Code Division Multiplexing : Fonctionnement, Types & Ses Applications

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Le multiplexage est une technique utilisée pour transmettre plusieurs signaux analogiques ou numériques sur une liaison de communication comme une onde radio ou un câble à fibre optique en un seul signal composite. Une fois que ce signal composite atteint sa destination, il est alors démultiplexé. Ainsi, le démultiplexeur divise le signal en signaux d'origine et les sort en lignes séparées aux fins d'autres opérations. Il existe différents types de techniques de multiplexage comme FDM , MPD, GDT , MDP, SDM & WDM . Cet article traite de l'un des types de techniques de multiplexage ; multiplexage par répartition en code ou CDM – travailler avec des applications.


Qu'est-ce que le multiplexage par répartition en code ?

Le terme CDM signifie « Code division multiplexage ' et c'est une technique de multiplexage où divers signaux de données sont fusionnés pour une transmission instantanée au-dessus d'une bande de fréquences commune. Une fois que cette technique de multiplexage est utilisée pour permettre à plusieurs utilisateurs de transmettre un seul canal de communication, alors cette technique est connue sous le nom d'accès multiple par répartition en code ou CDMA.



Diagramme de multiplexage par répartition en code

Le multiplexage par répartition en code attribue simplement un code unique à chaque canal afin que chaque canal puisse utiliser un spectre similaire en même temps. Le CDM utilise une communication à spectre étalé dans laquelle un signal à bande étroite est transmis sur une bande de fréquences plus large ou sur divers canaux par division. Il ne limite pas les fréquences de bande passante ou les signaux numériques, il est donc moins vulnérable aux interférences et offre ainsi une meilleure capacité de communication de données et une ligne privée plus sûre.

Le schéma de multiplexage par répartition en code est présenté ci-dessous. La figure suivante montre comment tous les canaux utilisent simultanément une fréquence similaire pour la transmission. Le CDM utilise la technique du spectre étalé dans le domaine des communications sans fil car chaque canal est codé de sorte que son spectre diffuse sur une zone beaucoup plus large que celle utilisée par le signal d'origine.



  Multiplexage par répartition en code
Multiplexage par répartition en code

Même si la diffusion du spectre peut apparaître défaillante d'un point de vue spectral, il n'en est rien puisque tous les utilisateurs transmettent le même spectre. Ce CDM est fréquemment utilisé pour les téléphones portables car il offre plus de flexibilité dans les situations multi-utilisateurs.

CDM utilise la technologie à spectre étalé pour empêcher les ennemis d'intercepter et de brouiller les transmissions. Ainsi, dans un spectre étalé, un signal de données est transmis sur une certaine plage de fréquences dans un spectre de fréquences alloué. Le spectre étalé utilise des signaux de bruit à large bande qui sont très difficiles à remarquer, à intercepter ou à démoduler. De plus, les signaux à spectre étalé sont plus difficiles à bloquer que les signaux à bande étroite. Ce multiplexage est également très sécurisé car il n'est pas aisé d'intercepter ou de brouiller le signal dans sa nature codée vue.

  PCBWay

Dans le système CDM, les composants nécessaires comme l'encodeur et le décodeur sont situés aux extrémités de l'émetteur et du récepteur. L'encodeur de l'émetteur transmet le spectre du signal au-dessus d'une plage beaucoup plus large que la moindre bande passante requise pour la transmission via un code unique. Ainsi, le décodeur du récepteur utilise un code similaire pour la compression du spectre du signal et la récupération des données.

De nombreuses méthodes sont utilisées pour le codage selon qu'il est terminé dans le domaine temporel, le domaine spectral ou les deux. Les codes utilisés sont bidimensionnels alors que le temps et la fréquence sont concernés. Les codes de domaine temporel comprennent un codage à séquence directe ainsi qu'un saut de temps. Les codes spectraux sont mis en œuvre avec la phase ou l'amplitude de différentes composantes spectrales.

