Мультиплексирование с кодовым разделением: работа, типы и приложения

Попробуйте наш инструмент устранения неполадок





Мультиплексирование — это метод, используемый для передачи нескольких аналоговых или цифровых сигналов по каналу связи, такому как радиоволновой или оптоволоконный кабель, в один составной сигнал. Как только этот составной сигнал достигает места назначения, он демультиплексируется. Таким образом, демультиплексор разделяет сигнал обратно на исходные сигналы и выводит их на отдельные строки для других операций. Существуют различные типы методов мультиплексирования, такие как FDM , ДПМ, TDM , CDM, SDM и WDM . В этой статье обсуждается один из типов методов мультиплексирования; мультиплексирование с кодовым разделением или CDM – работа с приложениями.


Что такое мультиплексирование с кодовым разделением?

Термин CDM означает «кодовое разделение». мультиплексирование ” и это метод мультиплексирования, при котором различные сигналы данных объединяются для мгновенной передачи выше общей полосы частот. Когда этот метод мультиплексирования используется для предоставления возможности нескольким пользователям передавать один канал связи, тогда этот метод известен как CDMA или множественный доступ с кодовым разделением каналов.



Схема мультиплексирования с кодовым разделением

Мультиплексирование с кодовым разделением просто назначает каждому каналу уникальный код, так что каждый канал может одновременно использовать аналогичный спектр. CDM использует связь с расширенным спектром, в которой узкополосный сигнал передается в более широкой полосе частот или по различным каналам посредством разделения. Он не ограничивает частоты полосы пропускания или цифровые сигналы, поэтому менее уязвим для помех и, таким образом, обеспечивает лучшую пропускную способность передачи данных и более безопасную частную линию.

Схема мультиплексирования с кодовым разделением показана ниже. На следующем рисунке показано, как все каналы одновременно используют одинаковую частоту для передачи. CDM использует метод расширенного спектра в области беспроводной связи, потому что каждый канал кодируется таким образом, что его спектр распространяется на гораздо более широкую область, чем используется исходным сигналом.



  Мультиплексирование с кодовым разделением
Мультиплексирование с кодовым разделением

Хотя передача спектра может показаться ошибочной с точки зрения спектра, это не так, поскольку все пользователи передают один и тот же спектр. Этот CDM часто используется для сотовых телефонов, поскольку он обеспечивает большую гибкость в многопользовательских ситуациях.

CDM использует технологию расширенного спектра, чтобы предотвратить перехват и глушение передач врагами. Итак, в расширенном спектре сигнал данных передается в определенном диапазоне частот в выделенном частотном спектре. Расширенный спектр использует широкополосные шумовые сигналы, которые очень трудно заметить, перехватить или демодулировать. Кроме того, сигналы с расширенным спектром гораздо труднее заглушить по сравнению с узкополосными сигналами. Это мультиплексирование также очень безопасно, потому что не так просто перехватить или заглушить сигнал в его закодированном виде.

  PCBWay

В системе CDM необходимые компоненты, такие как кодер и декодер, расположены на концах передатчика и приемника. Кодер в передатчике передает спектр сигнала в гораздо более широком диапазоне, чем наименьшая полоса пропускания, необходимая для передачи с использованием уникального кода. Таким образом, декодер в приемнике использует аналогичный код для сжатия спектра сигнала и восстановления данных.

Существует много методов, используемых для кодирования, в зависимости от того, завершено ли оно во временной области, спектральной области или и в том, и в другом случае. Используемые коды являются двумерными, когда речь идет как о времени, так и о частоте. Коды во временной области включают кодирование прямой последовательности, а также скачкообразное изменение времени. Спектральные коды реализуются с фазой или амплитудой различных спектральных составляющих.

Операция мультиплексирования с кодовым разделением заключается в том, что один бит может быть передан путем модуляции последовательности элементов сигнала на различных частотах в определенном порядке. Таким образом, разные частоты для каждого бита известны как скорость чипа. Если один или несколько битов передаются с одинаковой частотой, то это называется скачкообразная перестройка частоты . Таким образом, это произойдет просто тогда, когда скорость чипа станет ниже «1», потому что это соотношение частоты и бита. Приемник на приемной стороне декодирует ноль или один бит, просто проверяя частоты в правильном порядке.

Как работает мультиплексирование с кодовым разделением?

Мультиплексирование с кодовым разделением работает путем назначения серии битов, известных как код расширения, каждому сигналу, чтобы отличать один сигнал от другого. Этот код расширения объединяется с исходным сигналом для создания нового потока закодированных данных, после чего он передается по общей среде. После этого демультиплексор, который знает код, может извлечь исходные сигналы, просто вычитая код расширения, что называется расширением.

CDMA

CDMA расшифровывается как «множественный доступ с кодовым разделением каналов» и представляет собой тип мультиплексирования, который позволяет нескольким сигналам занимать один канал передачи и оптимизирует использование доступной полосы пропускания.

Система CDMA сильно отличается от частотно-временного мультиплексирования. Таким образом, в системе такого типа оператор имеет право доступа ко всей полосе пропускания на весь период. Фундаментальный принцип заключается в том, что для различения разных пользователей используются разные коды CDMA. Эта технология CDMA используется в системах сотовой связи УВЧ (сверхвысоких частот) в диапазонах 800 МГц и 1,9 ГГц.

Характеристики CDMA в основном включают следующее.

