Multiplexering är en teknik som används för att överföra flera signaler analogt eller digitalt över en kommunikationslänk som en radiovåg eller fiberoptisk kabel till en enda sammansatt signal. När väl denna sammansatta signal når sin destination, demultiplexeras den. Så demultiplexer delar tillbaka signalen till de ursprungliga signalerna och matar ut dem i separata linjer för andra operationer. Det finns olika typer av multiplexeringstekniker som FDM , PDM, TDM , CDM, SDM & WDM . Den här artikeln diskuterar en av typerna av multiplexeringstekniker; koddelningsmultiplex eller CDM – arbetar med applikationer.

“4x16 dekoder med 3x8 dekoder ”

Vad är Code Division Multiplexing?

Termen CDM står för 'Code division multiplexering ” och det är en multiplexeringsteknik där olika datasignaler slås samman för momentan överföring över ett gemensamt frekvensband. När väl denna multiplexeringsteknik används för att tillåta flera användare att sända en enda kommunikationskanal, är denna teknik känd som CDMA eller koddelningsmultipelåtkomst.

Code Division Multiplexing Diagram

Koddelningsmultiplexeringen tilldelar helt enkelt en unik kod till varje kanal så att varje kanal kan använda ett liknande spektrum samtidigt. CDM använder bandspridningskommunikation där en smalbandssignal sänds över ett större frekvensband eller över olika kanaler genom division. Det begränsar inte bandbreddsfrekvenser eller digitala signaler, så det är mindre känsligt för störningar och ger därför bättre datakommunikationskapacitet och säkrare privat linje.

Koddelningsmultiplexeringsdiagrammet visas nedan. Följande figur visar hur alla kanaler använder en liknande frekvens samtidigt för överföring. CDM använder bandspridningstekniken i den trådlösa kommunikationsdomänen eftersom varje kanal är kodad så att dess spektrum sänder över ett mycket bredare område än vad som används av den ursprungliga signalen.

Code Division Multiplexing

Även om sändning av spektrum kan verka felaktig ur spektral synvinkel, så är detta inte fallet eftersom alla användare sänder samma spektrum. Denna CDM används ofta för mobiltelefoner eftersom den ger mer flexibilitet i situationer med flera användare.

CDM använder spridningsteknik för att förhindra fiender från att fånga upp och störa sändningar. Så i ett spritt spektrum sänds en datasignal över ett visst frekvensområde i ett tilldelat frekvensspektrum. Det spridda spektrumet använder bredbandiga brussignaler som är mycket svåra att lägga märke till, fånga upp eller demodulera. Dessutom är bandspridningssignaler mycket svårare att störa jämfört med smalbandssignaler. Denna multiplexering är också mycket säker eftersom det inte är lätt att fånga upp eller blockera signalen i dess kodade naturvy.

I CDM-systemet är de nödvändiga komponenterna som kodare och avkodare placerade vid sändar- och mottagarändarna. Kodaren vid sändaren sänder signalspektrat över ett mycket bredare intervall än den minsta bandbredd som krävs för överföring genom en unik kod. Så, avkodaren vid mottagaren använder en liknande kod för signalspektrumkomprimering och dataåterställning.

Det finns många metoder som används för kodning baserat på om den är klar inom tidsdomänen, spektraldomänen eller på annat sätt båda. Koderna som används är tvådimensionella när det gäller både tid och frekvens. Tidsdomänkoderna innefattar direktsekvenskodning såväl som tidshoppning. Spektralkoderna implementeras med fasen eller amplituden för olika spektrala komponenter.

Funktionen för koddelningsmultiplex är att en enda bit kan sändas genom att modulera en sekvens av signalelement vid olika frekvenser i någon speciell ordning. Så de olika frekvenserna för varje bit kallas chiphastigheten. Om enstaka eller flera bitar sänds med en liknande frekvens, är det känt som frekvenshoppning . Så detta kommer att inträffa helt enkelt när chiphastigheten är under '1' eftersom det är förhållandet mellan frekvens och bit. Mottagaren på mottagningssidan avkodar en nolla eller en enbit genom att helt enkelt kontrollera frekvenserna i rätt ordning.

Hur fungerar Code Division Multiplexing?

Koddelningsmultiplexering fungerar genom att tilldela en serie bitar som kallas spridningskod till varje signal för att skilja en signal från en annan. Denna spridningskod slås samman med den ursprungliga signalen för att generera ett nytt flöde av kodad data, varefter den sänds över ett delat medium. Därefter kan en demux som känner till koden hämta de ursprungliga signalerna genom att helt enkelt subtrahera spridningskoden som kallas dispreading.

CDMA

CDMA står för 'Code-Division Multiple Access' och det är en typ av multiplexering, som tillåter många signaler att ockupera en enda överföringskanal och det optimerar utnyttjandet av tillgänglig bandbredd.

