Multiplexing is een techniek die wordt gebruikt om meerdere signalen analoog of digitaal via een communicatieverbinding zoals een radiogolf of glasvezelkabel in een enkel samengesteld signaal te verzenden. Zodra dit samengestelde signaal zijn bestemming bereikt, wordt het gedemultiplext. Dus demultiplexer verdeelt het signaal terug naar de originele signalen en voert ze uit in afzonderlijke lijnen voor andere bewerkingen. Er zijn verschillende soorten multiplextechnieken zoals FDM , PDM, TDM , CDM, SDM & WDM . Dit artikel bespreekt een van de soorten multiplextechnieken; codedeling multiplexen of CDM – werken met applicaties.
Wat is Code Division Multiplexing?
De term CDM staat voor “Code divisie multiplexen ” en het is een multiplextechniek waarbij verschillende datasignalen worden samengevoegd voor onmiddellijke verzending boven een gemeenschappelijke frequentieband. Zodra deze multiplextechniek wordt gebruikt om meerdere gebruikers in staat te stellen een enkel communicatiekanaal te verzenden, staat deze techniek bekend als CDMA of codeverdeling meervoudige toegangen.
Code Division Multiplexing-diagram
De codeverdelingsmultiplexing wijst eenvoudigweg een unieke code toe aan elk kanaal, zodat elk kanaal tegelijkertijd een vergelijkbaar spectrum kan gebruiken. CDM maakt gebruik van spread-spectrumcommunicatie waarbij een smalbandig signaal via deling over een grotere frequentieband of over verschillende kanalen wordt verzonden. Het beperkt de bandbreedtefrequenties of digitale signalen niet, is dus minder kwetsbaar voor interferentie en biedt dus een betere datacommunicatiecapaciteit en een veiligere privélijn.
Het multiplexdiagram met codeverdeling wordt hieronder weergegeven. De volgende afbeelding laat zien hoe alle kanalen tegelijkertijd een vergelijkbare frequentie gebruiken voor verzending. De CDM gebruikt de spread-spectrumtechniek in het draadloze communicatiedomein omdat elk kanaal zo is gecodeerd dat zijn spectrum over een veel groter gebied uitzendt dan in gebruik is door het oorspronkelijke signaal.

Hoewel het uitzenden van spectrum vanuit spectraal oogpunt defect kan lijken, is dit niet het geval aangezien alle gebruikers hetzelfde spectrum uitzenden. Dit CDM wordt veel gebruikt voor mobiele telefoons omdat het meer flexibiliteit biedt in situaties met meerdere gebruikers.
CDM maakt gebruik van spread-spectrumtechnologie om te voorkomen dat vijanden transmissies onderscheppen en blokkeren. Dus in een gespreid spectrum wordt een datasignaal verzonden over een bepaald frequentiebereik in een toegewezen frequentiespectrum. Spread spectrum maakt gebruik van breedbandige ruissignalen die zeer moeilijk op te merken, te onderscheppen of te demoduleren zijn. Bovendien zijn spread-spectrumsignalen veel moeilijker te blokkeren in vergelijking met smalbandige signalen. Deze multiplexing is ook erg veilig omdat het niet gemakkelijk is om het signaal te onderscheppen of te blokkeren in zijn gecodeerde natuurweergave.

In het CDM-systeem bevinden de noodzakelijke componenten zoals de encoder en decoder zich aan de uiteinden van de zender en ontvanger. De encoder bij de zender verzendt het signaalspectrum boven een veel groter bereik dan de minste bandbreedte die nodig is voor verzending via een unieke code. De decoder bij de ontvanger gebruikt dus een vergelijkbare code voor signaalspectrumcompressie en gegevensherstel.
Er worden veel methoden gebruikt voor codering op basis van het feit of het is voltooid binnen het tijdsdomein, het spectrale domein of anderszins beide. De gebruikte codes zijn tweedimensionaal wat zowel tijd als frequentie betreft. De tijddomeincodes omvatten zowel directe sequentie-codering als time-hopping. De spectrale codes worden geïmplementeerd met de fase of amplitude van verschillende spectrale componenten.
