Розуміння технології CDMA

Code Division Кілька Access (CDMA) є методом доступу каналу, який дозволяє багаторазовим передавачам надсилати інформацію одночасно над одним каналом зв'язку. Замість поділу каналу за частотою (FDMA) або часом (TDMA), CDMA поширюється кожен сигнал над широкою частотою діапазону за допомогою унікального розширюючого коду. Ця технологія була оброблена в 1990-х роках від Qualcomm і стала спинбеоном 2G (IS-95) і 3G (CDMA2000, WCDMA) стільникових мереж по всьому світу. Основні переваги включають в себе властиву безпеку через розділ коду, надійну стійкість до перешкод і ефективне використання радіоспектажу при кількості активних користувачів висока. Навіть як промисловість, що переходить до 5G, і до стандартів CDMA

Роль CDMA в IoT та Smart Devices

Інтернет речей (IoT) вимагає підключення до мільярдів пристроїв, багато з яких вимагають низької потужності, тривалий термін служби батареї і надійне спілкування в складних середовищах. Хоча нові технології, такі як NB-IoT, LTE-M, 5G NR призначені спеціально для IoT, інфраструктури спадкових даних CDMA все ще обслуговує мільйони існуючих пристроїв. Його сильний шифрування і можливість обробляти багато з'єднань з низькою ціною роблять його придатними для конкретних випадків використання, особливо в регіонах, де мережі CDMA залишаються активними. Смарт пристрої, такі як трекери активу, комунальні лічильники, промислові датчики можуть важільне екосистема CDMA для безпечного передачі даних без необхідності повного доступу до нових міграційних технологій.

Як CDMA Диференціали з компетуючих технологій

При оцінці CDMA для IoT важливо його контрастності з альтернативами. LTE-M і NB-IoT, наприклад, вбудовані на рамку 4G LTE і пропонують більш високу підтримку щільності масивного пристрою і розширене покриття в глибоких приміщеннях. 5G NR вводить ультранадійне малодоступне спілкування (URLLC) і масове сполучення машинного типу (mMTC). CDMA, з іншого боку, було оптимізовано для голосових і низьких даних в 3G епоху. Його спектральна ефективність і споживання енергії є менш передовими, ніж сучасні рішення, але його простота і перевірена надійність залишаються цінними в нішевих додатках, де оновлення інфраструктури є економічно вигідною.

Поточні програми CDMA в IoT

Незважаючи на глобальний зсув до LTE і 5G, CDMA продовжує працювати кілька важливих розгортання Інтернету речей. До них відносяться:

  • Дат відстеження та управління флотом – Багато системи відстеження автомобілів в Північній Америці та частини Азії все ще працюють на мережі CDMA2000, що забезпечують дані про місцезнаходження в режимі реального часу з низьким споживанням електроенергії.
  • Smart сітки – Електричні комунальні компанії використовують модулі CDMA для читання віддалених лічильників, контролю за сітоками, зокрема в сільських районах, де обмежені широкі можливості.
  • Ремоте моніторинг і контроль – Промислове обладнання, екологічні датчики та сільськогосподарські пристрої Інтернету речей у регіонах з зрілим покриттям CDMA вигідно від його безпечної, завжди підключаючої здатності.
  • Telemetry for oil and gas – нафтогазова промисловість спирається на CDMA для свердловинного моніторингу, підйому тиску трубопроводів та аварійних відключень через надійність технології в суворих умовах.

Відкликання та виклики CDMA для сучасного Інтернету

В той час як CDMA добре попрацював, кілька чинників обмежують свою майбутній вплив на екосистему IoT:

  • ]Протипоказання трафіку] – мережі CDMA зазвичай пропонують дані нижче 3 Мбіт/с, недостатньо для відео високої роздільної здатності, в режимі реального часу телемедицини або інших додатків пропускної здатності.
  • Network sunset] – Основні перевізники, такі як Verizon, Sprint (нині T-Mobile), а інші анонсували або завершили відключення своїх CDMA мереж. Залишаючись покриття усадки, виробники пристроїв для перепланування обладнання для LTE або 5G.
  • Компативність з випромінюючими стандартами – CDMA не є рідним підтриманим у 4G LTE або 5G NR. Міжоперабельність вимагає дорогих шлюзів або багатомодових чіпсетів, підвищення витрат на виробництво для пристроїв Інтернету речей.
  • Витрата електроенергії – Хоча оптимізовані для голосових, CDMA модулі часто споживають більше енергії, ніж NB-IoT або Bluetooth Low Energy (BLE) альтернативи, які є критичним для пристроїв, що працюють на акумуляторі, пристрої Інтернету, очікувані останні роки без заміни.
  • Прогностування для масивного Інтернету] – Сучасні мережі mMTC можуть підтримувати до одного мільйона пристроїв на квадратний кілометр, щільність CDMA ніколи не була призначена для обробки.