Le fonctionnement du multiplexage par répartition en code est qu'un seul bit peut être transmis en modulant une séquence d'éléments de signal à diverses fréquences dans un ordre particulier. Ainsi, les différentes fréquences pour chaque bit sont appelées taux de puce. Si un ou plusieurs bits sont transmis à une fréquence similaire, on parle alors de saut de fréquence . Donc, cela se produira simplement une fois que le débit de puces sera inférieur à « 1 », car il s'agit du rapport de la fréquence et du bit. Le récepteur côté réception décode un zéro ou un bit en vérifiant simplement les fréquences dans le bon ordre.

Comment fonctionne le multiplexage par répartition en code ?

Le multiplexage par division de code fonctionne en attribuant une série de bits appelés code d'étalement à chaque signal pour différencier un signal d'un autre. Ce code d'étalement est fusionné avec le signal d'origine pour générer un nouveau flux de données codées, après quoi il est transmis sur un support partagé. Après cela, un démultiplexeur connaissant le code peut récupérer les signaux d'origine en soustrayant simplement le code d'étalement appelé désétalement.

CDMA

CDMA signifie 'Code-Division Multiple Access' et c'est un type de multiplexage qui permet à de nombreux signaux d'occuper un seul canal de transmission et qui optimise l'utilisation de la bande passante accessible.

Le système CDMA est extrêmement différent du multiplexage fréquentiel et temporel. Ainsi, dans ce type de système, un opérateur a le droit d'accéder à toute la bande passante pendant toute la période. Le principe fondamental est que différents codes CDMA sont utilisés pour différencier les différents utilisateurs. Cette technologie CDMA est utilisée dans les systèmes de téléphonie cellulaire UHF (ultra-haute fréquence) dans les bandes 800 MHz et 1,9 GHz.

Les caractéristiques du CDMA comprennent principalement les éléments suivants.

  • CDMA permet à un certain nombre d'utilisateurs de se connecter à un moment précis et fournit ainsi des données améliorées ainsi qu'une capacité de communication vocale.
  • Dans un système CDMA, il n'y a pas de limite au nombre d'utilisateurs, bien que lorsque le nombre d'utilisateurs augmente, les performances se dégradent.
  • Un système CDMA supprime le bruit et les interférences et améliore la qualité du réseau.
  • Les transmissions de l'utilisateur peuvent être codées en codes distincts et uniques par CDMA pour protéger ses signaux.
  • En CDMA, un spectre complet est utilisé à travers tous les canaux.
  • Toutes les cellules des systèmes CDMA peuvent utiliser une fréquence similaire.

Avantages et inconvénients

Le avantages du multiplexage par répartition en code inclure les éléments suivants.

  • La qualité du signal est meilleure.
  • Il protège des interférences et des tapotements car l'expéditeur et le récepteur ne connaissent que le code de propagation.
  • Il est bien protégé des pirates.
  • L'ajout d'utilisateurs est simple et sans limite de nombre d'utilisateurs.
  • Une large bande passante du signal diminue l'évanouissement par trajets multiples.
  • Utilisation efficace d'un spectre de fréquence particulier.
  • La distribution des ressources est flexible.
  • Il est hautement efficace.
  • Il n'a besoin d'aucune synchronisation.
  • Dans ce multiplexage, plusieurs utilisateurs peuvent partager la même bande passante.
  • Le CDM est évolutif.
  • Il est compatible avec d'autres types de technologies cellulaires.
  • Il utilise efficacement un spectre de fréquence fixe.
  • Les interférences sont réduites grâce aux différents mots de code attribués à chaque utilisateur.
  • La sécurité améliorée, la résistance aux interférences et au brouillage et l'utilisation efficace de la bande passante. La technique de spectre étalé de CDMA rend plus difficile pour un indiscret d'intercepter le signal, et les codes d'étalement uniques le rendent résistant aux interférences et au brouillage.

Les inconvénients du multiplexage par répartition de code sont les suivants.

  • Lorsque le nombre d'utilisateurs augmente, la qualité globale du service diminue.
  • Le problème du proche-loin se pose.
  • Il a besoin d'une synchronisation de l'heure.
  • Dans CDM, la bande passante transmise de chaque utilisateur est agrandie par rapport à la vitesse des données numériques de la source.
  • Le débit de transmission des données est faible.
  • Le MDP est complexe.