De werking van codeverdelingsmultiplexing is dat een enkele bit kan worden verzonden door een reeks signaalelementen op verschillende frequenties in een bepaalde volgorde te moduleren. Dus de verschillende frequenties voor elke bit staan bekend als de chipsnelheid. Als enkele of meerdere bits met een vergelijkbare frequentie worden verzonden, staat dit bekend als frequentiesprongen . Dit gebeurt dus gewoon zodra de chipsnelheid lager is dan '1', omdat dit de verhouding tussen frequentie en bit is. De ontvanger aan de ontvangende kant decodeert een nul of een bit door simpelweg de frequenties in de juiste volgorde te controleren.
Hoe Code Division Multiplexing werkt?
Codeverdelingsmultiplexing werkt door aan elk signaal een reeks bits toe te wijzen die bekend staat als spreidingscode om het ene signaal van het andere te onderscheiden. Deze spreidingscode wordt samengevoegd met het oorspronkelijke signaal om een nieuwe stroom gecodeerde gegevens te genereren, waarna deze wordt verzonden via een gedeeld medium. Daarna kan een demux die de code kent de originele signalen ophalen door simpelweg de spreidingscode af te trekken, wat disspreading wordt genoemd.
CDMA
CDMA staat voor 'Code-Division Multiple Access' en het is een vorm van multiplexing, waardoor meerdere signalen een enkel transmissiekanaal kunnen bezetten en het gebruik van toegankelijke bandbreedte wordt geoptimaliseerd.
CDMA-systeem is heel anders in vergelijking met frequentie- en tijdmultiplexing. In dit type systeem heeft een operator dus recht op toegang tot de volledige bandbreedte voor de hele periode. Het fundamentele principe is dat verschillende CDMA-codes worden gebruikt om onderscheid te maken tussen de verschillende gebruikers. Deze CDMA-technologie wordt gebruikt in UHF (ultra-high-frequency) mobiele telefoonsystemen in de 800 MHz- en 1,9 GHz-banden.
De kenmerken van CDMA omvatten voornamelijk het volgende.
- CDMA stelt een aantal gebruikers in staat om op een bepaald tijdstip verbinding te maken en biedt zo verbeterde gegevens- en spraakcommunicatiecapaciteit.
- In een CDMA-systeem is er geen limiet aan het aantal gebruikers, maar wanneer het aantal gebruikers toeneemt, zullen de prestaties afnemen.
- Een CDMA-systeem verwijdert ruis en interferentie en verbetert de kwaliteit van het netwerk.
- De gebruikerstransmissies kunnen door CDMA worden gecodeerd in verschillende en unieke codes om de signalen te beschermen.
- Bij CDMA wordt een volledig spectrum gebruikt via alle kanalen.
- Alle cellen binnen CDMA-systemen kunnen een vergelijkbare frequentie gebruiken.
Voor-en nadelen
De voordelen van codedelingsmultiplexing omvatten het volgende.
- De signaalkwaliteit is beter.
- Het beschermt tegen interferentie en aftappen omdat de zender en de ontvanger alleen de spreidingscode kennen.
- Het is veel beschermd tegen hackers.
- Het toevoegen van gebruikers is eenvoudig en zonder grens voor het aantal gebruikers.
- Grote signaalbandbreedte vermindert de multipath-fading.
- Efficiënt gebruik van een bepaald frequentiespectrum.
- De verdeling van middelen is flexibel.
- Het is zeer efficiënt.
- Het heeft geen synchronisatie nodig.
- Bij deze multiplexing kunnen meerdere gebruikers dezelfde bandbreedte splitsen.
- CDM is schaalbaar.
- Het is compatibel met andere soorten mobiele technologieën.
- Het maakt efficiënt gebruik van een vast frequentiespectrum.
- Interferentie wordt verminderd door verschillende codewoorden die aan elke gebruiker zijn toegewezen.
- De verbeterde beveiliging, weerstand tegen interferentie en storing en efficiënt gebruik van bandbreedte. De spread-spectrumtechniek van CDMA maakt het moeilijker voor een afluisteraar om het signaal te onderscheppen, en de unieke spreidingscodes maken het bestand tegen interferentie en storing.
De nadelen van multiplexing met codedeling zijn de volgende.
- Wanneer het aantal gebruikers toeneemt, zal de algehele servicekwaliteit afnemen.
- Het probleem van dichtbij-veraf doet zich voor.
- Het heeft tijdsynchronisatie nodig.
- Bij CDM wordt de verzonden bandbreedte van elke gebruiker vergroot dan de digitale datasnelheid van de bron.