The Future Outlook: CDMA в 5G і NB-IoT світ

Майбутнє CDMA в IoT не про розширення, але про витончену співіснування і важіль її решту значення. Як мережа 5G стає ubiquitous, CDMA, ймовірно, буде служити технологією знеболювання для конкретних верств, які не можуть відразу мігрувати через капітал обмежень або нормативні вимоги. У регіонах, де мережі CDMA залишаються операційними, наприклад, частини Латинської Америки, Індії, Африки, і Африки, продовжує надавати базову підключення для пристроїв Legacy IoT принаймні за десять років. Однак тенденція галузі є нерівноважною: нові конструкції повинні ціль LTE-M, NB-IoT, або 5G NR.

Час очікування

Компанія Verizon завершила свою роботу на компакт-диску, яка завершила свою роботу на 2022 році, а мережа CDMA (на спадок від Sprint) була декомплуатована в 2023 році. Інші оператори Азії та Європи мають аналогічні строки. Це означає, що будь-яке розгортання Інтернету речей на CDMA необхідно мати чіткий шлях міграції, щоб уникнути переривання служби. Виробники Chipset, як Qualcomm, як правило, не припинялися модулі CDMA-only, додатково прискорюючи перехід.

Потенційні розробки та гібридні моделі

Хоча CDMA як окрема технологія доступу є захопленням, його основні принципи адаптовані для локальних мереж Інтернету речей. Деякі напрямки дослідження:

  • Hybrid мережі, що поєднує CDMA з LTE/5G – Деякі приватні промислові мережі використовують CDMA як безпечне накладання для критичних сигналів управління, а також релігування на LTE для швидкісних даних. Цей підхід зберігає інвестиції в існуючу інфраструктуру, дозволяючи поступовому міграції.
  • Проекти безпеки для пристроїв Інтернету речей – Розповсюдження-коду, що використовується в CDMA, забезпечує форму фізичного рівня безпеки. Дослідники застосовуються подібні техніки до 5G NR, щоб захистити від загартування та гасіння в задачі-критичні додатки IoT.
  • ]Low-power, широко-area (LPWA) розширення CDMA - Стандарти кузовів розглядаються вузькі версії CDMA для IoT, аналогічні як NB-IoT, що генерується з LTE. Хоча немає комерційних розгортань існують, концепція залишається академічно актуальною для ультранизькіх сенсорних мереж.
  • Інтеграція з супутниковим інтернетом – резилітація CDMA для втручання робить його кандидатом на прямий супутник підключення Інтернету речей, де тисячі пристроїв повинні спілкуватися одночасно з супутниками низької землі (LEO). Компанії, такі як Skylo і Astrocast використовують хвилі CDMA в своїх супутниках IoT.

Навчальні дослідження для студентів та викладачів

Розуміння CDMA не просто історичне вправо. Його математичні основи — спектр, коди Вальса та контроль потужності — основні знання для бездротових інженерів. Студенти, які вивчають підключення Інтернету речей, повинні сприймати, чому CDMA вдалося в 3G, які уроки були навчені для 4G та 5G, і як майбутні системи можуть переслуховувати свої концепції. Навчальні матеріали можуть виділитися між CDMA та ортогонально-частотно-диверсійного доступу (OFDMA) (OFDMA) використовується в LTE та 5G, підкреслюючи, що жодна технологія не оптимальна для всіх випадків використання Інтернету речей.

До послуг студентів:

Висновок

Технологія CDMA не призведе до наступного хвилі інновацій Інтернету речей, але його спадщина далеко від необоротного. Як промисловість відштовхує до 5G і за її межами, уроки, які навчаються CDMA—Secure мультиплексування, ефективність спектру під навантаженням, а витончене деградація — припинення інформування дизайнерських рішень. Для існуючих розгортання IoT на CDMA мережі, необхідна добре планована міграція LTE-M або NB-IoT. Для нових проектів з підключення до комп'ютерних пристроїв CDMA слід розглядати лише в дуже специфічних ніших сценаріях, де інфраструктура диктує вибір. освічені та студенти будуть добре працювати, де CDMA не як реліктовий світ, але і як блогерметикційний блокує, але і як і як і як і як і як і раніше.