ריבוי הוא טכניקה המשמשת להעברת אותות מרובים אנלוגיים או דיגיטליים דרך קישור תקשורת כמו גל רדיו או כבל סיבים אופטיים לאות מורכב יחיד. ברגע שהאות המרוכב הזה מגיע ליעדו, הוא עובר דה-מולטיפלקס. אז demultiplexer מחלק את האות בחזרה לאותות המקוריים ומוציא אותם לקווים נפרדים לצורך פעולות אחרות. ישנם סוגים שונים של טכניקות ריבוי כמו FDM , PDM, TDM , CDM, SDM & WDM . מאמר זה דן באחד מסוגי טכניקות ריבוי; ריבוי חלוקת קוד או CDM - עבודה עם יישומים.

מהי ריבוי חלוקת קודים?

המונח CDM מייצג 'חלוקת קוד רִבּוּב וזוהי טכניקת ריבוי שבו אותות נתונים שונים מתמזגים לשידור מיידי מעל פס תדרים משותף. ברגע שמשתמשים בטכניקת ריבוי זו כדי לאפשר למספר משתמשים לשדר ערוץ תקשורת אחד, אז טכניקה זו ידועה בשם CDMA או גישה מרובה לחלוקת קוד.

תרשים ריבוי חלוקת קוד

ריבוי חלוקת הקוד פשוט מקצה קוד ייחודי לכל ערוץ כך שכל ערוץ יכול להשתמש בספקטרום דומה בו זמנית. CDM משתמשת בתקשורת בספקטרום מפוזר שבה אות פס צר מועבר על פני פס תדרים גדול יותר או על פני ערוצים שונים באמצעות חלוקה. הוא אינו מגביל תדרי רוחב פס או אותות דיגיטליים, ולכן הוא פחות פגיע להפרעות, ולכן מספק קיבולת תקשורת נתונים טובה יותר וקו פרטי בטוח יותר.

דיאגרמת ריבוי חלוקת הקוד מוצגת להלן. האיור הבא מציג כיצד כל הערוצים מנצלים תדר דומה בו זמנית לשידור. ה-CDM משתמש בטכניקת הספקטרום המפוזר בתחום התקשורת האלחוטית מכיוון שכל ערוץ מקודד כך שהספקטרום שלו משדר על פני שטח הרבה יותר רחב מאשר בשימוש האות המקורי.

ריבוי חלוקת קודים

למרות ששידור של ספקטרום עשוי להיראות פגום מנקודת מבט ספקטרלית, אז זה לא המקרה שכן כל המשתמשים משדרים את אותו ספקטרום. CDM זה משמש לעתים קרובות עבור טלפונים סלולריים מכיוון שהוא נותן יותר גמישות במצבים מרובי משתמשים.

CDM משתמשת בטכנולוגיית ספקטרום מפוזר כדי למנוע מאויבים ליירט כמו גם לשבש שידורים. אז, בספקטרום מפוזר, אות נתונים מועבר על פני טווח מסוים של תדרים בספקטרום תדרים מוקצה. ספקטרום מפוזר משתמש באותות רעש רחב פס שקשה מאוד להבחין בהם, ליירט אותם או לבטל אותם. בנוסף, קשה מאוד להדביק אותות בספקטרום מפוזר בהשוואה לאותות צר פס. ריבוי זה הוא גם מאובטח מאוד מכיוון שלא קל ליירט או לחסום את האות בתצוגת הטבע המקודדת שלו.

במערכת CDM, הרכיבים הדרושים כמו המקודד והמפענח נמצאים בקצוות המשדר והמקלט. המקודד במשדר משדר את ספקטרום האותות מעל טווח רחב בהרבה מרוחב הפס הקטן ביותר הנדרש לשידור באמצעות קוד ייחודי. אז, המפענח במקלט משתמש בקוד דומה לדחיסת ספקטרום האות ושחזור נתונים.