- De snelheid van gegevensoverdracht is laag.
- CDM is complex.
toepassingen
De toepassingen van codeverdelingsmultiplexing omvatten het volgende.
- CDM wordt veel gebruikt in zogenaamde tweede generatie (2G) en derde generatie 3G draadloze communicatie. De technologie wordt gebruikt in mobiele telefoonsystemen met ultrahoge frequentie (UHF) in de 800 MHz- en 1,9 GHz-banden. Dit is een combinatie van analoog-naar-digitaal conversie en spread spectrum technologie.
- CDM-netwerktechniek wordt gebruikt om verschillende datasignalen te combineren voor gelijktijdige verzending boven een gemeenschappelijke frequentieband.
- Deze multiplexing wordt veel gebruikt in draadloze communicatie van de tweede en derde generatie.
- Het wordt gebruikt in UHF (ultrahoge frequentie) mobiele telefoonsystemen binnen de 800 MHz- en 1,9 GHz-banden. Dit is dus een combinatie van zowel analoog-naar-digitaal conversie als spread-spectrumtechnologie.
V: Hoe wordt CDMA gebruikt in mobiele netwerken?
A: CDMA wordt veel gebruikt in 3G- en 4G-mobiele netwerken, evenals in draadloze lokale netwerken (WLAN's). De technologie stelt meerdere gebruikers in staat om dezelfde frequentieband te delen, waardoor de capaciteit van het netwerk wordt vergroot en de gesprekskwaliteit wordt verbeterd.
V: Kan CDMA worden gebruikt in satellietcommunicatie?
A: Ja, CDMA kan worden gebruikt in satellietcommunicatie, omdat het mogelijk maakt om meerdere signalen tegelijk over een beperkte bandbreedte te verzenden. Dit maakt het een populaire keuze in situaties waarin een groot aantal signalen tegelijkertijd moet worden verzonden, zoals bij satellietcommunicatie.
Vraag: Wat is het verschil tussen CDMA met directe sequentie en CDMA met frequentiehopping?
A: Directe sequentie CDMA (DS-CDMA) moduleert de draaggolf van het signaal met behulp van een pseudowillekeurige binaire reeks als spreidingscode terwijl frequentiehopping CDMA (FH-CDMA) zendt het signaal op een andere frequentie op verschillende tijdstippen uit en de ontvanger gebruikt de hopping patroon om het oorspronkelijke signaal te reconstrueren.
V: Hoe wordt CDMA gebruikt in mobiele netwerken?
A: CDMA wordt veel gebruikt in 3G- en 4G-mobiele netwerken, evenals in draadloze lokale netwerken (WLAN's). De technologie stelt meerdere gebruikers in staat om dezelfde frequentieband te delen, waardoor de capaciteit van het netwerk wordt vergroot en de gesprekskwaliteit wordt verbeterd.
V: Kan CDMA worden gebruikt in satellietcommunicatie?
A: Ja, CDMA kan worden gebruikt in satellietcommunicatie, omdat het mogelijk maakt om meerdere signalen tegelijk over een beperkte bandbreedte te verzenden. Dit maakt het een populaire keuze in situaties waarin een groot aantal signalen tegelijkertijd moet worden verzonden, zoals bij satellietcommunicatie.
Vraag: Wat is het verschil tussen CDMA met directe sequentie en CDMA met frequentiehopping?
A: Directe sequentie CDMA (DS-CDMA) moduleert de draaggolf van het signaal met behulp van een pseudowillekeurige binaire reeks als spreidingscode terwijl frequentiehopping CDMA (FH-CDMA) zendt het signaal op een andere frequentie op verschillende tijdstippen uit en de ontvanger gebruikt de hopping patroon om het oorspronkelijke signaal te reconstrueren.
Het gaat hier dus allemaal om een overzicht van codedeling multiplexen - werken met voordelen, nadelen & toepassingen. In CDM worden verschillende datasignalen samengevoegd voor gelijktijdige verzending boven een gemeenschappelijke frequentieband. Zodra deze CDM-netwerktechniek wordt gebruikt om veel gebruikers een enkel communicatiekanaal te laten verzenden, staat deze technologie bekend als CDMA of codeverdeling meervoudige toegang (CDMA). Hier is een vraag voor u, wat is FDM?