A multiplexelés olyan technika, amellyel több analóg vagy digitális jelet továbbítanak egy kommunikációs kapcsolaton, például rádióhullámú vagy optikai kábelen keresztül egyetlen összetett jellé. Amint ez az összetett jel eléri a rendeltetési helyét, demultiplexelésre kerül. Tehát a demultiplexer visszaosztja a jelet az eredeti jelekre, és külön sorokba adja ki azokat egyéb műveletek céljából. Különféle multiplexelési technikák léteznek, mint pl FDM , PDM, TDM , CDM, SDM és WDM . Ez a cikk a multiplexelési technikák egyik típusát tárgyalja; kódosztásos multiplexelés vagy CDM – alkalmazásokkal való munka.
Mi az a kódosztásos multiplexelés?
A CDM kifejezés a „kódfelosztást” jelenti multiplexelés Ez egy multiplexelési technika, ahol különböző adatjeleket egyesítenek a pillanatnyi átvitel érdekében egy közös frekvenciasáv felett. Ha ezt a multiplexelési technikát arra használjuk, hogy több felhasználó egyetlen kommunikációs csatornát továbbítson, akkor ezt a technikát CDMA vagy kódosztásos többszörös hozzáférésnek nevezik.
Kódosztásos multiplexelési diagram
A kódosztásos multiplexelés egyszerűen egy egyedi kódot oszt ki minden csatornához, így minden csatorna egyidejűleg hasonló spektrumot tud használni. A CDM szórt spektrumú kommunikációt használ, amelyben a keskeny sávú jelet egy nagyobb frekvenciasávon vagy különböző csatornákon továbbítják felosztással. Nem korlátozza a sávszélesség-frekvenciákat vagy a digitális jeleket, így kevésbé érzékeny az interferenciára, így jobb adatkommunikációs kapacitást és biztonságosabb magánvonalat biztosít.
A kódosztásos multiplexelés diagramja az alábbiakban látható. A következő ábra azt mutatja be, hogy az összes csatorna egyidejűleg hogyan használ hasonló frekvenciát az átvitelhez. A CDM a szórt spektrum technikát használja a vezeték nélküli kommunikációs tartományban, mivel minden csatorna kódolt, így a spektruma sokkal szélesebb területen sugároz, mint amit az eredeti jel használ.
Bár a spektrum sugárzása spektrális szempontból hibásnak tűnhet, ez nem így van, mivel minden felhasználó ugyanazt a spektrumot sugározza. Ezt a CDM-et gyakran használják mobiltelefonokhoz, mert nagyobb rugalmasságot biztosít többfelhasználós helyzetekben.
A CDM szórt spektrum technológiát használ, hogy megakadályozza az ellenség elfogását, valamint az adások zavarását. Tehát egy szórt spektrumban egy adatjelet egy bizonyos frekvenciatartományon továbbítanak egy kijelölt frekvenciaspektrumban. A szórt spektrum széles sávú zajjeleket használ, amelyeket nagyon nehéz észrevenni, elfogni vagy demodulálni. Ezenkívül a szórt spektrumú jeleket sokkal nehezebb zavarni, mint a keskeny sávú jeleket. Ez a multiplexelés azért is nagyon biztonságos, mert nem könnyű elkapni vagy zavarni a jelet a kódolt természetnézetben.
A CDM rendszerben a szükséges alkatrészek, mint például a kódoló és a dekódoló az adó-vevő végén találhatók. Az adónál található kódoló a jelspektrumot sokkal szélesebb tartomány felett továbbítja, mint az egyedi kódon keresztüli átvitelhez szükséges legkisebb sávszélesség. Tehát a vevő dekódere hasonló kódot használ a jelspektrum-tömörítéshez és az adatok helyreállításához.
Számos módszert használnak a kódolásra attól függően, hogy az időtartományon, spektrális tartományon belül vagy más módon mindkettőn belül fejeződik be. A használt kódok kétdimenziósak, mind az idő, mind a frekvencia tekintetében. Az időtartomány kódjai közvetlen szekvenciális kódolást, valamint időugrást tartalmaznak. A spektrális kódok különböző spektrális komponensek fázisával vagy amplitúdójával valósulnak meg.