CDMA-systemet är extremt annorlunda jämfört med frekvens- och tidsmultiplexering. Så i den här typen av system har en operatör rätt till inträde till hela bandbredden under hela perioden. Grundprincipen är att olika CDMA-koder används för att skilja mellan de olika användarna. Denna CDMA-teknik används i UHF (ultra-högfrekventa) mobiltelefonsystem i 800 MHz- och 1,9 GHz-banden.

Kännetecken för CDMA inkluderar huvudsakligen följande.

CDMA tillåter ett antal användare att ansluta vid en angiven tidpunkt och ger därför förbättrad data- och röstkommunikationskapacitet.
I ett CDMA-system finns det ingen gräns för antalet användare men när antalet användare ökar kommer prestandan att försämras.
Ett CDMA-system tar bort brus och störningar och förbättrar kvaliteten på nätverket.
Användaröverföringarna kan kodas till distinkta och unika koder av CDMA för att skydda dess signaler.
I CDMA utnyttjas ett fullt spektrum genom alla kanaler.
Alla celler i CDMA-system kan använda en liknande frekvens.

Fördelar och nackdelar

De fördelarna med koddelningsmultiplex inkluderar följande.

Signalkvaliteten är bättre.
Det skyddar mot störningar och knackningar eftersom avsändaren och mottagaren bara känner till spridningskoden.
Det är mycket skyddat från hackare.
Tillägget av användare är enkelt och utan gräns för antalet användare.
Stor signalbandbredd minskar flervägsfädningen.
Effektiv användning av särskilt frekvensspektrum.
Resursfördelningen är flexibel.
Det är högeffektivt.
Den behöver ingen synkronisering.
I denna multiplexering kan ett antal användare dela upp samma bandbredd.
CDM är skalbar.
Den är kompatibel med andra typer av cellulär teknologi.
Den använder ett fast frekvensspektrum effektivt.
Störningar minskar på grund av olika kodord som tilldelats varje användare.
Den förbättrade säkerheten, motståndet mot störningar och störningar och effektiv användning av bandbredd. CDMA:s spridningsteknik gör det svårare för en avlyssnare att fånga upp signalen, och de unika spridningskoderna gör den resistent mot störningar och störningar.

Nackdelarna med koddelningsmultiplex inkluderar följande.

När antalet användare ökar kommer den totala tjänstekvaliteten att minska.
Problemet med nära långt uppstår.
Den behöver tidssynkronisering.
I CDM förstoras den överförda bandbredden för varje användare än källans digitala datahastighet.
Dataöverföringshastigheten är låg.
CDM är komplext.

Ansökningar

De tillämpningar av koddelningsmultiplex inkluderar följande.

CDM används flitigt i så kallad andra generationens (2G) och tredje generationens 3G trådlös kommunikation. Tekniken används i ultrahögfrekventa (UHF) mobiltelefonsystem i 800-MHz- och 1,9-GHz-banden. Detta är en kombination av analog-till-digital konvertering och spridningsteknik.
CDM-nätverksteknik används för att kombinera flera datasignaler för samtidig överföring över ett gemensamt frekvensband.
Denna multiplexering används flitigt i andra generationens och tredje generationens trådlösa kommunikationer.
Den används i UHF (ultra-högfrekventa) mobiltelefonsystem inom 800-MHz- och 1,9-GHz-banden. Så detta är en kombination av både analog-till-digital konvertering och spridningsteknik.

F: Hur används CDMA i mobilnät?

S: CDMA används ofta i 3G- och 4G-mobilnätverk, såväl som i trådlösa lokala nätverk (WLAN). Tekniken tillåter flera användare att dela samma frekvensband, vilket ökar nätverkets kapacitet och ger bättre samtalskvalitet.

F: Kan CDMA användas i satellitkommunikation?

S: Ja, CDMA kan användas i satellitkommunikation eftersom det gör att flera signaler kan sändas samtidigt över begränsad bandbredd. Detta gör det till ett populärt val i situationer där ett stort antal signaler behöver sändas samtidigt, till exempel i satellitkommunikation.

F: Vad är skillnaden mellan CDMA med direkt sekvens och CDMA med frekvenshopp?

“med hjälp av en potentiometer för att styra motorns varvtal ”

S: Direktsekvens CDMA (DS-CDMA) modulerar signalens bärvåg med hjälp av en pseudoslumpmässig binär sekvens som en spridningskod medan frekvenshoppning CDMA (FH-CDMA) sänder signalen på en annan frekvens vid olika tidpunkter, och mottagaren använder hoppningen mönster för att rekonstruera den ursprungliga signalen.

F: Hur används CDMA i mobilnät?

F: Kan CDMA användas i satellitkommunikation?

F: Vad är skillnaden mellan CDMA med direkt sekvens och CDMA med frekvenshopp?

Allt detta handlar alltså om en översikt över koddelning multiplexing – fungerar med fördelar, nackdelar och tillämpningar. I CDM slås olika datasignaler samman för överföring över ett gemensamt frekvensband samtidigt. När denna CDM-nätverksteknik väl används för att låta många användare sända en enda kommunikationskanal, kallas denna teknik CDMA eller CDMA (Code Division Multiple Access). Här är en fråga till dig, vad är FDM?