Мултиплексирането е техника, използвана за предаване на множество аналогови или цифрови сигнали по комуникационна връзка като радиовълна или оптичен кабел в единичен композитен сигнал. След като този съставен сигнал достигне местоназначението си, той се демултиплексира. Така демултиплексорът разделя сигнала обратно към оригиналните сигнали и ги извежда на отделни редове за целите на други операции. Има различни видове техники за мултиплексиране като FDM , PDM, TDM , CDM, SDM & WDM . Тази статия обсъжда един от видовете техники за мултиплексиране; мултиплексиране с кодово разделяне или CDM – работа с приложения.

Какво представлява мултиплексирането с кодово разделяне?

Терминът CDM означава „Разделение на кодове мултиплексиране ” и това е техника за мултиплексиране, при която различни сигнали за данни се обединяват за моментално предаване над обща честотна лента. След като тази техника на мултиплексиране се използва за позволяване на няколко потребители да предават един комуникационен канал, тогава тази техника е известна като CDMA или множествен достъп с кодово разделяне.

Диаграма на мултиплексиране с кодово разделяне

Мултиплексирането с кодово разделяне просто разпределя уникален код на всеки канал, така че всеки канал да може да използва подобен спектър едновременно. CDM използва комуникация с разширен спектър, при която теснолентов сигнал се предава през по-широка честотна лента или през различни канали чрез разделяне. Той не ограничава честотите на честотната лента или цифровите сигнали, така че е по-малко уязвим на смущения и така осигурява по-добър капацитет за комуникация на данни и по-безопасна частна линия.

Диаграмата за мултиплексиране с кодово разделяне е показана по-долу. Следната фигура показва как всички канали използват подобна честота едновременно за предаване. CDM използва техниката на разширен спектър в безжичния комуникационен домейн, тъй като всеки канал е кодиран така, че неговият спектър се излъчва в много по-широка област, отколкото се използва от оригиналния сигнал.

Мултиплексиране с кодово разделяне

Въпреки че излъчването на спектър може да изглежда неправилно от спектрална гледна точка, това не е така, тъй като всички потребители предават един и същ спектър. Този CDM често се използва за мобилни телефони, тъй като дава повече гъвкавост в ситуации на много потребители.

CDM използва технология за разширен спектър, за да попречи на враговете да прихващат, както и да заглушават предавания. И така, в разширен спектър сигналът за данни се предава в определен диапазон от честоти в разпределен честотен спектър. Разширеният спектър използва широколентови шумови сигнали, които са много трудни за забелязване, прихващане или демодулиране. В допълнение, сигналите с разширен спектър са много по-трудни за заглушаване в сравнение с теснолентовите сигнали. Това мултиплексиране също е много сигурно, защото не е лесно да се прихване или заглуши сигналът в неговия кодиран вид.

В CDM системата необходимите компоненти като енкодер и декодер са разположени в края на предавателя и приемника. Кодерът на предавателя предава спектъра на сигнала над много по-широк обхват от най-малката честотна лента, необходима за предаване чрез уникален код. И така, декодерът в приемника използва подобен код за компресиране на спектъра на сигнала и възстановяване на данни.

Има много методи, които се използват за кодиране въз основа на това дали е завършено във времевия домейн, спектралния домейн или и двете. Използваните кодове са двуизмерни, докато се отнасят както за време, така и за честота. Кодовете във времевата област включват кодиране в директна последователност, както и прескачане във времето. Спектралните кодове се реализират с фазата или амплитудата на различни спектрални компоненти.

Операцията на мултиплексиране с кодово разделяне е, че един бит може да бъде предаден чрез модулиране на последователност от сигнални елементи на различни честоти в определен ред. Така че различните честоти за всеки бит са известни като чип скорост. Ако единични или множество битове се предават на подобна честота, тогава това е известно като скачане на честотата . Така че това ще се случи просто след като скоростта на чипа е под „1“, защото това е съотношението на честота и бит. Приемникът от приемащата страна декодира нула или един бит, като просто проверява честотите в правилния ред.

Как работи кодовото мултиплексиране?

Мултиплексирането с кодово разделяне работи чрез присвояване на поредица от битове, известни като разпръскващ код на всеки сигнал, за да се разграничи един сигнал от друг. Този код за разпространение се обединява с оригиналния сигнал, за да генерира нов поток от кодирани данни, след което се предава през споделена среда. След това demux, който знае кода, може да извлече оригиналните сигнали чрез просто изваждане на кода за разпространение, което се нарича разпръскване.

CDMA

CDMA означава „множествен достъп с кодово разделяне“ и е вид мултиплексиране, което позволява множество сигнали да заемат един канал за предаване и оптимизира използването на достъпната честотна лента.

CDMA системата е изключително различна в сравнение с честотно и времево мултиплексиране. Така че в този тип система операторът има право на достъп до цялата честотна лента за целия период. Основният принцип е, че различни CDMA кодове се използват за разграничаване между различните потребители. Тази CDMA технология се използва в UHF (свръхвисокочестотни) клетъчни телефонни системи в честотните ленти 800 MHz и 1,9 GHz.

