Il multiplexing è una tecnica utilizzata per trasmettere più segnali analogici o digitali su un collegamento di comunicazione come un'onda radio o un cavo in fibra ottica in un singolo segnale composito. Una volta che questo segnale composito raggiunge la sua destinazione, viene demultiplato. Quindi il demultiplexer divide il segnale nei segnali originali e li emette in linee separate allo scopo di altre operazioni. Esistono diversi tipi di tecniche di multiplexing come FDM , PDM, TDM , CDM, SDM e WDM . Questo articolo discute uno dei tipi di tecniche di multiplexing; multiplexing a divisione di codice o CDM – lavorare con le applicazioni.

Che cos'è il multiplexing a divisione di codice?

Il termine CDM sta per “Code division multiplexing ” ed è una tecnica di multiplexing in cui vari segnali di dati vengono uniti per la trasmissione istantanea al di sopra di una banda di frequenza comune. Una volta utilizzata questa tecnica di multiplexing per consentire a più utenti di trasmettere un singolo canale di comunicazione, questa tecnica è nota come CDMA o accessi multipli a divisione di codice.

Diagramma di multiplexing della divisione del codice

Il multiplexing a divisione di codice assegna semplicemente un codice univoco a ciascun canale in modo che ogni canale possa utilizzare uno spettro simile allo stesso tempo. CDM utilizza la comunicazione a spettro esteso in cui un segnale a banda stretta viene trasmesso su una banda di frequenza più ampia o attraverso vari canali attraverso la divisione. Non limita le frequenze della larghezza di banda o i segnali digitali, quindi è meno vulnerabile alle interferenze e fornisce quindi una migliore capacità di comunicazione dei dati e una linea privata più sicura.

Il diagramma di multiplexing a divisione di codice è mostrato di seguito. La figura seguente mostra come tutti i canali utilizzano simultaneamente una frequenza simile per la trasmissione. Il CDM utilizza la tecnica dello spettro esteso nel dominio della comunicazione wireless perché ogni canale è codificato in modo che il suo spettro trasmetta su un'area molto più ampia di quella utilizzata dal segnale originale.

Multiplexing a divisione di codice

Anche se la trasmissione dello spettro può apparire errata dal punto di vista spettrale, non è così poiché tutti gli utenti trasmettono lo stesso spettro. Questo CDM viene spesso utilizzato per i telefoni cellulari perché offre maggiore flessibilità all'interno di situazioni multiutente.

CDM utilizza la tecnologia a spettro esteso per impedire ai nemici di intercettare e disturbare le trasmissioni. Quindi, in uno spettro esteso, un segnale dati viene trasmesso su un certo intervallo di frequenze in uno spettro di frequenza assegnato. Lo spettro esteso utilizza segnali di rumore a banda larga che sono molto difficili da notare, intercettare o demodulare. Inoltre, i segnali a spettro esteso sono molto più difficili da disturbare rispetto ai segnali a banda stretta. Questo multiplexing è anche molto sicuro perché non è facile intercettare o disturbare il segnale vista la sua natura codificata.

Nel sistema CDM, i componenti necessari come l'encoder e il decoder si trovano alle estremità del trasmettitore e del ricevitore. L'encoder del trasmettitore trasmette lo spettro del segnale al di sopra di un intervallo molto più ampio rispetto alla larghezza di banda minima richiesta per la trasmissione attraverso un codice univoco. Quindi, il decodificatore del ricevitore utilizza un codice simile per la compressione dello spettro del segnale e il recupero dei dati.

Esistono molti metodi utilizzati per la codifica in base al fatto che sia terminata nel dominio del tempo, nel dominio spettrale o in entrambi i modi. I codici utilizzati sono bidimensionali mentre sono interessati sia il tempo che la frequenza. I codici nel dominio del tempo comprendono la codifica della sequenza diretta e il time hopping. I codici spettrali sono implementati con la fase o l'ampiezza di diverse componenti spettrali.

L'operazione di multiplexing a divisione di codice è che un singolo bit può essere trasmesso modulando una sequenza di elementi di segnale a varie frequenze in un ordine particolare. Quindi le diverse frequenze per ogni bit sono note come chip rate. Se uno o più bit vengono trasmessi a una frequenza simile, allora è noto come salto di frequenza . Quindi questo accadrà semplicemente una volta che il chip rate è inferiore a '1' perché è il rapporto tra frequenza e bit. Il ricevitore sul lato ricevente decodifica uno zero o un bit semplicemente controllando le frequenze nel giusto ordine.

Come funziona il multiplexing a divisione di codice?

Il multiplexing a divisione di codice funziona assegnando una serie di bit noti come codice di diffusione a ogni segnale per differenziare un segnale da un altro. Questo codice di diffusione viene unito al segnale originale per generare un nuovo flusso di dati codificati, dopodiché viene trasmesso su un mezzo condiviso. Successivamente, un demux che conosce il codice può recuperare i segnali originali semplicemente sottraendo il codice di diffusione che si chiama diffusione.

CDMA

CDMA sta per “Code-Division Multiple Access” ed è un tipo di multiplexing che consente a più segnali di occupare un singolo canale di trasmissione e ottimizza l'utilizzo della larghezza di banda accessibile.

Il sistema CDMA è estremamente diverso rispetto al multiplexing di frequenza e tempo. Quindi in questo tipo di sistema un operatore ha diritto di accesso all'intera banda per l'intero periodo. Il principio fondamentale è che vengono utilizzati diversi codici CDMA per differenziare i diversi utenti. Questa tecnologia CDMA è utilizzata nei sistemi di telefonia cellulare UHF (ultra-high-frequency) nelle bande da 800 MHz e 1,9 GHz.

Le caratteristiche di CDMA includono principalmente quanto segue.