A kódosztásos multiplexelés működése az, hogy egyetlen bitet lehet továbbítani úgy, hogy jelelemek sorozatát különböző frekvenciákon, meghatározott sorrendben moduláljuk. Tehát az egyes bitek különböző frekvenciáit chipsebességnek nevezzük. Ha egy vagy több bitet hasonló frekvencián továbbítanak, akkor ez az úgynevezett frekvenciaugrás . Tehát ez egyszerűen akkor következik be, amikor a chip sebessége 1 alá esik, mivel ez a frekvencia és a bit aránya. A vevőoldali vevő egy nullát vagy egy bitet dekódol a frekvenciák megfelelő sorrendben történő ellenőrzésével.
Hogyan működik a kódosztásos multiplexelés?
A kódosztásos multiplexelés úgy működik, hogy minden jelhez egy sor bitet rendel, amelyeket szóró kódnak neveznek, hogy megkülönböztesse az egyik jelet a másiktól. Ezt a terjesztési kódot egyesítik az eredeti jellel, hogy egy új kódolt adatfolyamot generáljanak, majd egy megosztott adathordozón továbbítják. Ezt követően egy demux, amely ismeri a kódot, lekérheti az eredeti jeleket, egyszerűen kivonva a terjesztési kódot, amelyet szétszórásnak neveznek.
CDMA
A CDMA a „Code-Division Multiple Access” rövidítése, és ez a multiplexelés egy fajtája, amely lehetővé teszi, hogy számos jel foglaljon el egyetlen átviteli csatornát, és optimalizálja a hozzáférhető sávszélesség kihasználását.
A CDMA rendszer rendkívül eltérő a frekvencia- és időmultiplexeléshez képest. Tehát az ilyen típusú rendszerben az üzemeltetőnek joga van belépni a teljes sávszélességre a teljes időszakra. Az alapelv az, hogy különböző CDMA kódokat használnak a különböző felhasználók megkülönböztetésére. Ezt a CDMA technológiát UHF (ultra-magas frekvenciájú) mobiltelefon-rendszerekben használják a 800 MHz-es és 1,9 GHz-es sávokban.
A CDMA jellemzői elsősorban a következőket foglalják magukban.
- A CDMA lehetővé teszi számos felhasználó számára, hogy meghatározott időpontban csatlakozzon, és így továbbfejlesztett adat- és hangkommunikációs kapacitást biztosít.
- A CDMA-rendszerben a felhasználók száma nincs korlátozva, bár ha a felhasználók száma növekszik, akkor a teljesítmény romlik.
- A CDMA rendszer eltávolítja a zajt és az interferenciát, és javítja a hálózat minőségét.
- A felhasználói adásokat a CDMA különálló és egyedi kódokba kódolhatja a jelek védelme érdekében.
- A CDMA-ban a teljes spektrumot az összes csatornán keresztül hasznosítják.
- A CDMA rendszerek összes cellája hasonló frekvenciát használhat.
Előnyök és hátrányok
A a kódosztásos multiplexelés előnyei a következőket tartalmazzák.
- A jel minősége jobb.
- Megvéd az interferencia és a lehallgatás ellen, mert a küldő és a vevő csak a terjesztési kódot ismeri.
- Nagyon védett a hackerekkel szemben.
- A felhasználók hozzáadása egyszerű, és nincs határ a felhasználók számára.
- A nagy jelsávszélesség csökkenti a többutas fadingot.
- Egy adott frekvenciaspektrum hatékony használata.
- Az erőforrások elosztása rugalmas.
- Nagyon hatékony.
- Nem igényel szinkronizálást.
- Ebben a multiplexelésben számos felhasználó feloszthatja ugyanazt a sávszélességet.
- A CDM méretezhető.
- Kompatibilis más típusú cellás technológiákkal.
- Hatékonyan használ fix frekvencia spektrumot.
- Az interferencia csökken az egyes felhasználókhoz rendelt különböző kódszavak miatt.
- A fokozott biztonság, az interferencia és zavarás elleni küzdelem, valamint a sávszélesség hatékony kihasználása. A CDMA szórt spektrum technikája megnehezíti a lehallgató számára a jel lehallgatását, az egyedi terjesztési kódok pedig ellenállóvá teszik az interferenciákkal és zavarokkal szemben.
A kódosztásos multiplexelés hátrányai a következők.
- Ha a felhasználók száma nő, akkor a szolgáltatás általános minősége csökken.
- Felmerül a közel-távolság problémája.
