Multiplexarea prin diviziune de cod: lucru, tipuri și aplicații

Multiplexarea este o tehnică folosită pentru a transmite mai multe semnale analogice sau digitale printr-o legătură de comunicații, cum ar fi un cablu radio sau fibră optică, într-un singur semnal compozit. Odată ce acest semnal compus ajunge la destinație, atunci este demultiplexat. Deci, demultiplexorul împarte semnalul înapoi la semnalele originale și le emite în linii separate în scopul altor operațiuni. Există diferite tipuri de tehnici de multiplexare, cum ar fi FDM , PDM, TDM , CDM, SDM & WDM . Acest articol discută unul dintre tipurile de tehnici de multiplexare; multiplexarea prin diviziune de cod sau CDM – lucrul cu aplicații.

Ce este multiplexarea prin diviziune de cod?

Termenul CDM înseamnă „Diviziune de cod multiplexarea ” și este o tehnică de multiplexare în care diverse semnale de date sunt îmbinate pentru transmisie instantanee peste o bandă de frecvență comună. Odată ce această tehnică de multiplexare este utilizată pentru a permite mai multor utilizatori să transmită un singur canal de comunicații, atunci această tehnică este cunoscută sub numele de acces multiplu CDMA sau diviziune de cod.

Diagrama de multiplexare a diviziunii codului

Multiplexarea prin diviziune de cod pur și simplu alocă un cod unic fiecărui canal, astfel încât fiecare canal să poată utiliza un spectru similar în același timp. CDM utilizează comunicarea cu spectru împrăștiat în care un semnal în bandă îngustă este transmis pe o bandă de frecvență mai mare sau pe diferite canale prin diviziune. Nu limitează frecvențele lățimii de bandă sau semnalele digitale, deci este mai puțin vulnerabil la interferențe și oferă astfel o capacitate mai bună de comunicare a datelor și o linie privată mai sigură.

Diagrama de multiplexare a diviziunii de cod este prezentată mai jos. Următoarea figură prezintă modul în care toate canalele utilizează o frecvență similară simultan pentru transmisie. CDM utilizează tehnica spectrului împrăștiat în domeniul comunicațiilor fără fir, deoarece fiecare canal este codificat astfel încât spectrul său să fie transmis pe o zonă mult mai largă decât cea utilizată de semnalul original.

Chiar dacă difuzarea spectrului poate părea defectuoasă din punct de vedere spectral, deci nu este cazul, deoarece toți utilizatorii transmit același spectru. Acest CDM este folosit frecvent pentru telefoanele mobile, deoarece oferă mai multă flexibilitate în situațiile multiutilizator.

CDM folosește tehnologia cu spectru extins pentru a preveni interceptarea și blocarea transmisiilor de către inamici. Deci, într-un spectru răspândit, un semnal de date este transmis pe o anumită gamă de frecvențe într-un spectru de frecvență alocat. Spectrul extins utilizează semnale de zgomot de bandă largă care sunt foarte greu de observat, interceptat sau demodulat. În plus, semnalele cu spectru extins sunt foarte greu de blocat în comparație cu semnalele de bandă îngustă. Această multiplexare este, de asemenea, foarte sigură, deoarece nu este ușor să interceptați sau să blocați semnalul în vederea naturii codificate.

În sistemul CDM, componentele necesare precum codificatorul și decodorul sunt situate la capetele emițătorului și receptorului. Codificatorul de la transmițător transmite spectrul de semnal peste o gamă mult mai largă decât cea mai mică lățime de bandă necesară pentru transmisie printr-un cod unic. Deci, decodorul de la receptor folosește un cod similar pentru compresia spectrului de semnal și recuperarea datelor.

Există multe metode care sunt utilizate pentru codificare, în funcție de faptul dacă este finalizată în domeniul timpului, domeniul spectral sau în alt mod ambele. Codurile utilizate sunt bidimensionale, în timp ce timpul și frecvența sunt în cauză. Codurile din domeniul timpului cuprind codificarea secvenței directe, precum și saltul în timp. Codurile spectrale sunt implementate cu faza sau amplitudinea diferitelor componente spectrale.

