Multiplexing er en teknik, der bruges til at transmittere flere signaler analogt eller digitalt over et kommunikationslink som en radiobølge eller fiberoptisk kabel til et enkelt sammensat signal. Når først dette sammensatte signal når sin destination, demultiplekses det. Så demultiplexer deler signalet tilbage til de originale signaler og udsender dem i separate linjer med henblik på andre operationer. Der er forskellige typer multipleksing teknikker som FDM , PDM, TDM , CDM, SDM & WDM . Denne artikel diskuterer en af typerne af multiplekseringsteknikker; kodedelingsmultipleksing eller CDM – arbejder med applikationer.
Hvad er Code Division Multiplexing?
Udtrykket CDM står for 'Code division multipleksing ” og det er en multipleksingsteknik, hvor forskellige datasignaler slås sammen til øjeblikkelig transmission over et fælles frekvensbånd. Når først denne multipleksingsteknik er brugt til at tillade flere brugere at transmittere en enkelt kommunikationskanal, er denne teknik kendt som CDMA eller kodedelingsmultiple-adgange.
Code Division Multiplexing Diagram
Kodedelingsmultipleksingen tildeler simpelthen en unik kode til hver kanal, så hver kanal kan bruge et lignende spektrum på samme tid. CDM bruger spredt spektrum kommunikation, hvor et smalbåndssignal transmitteres over et større frekvensbånd eller på tværs af forskellige kanaler gennem division. Det begrænser ikke båndbreddefrekvenser eller digitale signaler, så det er mindre sårbart over for interferens og giver derfor bedre datakommunikationskapacitet og mere sikker privat linje.
Kodedelingsmultiplekseringsdiagrammet er vist nedenfor. Den følgende figur viser, hvordan alle kanalerne bruger en lignende frekvens samtidigt til transmission. CDM'en bruger spread spectrum-teknikken i det trådløse kommunikationsdomæne, fordi hver kanal er kodet, så dens spektrum udsendes over et meget bredere område end i brug af det originale signal.
Selvom udsendelse af spektrum kan virke fejlbehæftet ud fra et spektralt synspunkt, så er dette ikke tilfældet, da alle brugere transmitterer det samme spektrum. Denne CDM bruges ofte til mobiltelefoner, fordi den giver mere fleksibilitet i flerbrugersituationer.
CDM bruger spredt spektrum-teknologi til at forhindre fjender i at opsnappe og blokere transmissioner. Så i et spredt spektrum transmitteres et datasignal over et bestemt frekvensområde i et tildelt frekvensspektrum. Spredningsspektrum anvender bredbåndsstøjsignaler, der er meget svære at bemærke, opsnappe eller demodulere. Derudover er spread-spectrum-signaler meget sværere at jamme sammenlignet med smalbåndssignaler. Denne multipleksing er også meget sikker, fordi det ikke er let at opsnappe eller blokere signalet i dets kodede naturvisning.
I CDM-systemet er de nødvendige komponenter som koder og dekoder placeret ved sender- og modtagerens ende. Enkoderen ved senderen transmitterer signalspektret over et meget bredere område end den mindste båndbredde, der kræves til transmission gennem en unik kode. Så dekoderen ved modtageren bruger en lignende kode til signalspektrumkomprimering og datagendannelse.
Der er mange metoder, der bruges til kodning baseret på, om den er færdig inden for tidsdomænet, spektraldomænet eller på anden måde begge dele. De anvendte koder er todimensionelle, mens både tid og frekvens angår. Tidsdomænekoderne omfatter direkte sekvenskodning såvel som tidshop. Spektralkoderne implementeres med fasen eller amplituden af forskellige spektrale komponenter.
Funktionen af kodedelingsmultipleksing er, at en enkelt bit kan transmitteres ved at modulere en sekvens af signalelementer ved forskellige frekvenser i en bestemt rækkefølge. Så de forskellige frekvenser for hver bit er kendt som chiphastigheden. Hvis enkelte eller flere bits transmitteres ved en lignende frekvens, er det kendt som frekvenshop . Så dette sker simpelthen, når chiphastigheden er under '1', fordi det er forholdet mellem frekvens og bit. Modtageren på modtagersiden afkoder et nul eller en en-bit ved blot at tjekke frekvenserne i den rigtige rækkefølge.
Hvordan fungerer Code Division Multiplexing?
Kodedelingsmultipleksing fungerer ved at tildele en række bits kendt som spredningskode til hvert signal for at differentiere et signal fra et andet. Denne spredningskode fusioneres med det originale signal for at generere et nyt flow af kodede data, hvorefter det transmitteres over et delt medie. Derefter kan en demux, der kender koden, hente de originale signaler ved blot at trække spredningskoden fra, som kaldes dispreading.
CDMA
CDMA står for 'Code-Division Multiple Access', og det er en type multipleksing, som tillader adskillige signaler at optage en enkelt transmissionskanal, og det optimerer udnyttelsen af tilgængelig båndbredde.
CDMA-systemet er ekstremt anderledes sammenlignet med frekvens- og tidsmultipleksing. Så i denne type system har en operatør adgangsret til hele båndbredden i hele perioden. Det grundlæggende princip er, at forskellige CDMA-koder bruges til at skelne mellem de forskellige brugere. Denne CDMA-teknologi bruges i UHF (ultra-højfrekvente) mobiltelefonsystemer i 800 MHz- og 1,9 GHz-båndene.
Karakteristikaene for CDMA omfatter hovedsageligt følgende.
- CDMA giver et antal brugere mulighed for at oprette forbindelse på et bestemt tidspunkt og giver således forbedret data- såvel som talekommunikationskapacitet.
- I et CDMA-system er der ingen grænse for antallet af brugere, men når antallet af brugere stiger, vil ydeevnen forringes.