ישנן שיטות רבות המשמשות לקידוד בהתבסס על האם הוא הסתיים בתחום הזמן, התחום הספקטרלי או שניהם. הקודים המשמשים הם דו-ממדיים, כאשר הן מודאגות בזמן ותדירות. קודי תחום הזמן כוללים קידוד ברצף ישיר וכן קפיצת זמן. הקודים הספקטרליים מיושמים עם הפאזה או המשרעת של רכיבים ספקטרליים שונים.

הפעולה של ריבוי חלוקת קוד היא שניתן להעביר ביט בודד על ידי אפנון רצף של רכיבי אות בתדרים שונים בסדר מסוים. אז התדרים השונים עבור כל סיביות ידועים כקצב השבב. אם ביטים בודדים או מרובים משודרים בתדר דומה, זה ידוע בשם דילוג תדר . אז זה יתרחש פשוט ברגע שקצב השבב יהיה מתחת ל-'1' כי זה היחס בין תדר וסיביות. המקלט בצד המקבל מפענח אפס או ביט אחד פשוט על ידי בדיקת התדרים בסדר הנכון.

כיצד פועל ריבוי חלוקת קודים?

ריבוי חלוקת קוד פועל על ידי הקצאת סדרה של ביטים המכונה פיזור קוד לכל אות כדי להבדיל בין אות אחד למשנהו. קוד התפשטות זה מתמזג עם האות המקורי כדי ליצור זרימה חדשה של נתונים מקודדים, ולאחר מכן הוא מועבר על גבי מדיום משותף. לאחר מכן, דמוקס שיודע את הקוד יכול לאחזר את האותות המקוריים פשוט על ידי הפחתת קוד ההתפשטות שנקרא פיזור.

CDMA

CDMA מייצג 'Code-Division Multiple Access' והוא סוג של ריבוי, המאפשר לאותות רבים לכבוש ערוץ שידור בודד והוא מייעל את ניצול רוחב הפס הנגיש.

מערכת CDMA שונה מאוד בהשוואה לריבוי תדרים וזמן. אז במערכת מסוג זה, למפעיל יש זכות כניסה לכל רוחב הפס לכל התקופה. העיקרון הבסיסי הוא שקודי CDMA שונים משמשים כדי להבדיל בין המשתמשים השונים. טכנולוגיית CDMA זו משמשת במערכות טלפון סלולרי UHF (אולטרה-גבוה) ברצועות 800 מגה-הרץ ו-1.9 גיגה-הרץ.

המאפיינים של CDMA כוללים בעיקר את הדברים הבאים.

CDMA מאפשר למספר משתמשים להתחבר בזמן מוגדר ולכן מספק נתונים משופרים כמו גם קיבולת תקשורת קולית.
במערכת CDMA, אין הגבלה למספר המשתמשים, אם כי כאשר מספר המשתמשים יגדל אז הביצועים ידרדרו.
מערכת CDMA מסירה רעשים והפרעות ומשפרת את איכות הרשת.
ניתן לקודד את שידורי המשתמש לקודים ברורים וייחודיים על ידי CDMA כדי להגן על האותות שלו.
ב-CDMA, ספקטרום מלא מנוצל בכל הערוצים.
כל התאים בתוך מערכות CDMA יכולים להשתמש בתדר דומה.

יתרונות וחסרונות

ה היתרונות של ריבוי חלוקת קוד כלול את הבאים.

איכות האות טובה יותר.
זה מגן מפני הפרעות והקשה מכיוון שהשולח והמקבל יודעים רק את קוד ההפצה.
זה מאוד מוגן מפני האקרים.
הוספת המשתמשים פשוטה וללא גבול למספר המשתמשים.
רוחב פס גדול של האות מקטין את הדהייה המרובה.
שימוש יעיל בספקטרום תדרים מסוים.
חלוקת המשאבים גמישה.
זה יעיל מאוד.
זה לא צריך שום סנכרון.
בריבוי זה, מספר משתמשים יכולים לפצל את אותו רוחב פס.
CDM ניתן להרחבה.
זה תואם לסוגים אחרים של טכנולוגיות סלולריות.
הוא משתמש בספקטרום תדר קבוע ביעילות.
ההפרעה פוחתת עקב מילות קוד שונות שהוקצו לכל משתמש.
האבטחה המשופרת, העמידות בפני הפרעות ושיבוש ושימוש יעיל ברוחב הפס. טכניקת הספקטרום המפוזר של CDMA מקשה על מצותת ליירט את האות, וקודי ההתפשטות הייחודיים הופכים אותו לעמיד בפני הפרעות ושיבוש.