Funcționarea multiplexării prin diviziune de cod este că un singur bit poate fi transmis prin modularea unei secvențe de elemente de semnal la diferite frecvențe într-o anumită ordine. Deci frecvențele diferite pentru fiecare bit sunt cunoscute sub denumirea de rata de cip. Dacă biți unici sau multipli sunt transmisi la o frecvență similară, atunci este cunoscut ca salt de frecvență . Deci, acest lucru se va întâmpla doar odată ce rata cipului este sub „1”, deoarece este raportul dintre frecvență și bit. Receptorul din partea de recepție decodifică un zero sau un bit prin simpla verificare a frecvențelor în ordinea corectă.

Cum funcționează multiplexarea diviziunii de cod?

Multiplexarea prin diviziune de cod funcționează prin alocarea unei serii de biți cunoscuți sub numele de cod de răspândire fiecărui semnal pentru a diferenția un semnal de altul. Acest cod de răspândire este îmbinat cu semnalul original pentru a genera un nou flux de date codificate, după care este transmis pe un mediu partajat. După aceea, un demux care cunoaște codul poate prelua semnalele originale prin scăderea pur și simplu din codul de răspândire care se numește răspândire.

CDMA

CDMA înseamnă „Code-Division Multiple Access” și este un tip de multiplexare, care permite numeroaselor semnale să ocupe un singur canal de transmisie și optimizează utilizarea lățimii de bandă accesibile.

Sistemul CDMA este extrem de diferit în comparație cu multiplexarea în frecvență și timp. Deci, în acest tip de sistem, un operator are dreptul de intrare pe toată lățimea de bandă pentru întreaga perioadă. Principiul fundamental este că diferite coduri CDMA sunt utilizate pentru a diferenția între diferiți utilizatori. Această tehnologie CDMA este utilizată în sistemele de telefonie mobilă UHF (frecvență ultra-înaltă) în benzile de 800 MHz și 1,9 GHz.

Caracteristicile CDMA includ în principal următoarele.

• CDMA permite unui număr de utilizatori să se conecteze la o oră specificată și astfel oferă date îmbunătățite, precum și capacitate de comunicare vocală.
• Într-un sistem CDMA, nu există limită pentru numărul de utilizatori, deși atunci când numărul de utilizatori crește, performanța se va degrada.
• Un sistem CDMA elimină zgomotul și interferențele și îmbunătățește calitatea rețelei.
• Transmisiile utilizatorului pot fi codificate în coduri distincte și unice de către CDMA pentru a-și proteja semnalele.
• În CDMA, un spectru complet este utilizat prin toate canalele.
• Toate celulele din sistemele CDMA pot utiliza o frecvență similară.

Avantaje și dezavantaje

The avantajele multiplexării prin diviziune de cod includ următoarele.

• Calitatea semnalului este mai bună.
• Protejează de interferențe și atingeri, deoarece expeditorul și receptorul cunosc doar codul de răspândire.
• Este mult protejat de hackeri.
• Adăugarea de utilizatori este simplă și fără limită pentru numărul de utilizatori.
• Lățimea de bandă mare a semnalului scade fading-ul multipath.
• Utilizarea eficientă a unui anumit spectru de frecvență.
• Distribuția resurselor este flexibilă.
• Este foarte eficient.
• Nu are nevoie de nicio sincronizare.
• În această multiplexare, un număr de utilizatori pot împărți aceeași lățime de bandă.
• CDM este scalabil.
• Este compatibil cu alte tipuri de tehnologii celulare.
• Utilizează eficient un spectru de frecvență fixă.
• Interferența este redusă datorită cuvintelor de cod diferite atribuite fiecărui utilizator.
• Securitate îmbunătățită, rezistență la interferențe și bruiaj și utilizarea eficientă a lățimii de bandă. Tehnica cu spectru extins CDMA face mai dificilă interceptarea semnalului pentru un interceptator, iar codurile unice de răspândire îl fac rezistent la interferențe și bruiaj.

Dezavantajele multiplexării prin diviziune de cod includ următoarele.

