Multiplexing ist eine Technik, die verwendet wird, um mehrere analoge oder digitale Signale über eine Kommunikationsverbindung wie eine Funkwelle oder ein Glasfaserkabel in ein einziges zusammengesetztes Signal zu übertragen. Sobald dieses zusammengesetzte Signal sein Ziel erreicht, wird es demultiplext. Der Demultiplexer teilt also das Signal zurück in die ursprünglichen Signale und gibt sie für andere Operationen in separate Leitungen aus. Es gibt verschiedene Arten von Multiplexing-Techniken wie z FDM , PDM, TDM , CDM, SDM & WDM . Dieser Artikel beschreibt eine der Arten von Multiplexing-Techniken; Code-Multiplexing oder CDM – Arbeiten mit Anwendungen.

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Was ist Code Division Multiplexing?

Der Begriff CDM steht für „Code Division“. Multiplexen “ und es ist eine Multiplextechnik, bei der verschiedene Datensignale zur sofortigen Übertragung über einem gemeinsamen Frequenzband zusammengeführt werden. Sobald diese Multiplextechnik verwendet wird, um es mehreren Benutzern zu ermöglichen, einen einzelnen Kommunikationskanal zu übertragen, dann ist diese Technik als CDMA oder Codemultiplex-Mehrfachzugriff bekannt.

Code Division Multiplexing-Diagramm

Das Codemultiplexverfahren weist einfach jedem Kanal einen eindeutigen Code zu, so dass jeder Kanal zur gleichen Zeit ein ähnliches Spektrum nutzen kann. CDM nutzt Spread-Spectrum-Kommunikation, bei der ein schmalbandiges Signal über ein größeres Frequenzband oder durch Teilung über verschiedene Kanäle übertragen wird. Es schränkt Bandbreitenfrequenzen oder digitale Signale nicht ein, ist also weniger anfällig für Störungen und bietet so eine bessere Datenkommunikationskapazität und eine sicherere private Leitung.

Das Codeteilungs-Multiplexdiagramm ist unten gezeigt. Die folgende Abbildung zeigt, wie alle Kanäle gleichzeitig eine ähnliche Frequenz für die Übertragung verwenden. Das CDM verwendet die Spread-Spectrum-Technik im Bereich der drahtlosen Kommunikation, da jeder Kanal so codiert ist, dass sein Spektrum über einen viel größeren Bereich sendet, als er vom ursprünglichen Signal verwendet wird.

Code Division Multiplexing

Auch wenn die Verbreitung von Frequenzen aus spektraler Sicht fehlerhaft erscheinen mag, so ist dies doch nicht der Fall, da alle Nutzer dasselbe Spektrum übertragen. Dieses CDM wird häufig für Mobiltelefone verwendet, da es mehr Flexibilität in Situationen mit mehreren Benutzern bietet.

CDM verwendet Spread-Spectrum-Technologie, um zu verhindern, dass Feinde Übertragungen abfangen und stören. Bei einem Spreizspektrum wird also ein Datensignal über einen bestimmten Frequenzbereich in einem zugeteilten Frequenzspektrum übertragen. Spread Spectrum verwendet breitbandige Rauschsignale, die sehr schwer zu bemerken, abzufangen oder zu demodulieren sind. Außerdem sind Spread-Spectrum-Signale im Vergleich zu Schmalbandsignalen sehr viel schwieriger zu stören. Dieses Multiplexen ist auch sehr sicher, da es nicht einfach ist, das Signal in seiner codierten Naturansicht abzufangen oder zu stören.

Im CDM-System befinden sich die notwendigen Komponenten wie Encoder und Decoder auf der Sender- und Empfängerseite. Der Codierer am Sender überträgt das Signalspektrum über einen viel größeren Bereich als die geringste Bandbreite, die für die Übertragung durch einen eindeutigen Code erforderlich ist. Der Decoder am Empfänger verwendet also einen ähnlichen Code für die Komprimierung des Signalspektrums und die Datenwiederherstellung.

Es werden viele Verfahren zum Codieren verwendet, je nachdem, ob es innerhalb des Zeitbereichs, des Spektralbereichs oder ansonsten beidem abgeschlossen ist. Die verwendeten Codes sind zweidimensional, was sowohl Zeit als auch Frequenz betrifft. Die Zeitdomänencodes umfassen Direktsequenzcodierung sowie Zeitsprungverfahren. Die Spektralcodes werden mit der Phase oder Amplitude verschiedener Spektralkomponenten implementiert.