- Időszinkronizálást igényel.
- A CDM-ben az egyes felhasználók átviteli sávszélessége nagyobb, mint a forrás digitális adatsebessége.
- Az adatátviteli sebesség alacsony.
- A CDM összetett.
Alkalmazások
A kódosztásos multiplexelés alkalmazásai a következőket tartalmazzák.
- A CDM-et széles körben használják az úgynevezett második generációs (2G) és harmadik generációs 3G vezeték nélküli kommunikációban. A technológiát ultra-nagyfrekvenciás (UHF) mobiltelefon-rendszerekben használják a 800 MHz-es és az 1,9 GHz-es sávban. Ez az analóg-digitális átalakítás és a szórt spektrum technológia kombinációja.
- A CDM hálózati technikát több adatjel kombinálására használják egy közös frekvenciasáv feletti egyidejű átvitelhez.
- Ezt a multiplexelést széles körben használják a második és harmadik generációs vezeték nélküli kommunikációban.
- UHF (ultra-nagyfrekvenciás) mobiltelefon-rendszerekben használják a 800 MHz-es és 1,9 GHz-es sávokon belül. Tehát ez az analóg-digitális átalakítás és a szórt spektrum technológia kombinációja.
K: Hogyan használják a CDMA-t a mobilhálózatokban?
V: A CDMA-t széles körben használják a 3G és 4G mobilhálózatokban, valamint a vezeték nélküli helyi hálózatokban (WLAN). A technológia lehetővé teszi, hogy több felhasználó ugyanazon a frekvenciasávon osztozzon, növelve a hálózat kapacitását és jobb hívásminőséget biztosítva.
K: Használható a CDMA a műholdas kommunikációban?
V: Igen, a CDMA használható műholdas kommunikációban, mivel lehetővé teszi több jel egyidejű továbbítását korlátozott sávszélességen. Emiatt népszerű választás olyan helyzetekben, amikor nagy számú jelet kell egyidejűleg továbbítani, például a műholdas kommunikáció során.
K: Mi a különbség a közvetlen sorrendű CDMA és a frekvenciaugrásos CDMA között?
V: A közvetlen szekvencia CDMA (DS-CDMA) modulálja a jel vivőhullámát egy pszeudovéletlen bináris szekvenciát használva szórási kódként, míg a frekvenciaugrásos CDMA (FH-CDMA) a jelet eltérő frekvencián, különböző időpontokban továbbítja, és a vevő az ugrást használja. mintát az eredeti jel rekonstruálásához.
K: Hogyan használják a CDMA-t a mobilhálózatokban?
V: A CDMA-t széles körben használják a 3G és 4G mobilhálózatokban, valamint a vezeték nélküli helyi hálózatokban (WLAN). A technológia lehetővé teszi, hogy több felhasználó ugyanazon a frekvenciasávon osztozzon, növelve a hálózat kapacitását és jobb hívásminőséget biztosítva.
K: Használható a CDMA a műholdas kommunikációban?
V: Igen, a CDMA használható műholdas kommunikációban, mivel lehetővé teszi több jel egyidejű továbbítását korlátozott sávszélességen. Emiatt népszerű választás olyan helyzetekben, amikor nagy számú jelet kell egyidejűleg továbbítani, például a műholdas kommunikáció során.
K: Mi a különbség a közvetlen sorrendű CDMA és a frekvenciaugrásos CDMA között?
V: A közvetlen szekvencia CDMA (DS-CDMA) modulálja a jel vivőhullámát egy pszeudovéletlen bináris szekvenciát használva szórási kódként, míg a frekvenciaugrásos CDMA (FH-CDMA) a jelet eltérő frekvencián, különböző időpontokban továbbítja, és a vevő az ugrást használja. mintát az eredeti jel rekonstruálásához.
Így ez az egész a kódosztás áttekintéséről szól multiplexelés – működő előnyeivel, hátrányaival és alkalmazási lehetőségeivel. A CDM-ben különböző adatjeleket egyesítenek egy közös frekvenciasáv feletti átvitelhez egyidejűleg. Ha ezt a CDM-hálózati technikát arra használják, hogy sok felhasználó egyetlen kommunikációs csatornát továbbítson, akkor ezt a technológiát úgy ismerjük, mint CDMA vagy kódosztásos többszörös hozzáférés (CDMA). Íme egy kérdés, mi az az FDM?