- Et CDMA-system fjerner støj og interferens og forbedrer kvaliteten af netværket.
- Brugertransmissionerne kan kodes til forskellige og unikke koder af CDMA for at beskytte dets signaler.
- I CDMA udnyttes et fuldt spektrum gennem alle kanalerne.
- Alle celler i CDMA-systemer kan bruge en lignende frekvens.
Fordele og ulemper
Det fordele ved kodedelingsmultipleksing omfatte følgende.
- Signalkvaliteten er bedre.
- Det beskytter mod interferens og aflytning, fordi afsenderen og modtageren kun kender spredningskoden.
- Det er meget beskyttet mod hackere.
- Tilføjelsen af brugere er enkel og uden grænser for antallet af brugere.
- Stor signalbåndbredde mindsker flervejsfadingen.
- Effektiv brug af et bestemt frekvensspektrum.
- Ressourcefordelingen er fleksibel.
- Det er meget effektivt.
- Det behøver ikke nogen synkronisering.
- I denne multipleksing kan et antal brugere opdele den samme båndbredde.
- CDM er skalerbar.
- Den er kompatibel med andre typer mobilteknologier.
- Den bruger et fast frekvensspektrum effektivt.
- Interferens mindskes på grund af forskellige kodeord, der er tildelt hver bruger.
- Den forbedrede sikkerhed, modstandsdygtighed over for interferens og jamming og effektiv brug af båndbredde. CDMAs spread spectrum-teknik gør det sværere for en aflytning at opsnappe signalet, og de unikke spredningskoder gør det modstandsdygtigt over for interferens og jamming.
Ulemperne ved kodedelingsmultipleksing omfatter følgende.
- Når antallet af brugere stiger, vil den samlede servicekvalitet blive reduceret.
- Problemet med nær-fjern opstår.
- Det kræver tidssynkronisering.
- I CDM er den transmitterede båndbredde for hver bruger forstørret end kildens digitale datahastighed.
- Dataoverførselshastigheden er lav.
- CDM er komplekst.
Ansøgninger
Det anvendelser af kodedelingsmultipleksing omfatte følgende.
- CDM er meget udbredt i såkaldt andengenerations (2G) og tredjegenerations 3G trådløs kommunikation. Teknologien bruges i ultrahøjfrekvente (UHF) mobiltelefonsystemer i 800-MHz- og 1,9-GHz-båndene. Dette er en kombination af analog-til-digital konvertering og spread spectrum teknologi.
- CDM-netværksteknik bruges til at kombinere flere datasignaler til samtidig transmission over et fælles frekvensbånd.
- Denne multipleksing bruges i vid udstrækning i andengenerations- og tredjegenerations trådløs kommunikation.
- Det bruges i UHF (ultra-højfrekvente) mobiltelefonsystemer inden for 800-MHz- og 1,9-GHz-båndene. Så dette er en kombination af både analog-til-digital konvertering og spread spectrum teknologi.
Q: Hvordan bruges CDMA i mobilnetværk?
Sv: CDMA er meget udbredt i 3G- og 4G-mobilnetværk såvel som i trådløse lokalnetværk (WLAN). Teknologien gør det muligt for flere brugere at dele det samme frekvensbånd, hvilket øger netværkets kapacitet og giver bedre opkaldskvalitet.
Q: Kan CDMA bruges i satellitkommunikation?
A: Ja, CDMA kan bruges i satellitkommunikation, da det gør det muligt at transmittere flere signaler samtidigt over begrænset båndbredde. Dette gør det til et populært valg i situationer, hvor et stort antal signaler skal transmitteres samtidigt, såsom i satellitkommunikation.
Q: Hvad er forskellen mellem CDMA med direkte sekvens og frekvenshop CDMA?
A: Direkte sekvens CDMA (DS-CDMA) modulerer signalets bærebølge ved hjælp af en pseudorandom binær sekvens som en spredningskode, mens frekvenshop CDMA (FH-CDMA) sender signalet på en anden frekvens på forskellige tidspunkter, og modtageren bruger hoppet mønster for at rekonstruere det originale signal.
Q: Hvordan bruges CDMA i mobilnetværk?
Sv: CDMA er meget udbredt i 3G- og 4G-mobilnetværk såvel som i trådløse lokalnetværk (WLAN). Teknologien gør det muligt for flere brugere at dele det samme frekvensbånd, hvilket øger netværkets kapacitet og giver bedre opkaldskvalitet.
Q: Kan CDMA bruges i satellitkommunikation?
A: Ja, CDMA kan bruges i satellitkommunikation, da det gør det muligt at transmittere flere signaler samtidigt over begrænset båndbredde. Dette gør det til et populært valg i situationer, hvor et stort antal signaler skal transmitteres samtidigt, såsom i satellitkommunikation.
Q: Hvad er forskellen mellem CDMA med direkte sekvens og frekvenshop CDMA?
A: Direkte sekvens CDMA (DS-CDMA) modulerer signalets bærebølge ved hjælp af en pseudorandom binær sekvens som en spredningskode, mens frekvenshop CDMA (FH-CDMA) sender signalet på en anden frekvens på forskellige tidspunkter, og modtageren bruger hoppet mønster for at rekonstruere det originale signal.
Det handler således om et overblik over kodeopdeling multipleksing – arbejder med fordele, ulemper og anvendelser. I CDM fusioneres forskellige datasignaler til transmission over et fælles frekvensbånd samtidigt. Når først denne CDM-netværksteknik er brugt til at lade mange brugere sende en enkelt kommunikationskanal, er denne teknologi kendt som CDMA eller CDMA (code division multiple access). Her er et spørgsmål til dig, hvad er FDM?