Applications

Le applications du multiplexage par répartition en code inclure les éléments suivants.

  • Le CDM est largement utilisé dans les communications sans fil dites de deuxième génération (2G) et de troisième génération 3G. La technologie est utilisée dans les systèmes de téléphonie cellulaire ultra-haute fréquence (UHF) dans les bandes 800 MHz et 1,9 GHz. Il s'agit d'une combinaison de conversion analogique-numérique et de technologie à spectre étalé.
  • La technique de mise en réseau CDM est utilisée pour combiner plusieurs signaux de données pour une transmission simultanée au-dessus d'une bande de fréquences commune.
  • Ce multiplexage est largement utilisé dans les communications sans fil de deuxième et troisième génération.
  • Il est utilisé dans les systèmes de téléphonie cellulaire UHF (ultra-haute fréquence) dans les bandes 800 MHz et 1,9 GHz. Il s'agit donc d'une combinaison de la conversion analogique-numérique et de la technologie à spectre étalé.

Q : Comment le CDMA est-il utilisé dans les réseaux cellulaires ?

R : Le CDMA est largement utilisé dans les réseaux cellulaires 3G et 4G, ainsi que dans les réseaux locaux sans fil (WLAN). La technologie permet à plusieurs utilisateurs de partager la même bande de fréquences, augmentant ainsi la capacité du réseau et offrant une meilleure qualité d'appel.

Q : Le CDMA peut-il être utilisé dans les communications par satellite ?

R : Oui, le CDMA peut être utilisé dans les communications par satellite car il permet la transmission simultanée de plusieurs signaux sur une bande passante limitée. Cela en fait un choix populaire dans les situations où un grand nombre de signaux doivent être transmis simultanément, comme dans les communications par satellite.

Q : Quelle est la différence entre le CDMA à séquence directe et le CDMA à saut de fréquence ?

A: la séquence directe CDMA (DS-CDMA) module l'onde porteuse du signal en utilisant une séquence binaire pseudo-aléatoire comme code d'étalement tandis que le saut de fréquence CDMA (FH-CDMA) transmet le signal sur une fréquence différente à différents moments, et le récepteur utilise le saut modèle pour reconstruire le signal d'origine.

Q : Comment le CDMA est-il utilisé dans les réseaux cellulaires ?

R : Le CDMA est largement utilisé dans les réseaux cellulaires 3G et 4G, ainsi que dans les réseaux locaux sans fil (WLAN). La technologie permet à plusieurs utilisateurs de partager la même bande de fréquences, augmentant ainsi la capacité du réseau et offrant une meilleure qualité d'appel.

Q : Le CDMA peut-il être utilisé dans les communications par satellite ?

R : Oui, le CDMA peut être utilisé dans les communications par satellite car il permet la transmission simultanée de plusieurs signaux sur une bande passante limitée. Cela en fait un choix populaire dans les situations où un grand nombre de signaux doivent être transmis simultanément, comme dans les communications par satellite.

Q : Quelle est la différence entre le CDMA à séquence directe et le CDMA à saut de fréquence ?

A: la séquence directe CDMA (DS-CDMA) module l'onde porteuse du signal en utilisant une séquence binaire pseudo-aléatoire comme code d'étalement tandis que le saut de fréquence CDMA (FH-CDMA) transmet le signal sur une fréquence différente à différents moments, et le récepteur utilise le saut modèle pour reconstruire le signal d'origine.

Il s'agit donc d'un aperçu de la division du code multiplexage – travail avec avantages, inconvénients & applications. Dans le CDM, divers signaux de données sont fusionnés pour être transmis simultanément au-dessus d'une bande de fréquences commune. Une fois que cette technique de mise en réseau CDM est utilisée pour permettre à de nombreux utilisateurs de transmettre un seul canal de communication, cette technologie est connue sous le nom de CDMA ou accès multiple par répartition en code (CDMA). Voici une question pour vous, qu'est-ce que le FDM ?