Характеристиките на CDMA включват основно следното.

CDMA позволява на няколко потребители да се свързват в определено време и така осигурява подобрен капацитет за данни, както и гласова комуникация.
В CDMA система няма ограничение за броя на потребителите, въпреки че когато броят на потребителите се увеличи, производителността ще се влоши.
CDMA система премахва шума и смущенията и подобрява качеството на мрежата.
Потребителските предавания могат да бъдат кодирани в различни и уникални кодове от CDMA, за да се защитят неговите сигнали.
В CDMA се използва пълен спектър през всички канали.
Всички клетки в CDMA системите могат да използват подобна честота.

Предимства и недостатъци

The предимства на мултиплексирането с кодово разделяне включват следното.

Качеството на сигнала е по-добро.
Предпазва от смущения и подслушване, тъй като подателят и получателят знаят само кода за разпространение.
Той е много защитен от хакери.
Добавянето на потребители е просто и без ограничение за броя на потребителите.
Голямата честотна лента на сигнала намалява многостранното затихване.
Ефективно използване на определен честотен спектър.
Разпределението на ресурсите е гъвкаво.
Той е високо ефективен.
Не се нуждае от никаква синхронизация.
При това мултиплексиране редица потребители могат да разделят една и съща честотна лента.
CDM е мащабируем.
Съвместим е с други видове клетъчни технологии.
Той използва ефективно фиксиран честотен спектър.
Смущенията са намалени поради различни кодови думи, присвоени на всеки потребител.
Подобрена сигурност, устойчивост на смущения и заглушаване и ефективно използване на честотната лента. Техниката за разпръскване на спектъра на CDMA прави по-трудно за подслушвателя да прихване сигнала, а уникалните разпръскващи кодове го правят устойчив на смущения и заглушаване.

Недостатъците на мултиплексирането с кодово разделяне включват следното.

Когато броят на потребителите се увеличи, общото качество на услугата ще намалее.
Възниква проблемът с близо-далеч.
Има нужда от времева синхронизация.
В CDM предаваната честотна лента на всеки потребител е увеличена от скоростта на цифровите данни на източника.
Скоростта на предаване на данни е ниска.
CDM е сложен.

Приложения

The приложения на мултиплексиране с кодово разделяне включват следното.

CDM се използва широко в така наречените безжични комуникации от второ поколение (2G) и трето поколение 3G. Технологията се използва в ултрависокочестотни (UHF) клетъчни телефонни системи в обхватите 800 MHz и 1,9 GHz. Това е комбинация от аналогово-цифрово преобразуване и технология за разширен спектър.
CDM мрежовата техника се използва за комбиниране на няколко сигнала за данни за едновременно предаване над обща честотна лента.
Това мултиплексиране се използва широко в безжичните комуникации от второ и трето поколение.
Използва се в UHF (свръхвисокочестотни) клетъчни телефонни системи в обхватите 800 MHz и 1,9 GHz. Така че това е комбинация от аналогово-цифрово преобразуване и технология за разширен спектър.

Въпрос: Как се използва CDMA в клетъчните мрежи?

О: CDMA се използва широко в 3G и 4G клетъчни мрежи, както и в безжични локални мрежи (WLAN). Технологията позволява на множество потребители да споделят една и съща честотна лента, увеличавайки капацитета на мрежата и осигурявайки по-добро качество на разговорите.

В: Може ли CDMA да се използва в сателитни комуникации?

О: Да, CDMA може да се използва в сателитни комуникации, тъй като позволява едновременното предаване на множество сигнали в ограничена честотна лента. Това го прави популярен избор в ситуации, когато голям брой сигнали трябва да се предават едновременно, като например при сателитни комуникации.

В: Каква е разликата между CDMA с директна последователност и CDMA с прескачане на честотата?

О: CDMA с директна последователност (DS-CDMA) модулира носещата вълна на сигнала, използвайки псевдослучайна двоична последователност като разпръскващ код, докато CDMA с прескачане на честотата (FH-CDMA) предава сигнала на различна честота в различно време и приемникът използва прескачането шаблон за реконструиране на оригиналния сигнал.

Въпрос: Как се използва CDMA в клетъчните мрежи?

В: Може ли CDMA да се използва в сателитни комуникации?

В: Каква е разликата между CDMA с директна последователност и CDMA с прескачане на честотата?

По този начин всичко е свързано с общ преглед на кодовото разделяне мултиплексиране – работи с предимства, недостатъци и приложения. В CDM различни сигнали за данни се обединяват за предаване над обща честотна лента едновременно. След като тази CDM мрежова техника се използва, за да позволи на много потребители да предават един комуникационен канал, тогава тази технология е известна като CDMA или множествен достъп с кодово разделяне (CDMA). Ето един въпрос към вас, какво е FDM?