Die Funktionsweise des Codemultiplexverfahrens besteht darin, dass ein einzelnes Bit übertragen werden kann, indem eine Folge von Signalelementen bei verschiedenen Frequenzen in einer bestimmten Reihenfolge moduliert wird. Die unterschiedlichen Frequenzen für jedes Bit werden also als Chiprate bezeichnet. Wenn einzelne oder mehrere Bits mit einer ähnlichen Frequenz übertragen werden, spricht man von Frequenzsprung . Dies geschieht also einfach, sobald die Chiprate unter „1“ liegt, da es sich um das Verhältnis von Frequenz und Bit handelt. Der Empfänger auf der Empfangsseite decodiert ein Null- oder Eins-Bit, indem er einfach die Frequenzen in der richtigen Reihenfolge überprüft.

Wie funktioniert Code Division Multiplexing?

Beim Code-Division-Multiplexing wird jedem Signal eine Reihe von Bits zugewiesen, die als Spreizcode bekannt sind, um ein Signal von einem anderen zu unterscheiden. Dieser Spreizcode wird mit dem ursprünglichen Signal zusammengeführt, um einen neuen Fluss codierter Daten zu erzeugen, wonach er über ein gemeinsam genutztes Medium übertragen wird. Danach kann ein Demux, der den Code kennt, die ursprünglichen Signale abrufen, indem er einfach den Spreizcode herauszieht, was als Spreizen bezeichnet wird.

CDMA

CDMA steht für „Code-Division Multiple Access“ und ist eine Art Multiplexing, das es ermöglicht, dass zahlreiche Signale einen einzigen Übertragungskanal belegen und die Nutzung der verfügbaren Bandbreite optimiert.

Das CDMA-System ist im Vergleich zum Frequenz- und Zeitmultiplexen extrem unterschiedlich. Bei dieser Art von System hat ein Betreiber also das Recht auf Zugang zur gesamten Bandbreite für den gesamten Zeitraum. Das grundlegende Prinzip besteht darin, dass verschiedene CDMA-Codes verwendet werden, um zwischen den verschiedenen Benutzern zu unterscheiden. Diese CDMA-Technologie wird in UHF-Mobilfunksystemen (Ultrahochfrequenz) in den Bändern 800 MHz und 1,9 GHz verwendet.

Die Eigenschaften von CDMA umfassen hauptsächlich die folgenden.

CDMA ermöglicht es einer Anzahl von Benutzern, sich zu einem bestimmten Zeitpunkt zu verbinden, und stellt so eine verbesserte Daten- sowie Sprachkommunikationskapazität bereit.
In einem CDMA-System gibt es keine Begrenzung für die Anzahl von Benutzern, obwohl sich die Leistung verschlechtert, wenn die Anzahl von Benutzern zunimmt.
Ein CDMA-System entfernt Rauschen und Interferenzen und verbessert die Qualität des Netzwerks.
Die Benutzerübertragungen können durch CDMA in unterschiedliche und eindeutige Codes codiert werden, um seine Signale zu schützen.
Bei CDMA wird ein volles Spektrum durch alle Kanäle verwendet.
Alle Zellen innerhalb von CDMA-Systemen können eine ähnliche Frequenz verwenden.

Vorteile und Nachteile

Der Vorteile des Codemultiplexverfahrens das Folgende einschließen.

Die Signalqualität ist besser.
Es schützt vor Interferenzen und Abhören, da der Sender und der Empfänger nur den Spreizcode kennen.
Es ist viel vor Hackern geschützt.
Das Hinzufügen von Benutzern ist einfach und ohne Begrenzung für die Anzahl der Benutzer.
Eine große Signalbandbreite verringert das Multipath-Fading.
Effiziente Nutzung eines bestimmten Frequenzspektrums.
Die Ressourcenverteilung ist flexibel.
Es ist hoch effizient.
Es braucht keine Synchronisation.
Bei diesem Multiplexing können mehrere Benutzer dieselbe Bandbreite aufteilen.
CDM ist skalierbar.
Es ist mit anderen Arten von Mobilfunktechnologien kompatibel.
Es nutzt ein festes Frequenzspektrum effizient.
Die Interferenz wird aufgrund unterschiedlicher Codewörter verringert, die jedem Benutzer zugewiesen sind.
Die verbesserte Sicherheit, Resistenz gegen Interferenzen und Störungen und die effiziente Nutzung der Bandbreite. Die Spread-Spectrum-Technik von CDMA erschwert es einem Lauscher, das Signal abzufangen, und die einzigartigen Spreading-Codes machen es resistent gegen Interferenzen und Störungen.