החסרונות של ריבוי חלוקת קוד כוללים את הדברים הבאים.

“מה הסמל של סוללה ”

כאשר מספר המשתמשים יגדל, איכות השירות הכוללת תפחת.
הבעיה של קרוב-רחוק מתרחשת.
זה צריך סנכרון זמן.
ב-CDM, רוחב הפס המשודר של כל משתמש מוגדל ממהירות הנתונים הדיגיטליים של המקור.
קצב העברת הנתונים נמוך.
CDM הוא מורכב.

יישומים

ה יישומים של ריבוי חלוקת קוד כלול את הבאים.

CDM נמצא בשימוש נרחב במה שמכונה תקשורת אלחוטית דור שני (2G) ושלישי דור שלישי. הטכנולוגיה משמשת במערכות טלפון סלולריות בתדר גבוה במיוחד (UHF) ברצועות 800 מגה-הרץ ו-1.9 גיגה-הרץ. זהו שילוב של המרה אנלוגית לדיגיטל וטכנולוגיית ספקטרום מפוזר.
טכניקת רשת CDM משמשת לשילוב מספר אותות נתונים לשידור בו זמנית מעל פס תדרים משותף.
ריבוי זה נמצא בשימוש נרחב בתקשורת אלחוטית של דור שני ושלישי.
הוא משמש במערכות טלפון סלולרי UHF (אולטרה-גבוה) בתחומי 800-MHz ו-1.9-GHz. אז זהו שילוב של המרה אנלוגית לדיגיטל וטכנולוגיית ספקטרום מפוזר.

ש: כיצד נעשה שימוש ב-CDMA ברשתות סלולריות?

ת: CDMA נמצא בשימוש נרחב ברשתות סלולריות 3G ו-4G, כמו גם ברשתות מקומיות אלחוטיות (WLAN). הטכנולוגיה מאפשרת למספר משתמשים לחלוק את אותו פס תדרים, להגדיל את הקיבולת של הרשת ולספק איכות שיחה טובה יותר.

ש: האם ניתן להשתמש ב-CDMA בתקשורת לוויינית?

ת: כן, ניתן להשתמש ב-CDMA בתקשורת לוויינית מכיוון שהוא מאפשר להעביר אותות מרובים בו זמנית ברוחב פס מוגבל. זה הופך אותה לבחירה פופולרית במצבים שבהם צריך להעביר מספר רב של אותות בו זמנית, כמו למשל בתקשורת לוויינית.

ש: מה ההבדל בין CDMA ברצף ישיר לבין CDMA בדילוג תדר?

ת: CDMA ברצף ישיר (DS-CDMA) מווסת את גל הנושא של האות תוך שימוש ברצף בינארי פסאודו אקראי כקוד התפשטות בזמן דילוג תדר CDMA (FH-CDMA) משדר את האות בתדר שונה בזמנים שונים, והמקלט משתמש בדילוג דפוס לשחזור האות המקורי.

ש: כיצד נעשה שימוש ב-CDMA ברשתות סלולריות?

ש: האם ניתן להשתמש ב-CDMA בתקשורת לוויינית?

ש: מה ההבדל בין CDMA ברצף ישיר לבין CDMA בדילוג תדר?

לפיכך, זה הכל על סקירה כללית של חלוקת קוד ריבוי - עובד עם יתרונות, חסרונות ויישומים. ב-CDM, אותות נתונים שונים מתמזגים לשידור מעל פס תדרים משותף בו-זמנית. ברגע שמשתמשים בטכניקת רשת CDM זו כדי לאפשר למשתמשים רבים לשדר ערוץ תקשורת יחיד, הטכנולוגיה הזו ידועה בשם CDMA או גישה מרובה לחלוקת קוד (CDMA). הנה שאלה בשבילך, מה זה FDM?