  • CDMA позволяет нескольким пользователям подключаться в определенное время и, таким образом, обеспечивает расширенную передачу данных, а также пропускную способность голосовой связи.
  • В системе CDMA количество пользователей не ограничено, хотя при увеличении числа пользователей производительность ухудшается.
  • Система CDMA устраняет шумы и помехи и улучшает качество сети.
  • Пользовательские передачи могут быть закодированы CDMA в отдельные и уникальные коды для защиты своих сигналов.
  • В CDMA используется полный спектр по всем каналам.
  • Все соты в системах CDMA могут использовать одинаковую частоту.

Преимущества и недостатки

преимущества мультиплексирования с кодовым разделением включая следующее.

  • Качество сигнала лучше.
  • Он защищает от помех и прослушивания, потому что отправитель и получатель знают только код распространения.
  • Он сильно защищен от хакеров.
  • Добавление пользователей простое и без ограничения количества пользователей.
  • Широкая полоса пропускания сигнала уменьшает многолучевое замирание.
  • Эффективное использование определенного частотного спектра.
  • Распределение ресурсов гибкое.
  • Это высокоэффективно.
  • Ему не нужна синхронизация.
  • При таком мультиплексировании несколько пользователей могут разделить одну и ту же полосу пропускания.
  • CDM является масштабируемым.
  • Он совместим с другими типами сотовых технологий.
  • Он эффективно использует фиксированный частотный спектр.
  • Помехи уменьшаются из-за разных кодовых слов, назначенных каждому пользователю.
  • Улучшенная безопасность, устойчивость к помехам и помехам, а также эффективное использование полосы пропускания. Метод расширения спектра CDMA затрудняет перехват сигнала перехватчиком, а уникальные коды расширения делают его устойчивым к помехам и помехам.

К недостаткам мультиплексирования с кодовым разделением относятся следующие.

  • При увеличении числа пользователей общее качество обслуживания будет снижаться.
  • Возникает проблема ближнего-дальнего.
  • Нужна синхронизация времени.
  • В CDM полоса пропускания каждого пользователя больше, чем скорость цифровых данных источника.
  • Скорость передачи данных низкая.
  • ЦДМ сложен.

Приложения

приложения мультиплексирования с кодовым разделением включая следующее.

  • CDM широко используется в так называемой беспроводной связи второго поколения (2G) и третьего поколения 3G. Эта технология используется в сверхвысокочастотных (УВЧ) сотовых телефонных системах в диапазонах 800 МГц и 1,9 ГГц. Это комбинация аналого-цифрового преобразования и технологии расширения спектра.
  • Сетевой метод CDM используется для объединения нескольких сигналов данных для одновременной передачи выше общей полосы частот.
  • Это мультиплексирование широко используется в беспроводной связи второго и третьего поколений.
  • Он используется в сотовых телефонных системах УВЧ (ультравысокочастотных) в диапазонах 800 МГц и 1,9 ГГц. Таким образом, это комбинация технологии аналого-цифрового преобразования и расширения спектра.

В: Как CDMA используется в сотовых сетях?

О: CDMA широко используется в сотовых сетях 3G и 4G, а также в беспроводных локальных сетях (WLAN). Эта технология позволяет нескольким пользователям совместно использовать одну и ту же полосу частот, увеличивая пропускную способность сети и обеспечивая лучшее качество связи.

В: Можно ли использовать CDMA в спутниковой связи?

О: Да, CDMA можно использовать в спутниковой связи, поскольку он позволяет одновременно передавать несколько сигналов в ограниченной полосе пропускания. Это делает его популярным выбором в ситуациях, когда необходимо передавать большое количество сигналов одновременно, например, при спутниковой связи.

В: В чем разница между CDMA с прямой последовательностью и CDMA со скачкообразной перестройкой частоты?

A: CDMA с прямой последовательностью (DS-CDMA) модулирует несущую волну сигнала, используя псевдослучайную двоичную последовательность в качестве кода расширения, в то время как CDMA со скачкообразной перестройкой частоты (FH-CDMA) передает сигнал на другой частоте в разное время, а приемник использует скачкообразное изменение частоты. образец для восстановления исходного сигнала.

В: Как CDMA используется в сотовых сетях?

О: CDMA широко используется в сотовых сетях 3G и 4G, а также в беспроводных локальных сетях (WLAN). Эта технология позволяет нескольким пользователям совместно использовать одну и ту же полосу частот, увеличивая пропускную способность сети и обеспечивая лучшее качество связи.

В: Можно ли использовать CDMA в спутниковой связи?

О: Да, CDMA можно использовать в спутниковой связи, поскольку он позволяет одновременно передавать несколько сигналов в ограниченной полосе пропускания. Это делает его популярным выбором в ситуациях, когда необходимо передавать большое количество сигналов одновременно, например, при спутниковой связи.

В: В чем разница между CDMA с прямой последовательностью и CDMA со скачкообразной перестройкой частоты?

A: CDMA с прямой последовательностью (DS-CDMA) модулирует несущую волну сигнала, используя псевдослучайную двоичную последовательность в качестве кода расширения, в то время как CDMA со скачкообразной перестройкой частоты (FH-CDMA) передает сигнал на другой частоте в разное время, а приемник использует скачкообразное изменение частоты. образец для восстановления исходного сигнала.

Таким образом, это все об обзоре кодового разделения мультиплексирование - работает с преимуществами, недостатками и приложениями. В CDM различные сигналы данных объединяются для одновременной передачи выше общей полосы частот. Когда этот сетевой метод CDM используется для того, чтобы позволить многим пользователям передавать один канал связи, эта технология известна как CDMA или множественный доступ с кодовым разделением каналов (CDMA). Вот вам вопрос, что такое FDM?