Zu den Nachteilen des Codemultiplexverfahrens gehören die folgenden.

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Wenn die Anzahl der Benutzer zunimmt, wird die allgemeine Dienstqualität verringert.
Das Nah-Fern-Problem tritt auf.
Es braucht Zeitsynchronisation.
Bei CDM wird die übertragene Bandbreite jedes Benutzers größer als die digitale Datengeschwindigkeit der Quelle.
Die Datenübertragungsrate ist gering.
CDM ist komplex.

Anwendungen

Der Anwendungen des Codemultiplexverfahrens das Folgende einschließen.

CDM wird häufig in der sogenannten drahtlosen 3G-Kommunikation der zweiten Generation (2G) und der dritten Generation verwendet. Die Technologie wird in Ultrahochfrequenz (UHF)-Mobilfunksystemen im 800-MHz- und 1,9-GHz-Band eingesetzt. Dies ist eine Kombination aus Analog-Digital-Wandlung und Spread-Spectrum-Technologie.
Die CDM-Netzwerktechnik wird verwendet, um mehrere Datensignale zur gleichzeitigen Übertragung über ein gemeinsames Frequenzband zu kombinieren.
Dieses Multiplexing wird in großem Umfang in der drahtlosen Kommunikation der zweiten und dritten Generation verwendet.
Es wird in UHF-Mobilfunksystemen (Ultrahochfrequenz) in den Bändern 800 MHz und 1,9 GHz verwendet. Dies ist also eine Kombination aus Analog-Digital-Wandlung und Spread-Spectrum-Technologie.

F: Wie wird CDMA in Mobilfunknetzen verwendet?

A: CDMA wird häufig in 3G- und 4G-Mobilfunknetzen sowie in drahtlosen lokalen Netzwerken (WLANs) verwendet. Die Technologie ermöglicht es mehreren Benutzern, dasselbe Frequenzband gemeinsam zu nutzen, wodurch die Kapazität des Netzwerks erhöht und eine bessere Gesprächsqualität bereitgestellt wird.

F: Kann CDMA in der Satellitenkommunikation verwendet werden?

A: Ja, CDMA kann in der Satellitenkommunikation verwendet werden, da es die gleichzeitige Übertragung mehrerer Signale über eine begrenzte Bandbreite ermöglicht. Dies macht es zu einer beliebten Wahl in Situationen, in denen eine große Anzahl von Signalen gleichzeitig übertragen werden muss, wie z. B. in der Satellitenkommunikation.

F: Was ist der Unterschied zwischen Direktsequenz-CDMA und Frequenzsprung-CDMA?

A: Direktsequenz-CDMA (DS-CDMA) moduliert die Trägerwelle des Signals unter Verwendung einer pseudozufälligen Binärsequenz als Spreizcode, während Frequenzsprung-CDMA (FH-CDMA) das Signal zu unterschiedlichen Zeiten auf einer anderen Frequenz überträgt und der Empfänger das Springen verwendet Muster, um das ursprüngliche Signal zu rekonstruieren.

F: Wie wird CDMA in Mobilfunknetzen verwendet?

F: Kann CDMA in der Satellitenkommunikation verwendet werden?

F: Was ist der Unterschied zwischen Direktsequenz-CDMA und Frequenzsprung-CDMA?

Hier geht es also um einen Überblick über die Code-Division Multiplexing – funktioniert mit Vorteilen, Nachteilen & Anwendungen. Beim CDM werden verschiedene Datensignale zur gleichzeitigen Übertragung über einem gemeinsamen Frequenzband zusammengeführt. Sobald diese CDM-Netzwerktechnik verwendet wird, damit viele Benutzer einen einzigen Kommunikationskanal übertragen können, wird diese Technologie als bekannt CDMA oder Codemultiplex-Mehrfachzugriff (CDMA). Hier ist eine Frage an Sie, was ist FDM?