düşük güç iletişimi ile mükemmel EMI bağışıklık ile elde etmek için bir tür kullanır. Benzer şekilde, birçok uydu ve askeri iletişim sistemleri, anti-jamming ve düşük olasılıklarını engellemeye devam ediyor.
Daha fazla okuma için, yay spektrum ve müdahale yönetimi, Wikipedia makalesini kablosuz bağlamda görüyoruz.) Bu kaynaklar, CDMA'nın müdahale azaltmada önemli olan matematiksel ve mühendislik ilkelerine daha derin bir bakış sağlar.).
Sonuç: Kablosuz Tasarımda CDMA'nın Son Etkisi
CDMA'nın kablosuz ağlardaki elektromanyetik müdahaleyi azaltma katkısı, kendi dağıtım yaşam döngüsünün çok ötesine uzanır.En az karşılıklı müdahale ile aynı frekans bantını paylaşmanın sadece mümkün değil, çok verimli, CDMA, mühendislerin çoklu erişim ve EMI yönetimine nasıl yaklaştığını yeniden şekillendirir.
1990'larda IoT bağlantılarını dirençli hale getirmek için daha net ses aramalarından, CDMA'nın mirası, kablosuz iletişimin en temel zorluklarından birine karşı kodlamanın ve yayılmanın bir parçası olarak ortaya çıkıyor: bağlantılı cihazların sayısı büyüdükçe ve spektrumu daha kalabalık hale getiren gürültü ve müdahale, CDMA'nin aracının sağlam, müdahale ağları için temel bir parçası olarak kalacaktır.