• Când numărul de utilizatori crește, atunci calitatea generală a serviciilor va fi scăzută.
• Apare problema aproape-departe.
• Are nevoie de sincronizare de timp.
• În CDM, lățimea de bandă transmisă a fiecărui utilizator este mărită decât viteza datelor digitale a sursei.
• Rata de transmitere a datelor este scăzută.
• CDM este complex.

Aplicații

The aplicații ale multiplexării prin diviziune de cod includ următoarele.

• CDM este utilizat pe scară largă în așa-numitele comunicații wireless 3G de a doua generație (2G) și a treia generație. Tehnologia este utilizată în sistemele de telefonie celulară de ultra-înaltă frecvență (UHF) în benzile de 800 MHz și 1,9 GHz. Aceasta este o combinație de conversie analog-digitală și tehnologie cu spectru răspândit.
• Tehnica de rețea CDM este utilizată pentru a combina mai multe semnale de date pentru transmisie simultană peste o bandă de frecvență comună.
• Acest multiplexare este utilizat pe scară largă în comunicațiile wireless de a doua și a treia generație.
• Este utilizat în sistemele de telefonie celulară UHF (frecvență ultra-înaltă) în benzile de 800 MHz și 1,9 GHz. Deci, aceasta este o combinație între conversie analog-digitală și tehnologia cu spectru răspândit.

Î: Cum este utilizat CDMA în rețelele celulare?

R: CDMA este utilizat pe scară largă în rețelele celulare 3G și 4G, precum și în rețelele locale fără fir (WLAN). Tehnologia permite mai multor utilizatori să partajeze aceeași bandă de frecvență, crescând capacitatea rețelei și oferind o calitate mai bună a apelurilor.

Î: Poate fi utilizat CDMA în comunicațiile prin satelit?

R: Da, CDMA poate fi utilizat în comunicațiile prin satelit, deoarece permite transmiterea simultană a mai multor semnale pe o lățime de bandă limitată. Acest lucru îl face o alegere populară în situațiile în care un număr mare de semnale trebuie transmise simultan, cum ar fi în comunicațiile prin satelit.

Î: Care este diferența dintre CDMA cu secvență directă și CDMA cu salt de frecvență?

R: CDMA cu secvență directă (DS-CDMA) modulează unda purtătoare a semnalului folosind o secvență binară pseudoaleatorie ca cod de răspândire, în timp ce CDMA cu salt de frecvență (FH-CDMA) transmite semnalul pe o frecvență diferită în momente diferite, iar receptorul folosește saltul. model pentru a reconstrui semnalul original.

Î: Cum este utilizat CDMA în rețelele celulare?

R: CDMA este utilizat pe scară largă în rețelele celulare 3G și 4G, precum și în rețelele locale fără fir (WLAN). Tehnologia permite mai multor utilizatori să partajeze aceeași bandă de frecvență, crescând capacitatea rețelei și oferind o calitate mai bună a apelurilor.

Î: Poate fi utilizat CDMA în comunicațiile prin satelit?

R: Da, CDMA poate fi utilizat în comunicațiile prin satelit, deoarece permite transmiterea simultană a mai multor semnale pe o lățime de bandă limitată. Acest lucru îl face o alegere populară în situațiile în care un număr mare de semnale trebuie transmise simultan, cum ar fi în comunicațiile prin satelit.

Î: Care este diferența dintre CDMA cu secvență directă și CDMA cu salt de frecvență?

R: CDMA cu secvență directă (DS-CDMA) modulează unda purtătoare a semnalului folosind o secvență binară pseudoaleatorie ca cod de răspândire, în timp ce CDMA cu salt de frecvență (FH-CDMA) transmite semnalul pe o frecvență diferită în momente diferite, iar receptorul folosește saltul. model pentru a reconstrui semnalul original.

Astfel, este vorba despre o privire de ansamblu asupra diviziunii codului multiplexare – lucru cu avantaje, dezavantaje și aplicații. În CDM, diferite semnale de date sunt îmbinate pentru transmisie peste o bandă de frecvență comună simultan. Odată ce această tehnică de rețea CDM este utilizată pentru a permite multor utilizatori să transmită un singur canal de comunicații, atunci această tehnologie este cunoscută ca CDMA sau acces multiplu prin diviziune de cod (CDMA). Iată o întrebare pentru tine, ce este FDM?