CDMA consente a un numero di utenti di connettersi in un momento specifico e quindi fornisce dati avanzati e capacità di comunicazione vocale.
In un sistema CDMA, non c'è limite al numero di utenti, anche se quando il numero di utenti aumenta, le prestazioni diminuiranno.
Un sistema CDMA rimuove il rumore e le interferenze e migliora la qualità della rete.
Le trasmissioni dell'utente possono essere codificate in codici distinti e univoci da CDMA per proteggere i suoi segnali.
In CDMA, viene utilizzato uno spettro completo attraverso tutti i canali.
Tutte le celle all'interno dei sistemi CDMA possono utilizzare una frequenza simile.

Vantaggi e svantaggi

IL Vantaggi del multiplexing a divisione di codice include il seguente.

La qualità del segnale è migliore.
Protegge da interferenze e intercettazioni perché il mittente e il destinatario conoscono solo il codice di diffusione.
È molto protetto dagli hacker.
L'aggiunta di utenti è semplice e senza limiti per il numero di utenti.
L'ampia larghezza di banda del segnale riduce il multipath fading.
Uso efficiente di un particolare spettro di frequenza.
La distribuzione delle risorse è flessibile.
È altamente efficiente.
Non ha bisogno di alcuna sincronizzazione.
In questo multiplexing, un numero di utenti può suddividere la stessa larghezza di banda.
CDM è scalabile.
È compatibile con altri tipi di tecnologie cellulari.
Utilizza uno spettro di frequenza fisso in modo efficiente.
L'interferenza è ridotta grazie alle diverse parole in codice assegnate a ciascun utente.
Il miglioramento della sicurezza, la resistenza alle interferenze e agli inceppamenti e l'uso efficiente della larghezza di banda. La tecnica dello spettro esteso di CDMA rende più difficile per un intercettatore intercettare il segnale e i codici di diffusione univoci lo rendono resistente alle interferenze e ai disturbi.

Gli svantaggi del multiplexing a divisione di codice includono quanto segue.

Quando il numero di utenti aumenta, la qualità complessiva del servizio diminuirà.
Si verifica il problema del vicino-lontano.
Ha bisogno della sincronizzazione dell'ora.
In CDM, la larghezza di banda trasmessa di ciascun utente viene ampliata rispetto alla velocità dei dati digitali della sorgente.
La velocità di trasmissione dei dati è bassa.
CDM è complesso.

Applicazioni

IL applicazioni del multiplexing a divisione di codice include il seguente.

Il CDM è ampiamente utilizzato nelle cosiddette comunicazioni wireless di seconda generazione (2G) e di terza generazione 3G. La tecnologia è utilizzata nei sistemi di telefonia cellulare ad altissima frequenza (UHF) nelle bande da 800 MHz e 1,9 GHz. Questa è una combinazione di conversione da analogico a digitale e tecnologia a spettro esteso.
La tecnica di rete CDM viene utilizzata per combinare diversi segnali di dati per la trasmissione simultanea su una banda di frequenza comune.
Questo multiplexing è ampiamente utilizzato nelle comunicazioni wireless di seconda e terza generazione.
Viene utilizzato nei sistemi di telefonia cellulare UHF (ultra-alta frequenza) all'interno delle bande da 800 MHz e 1,9 GHz. Quindi questa è una combinazione di conversione da analogico a digitale e tecnologia a spettro esteso.

D: Come viene utilizzato il CDMA nelle reti cellulari?

R: Il CDMA è ampiamente utilizzato nelle reti cellulari 3G e 4G, nonché nelle reti locali wireless (WLAN). La tecnologia consente a più utenti di condividere la stessa banda di frequenza, aumentando la capacità della rete e fornendo una migliore qualità delle chiamate.

“Schema del circuito di controllo della velocità del motore a 12 volt ”

D: Il CDMA può essere utilizzato nelle comunicazioni via satellite?

R: Sì, il CDMA può essere utilizzato nelle comunicazioni via satellite poiché consente la trasmissione simultanea di più segnali su una larghezza di banda limitata. Questo lo rende una scelta popolare in situazioni in cui un gran numero di segnali deve essere trasmesso simultaneamente, come nelle comunicazioni satellitari.

D: Qual è la differenza tra CDMA a sequenza diretta e CDMA a salto di frequenza?

A: Il CDMA a sequenza diretta (DS-CDMA) modula l'onda portante del segnale utilizzando una sequenza binaria pseudocasuale come codice di diffusione mentre il CDMA a salto di frequenza (FH-CDMA) trasmette il segnale su una frequenza diversa in momenti diversi e il ricevitore utilizza il salto di frequenza modello per ricostruire il segnale originale.

D: Come viene utilizzato il CDMA nelle reti cellulari?

D: Il CDMA può essere utilizzato nelle comunicazioni via satellite?

R: Sì, il CDMA può essere utilizzato nelle comunicazioni via satellite in quanto consente la trasmissione simultanea di più segnali su una larghezza di banda limitata. Questo lo rende una scelta popolare in situazioni in cui un gran numero di segnali deve essere trasmesso simultaneamente, come nelle comunicazioni satellitari.

D: Qual è la differenza tra CDMA a sequenza diretta e CDMA a salto di frequenza?

Quindi, si tratta di una panoramica della divisione del codice multiplexing – funzionante con vantaggi, svantaggi e applicazioni. In CDM, vari segnali di dati vengono uniti per la trasmissione simultaneamente su una banda di frequenza comune. Una volta utilizzata questa tecnica di rete CDM per consentire a molti utenti di trasmettere un singolo canale di comunicazione, questa tecnologia è nota come CDMA o accesso multiplo a divisione di codice (CDMA). Ecco una domanda per te, cos'è FDM?