چندگانه

در هر سیستم ارتباطی که دیجیتالی یا آنالوگ باشد ، برای انتقال به یک کانال ارتباطی نیاز داریم. این کانال می تواند یک لینک سیمی یا بی سیم باشد. تخصیص کانالهای جداگانه برای هر کاربر عملی نیست. بنابراین گروهی از سیگنال ها با هم ترکیب شده و از طریق یک کانال مشترک ارسال می شوند. برای این کار ما از چند برابر استفاده می کنیم. Multiplexer وسیله ای است که به اطلاعات دیجیتالی از چندین منبع اجازه می دهد تا برای انتقال به یک مقصد واحد روی یک خط واحد حرکت کنند. یک demultiplexer عملکرد معکوس چند برابر را انجام می دهد. اطلاعات دیجیتالی را از یک خط واحد می گیرد و آن را به تعداد مشخصی از خطوط خروجی توزیع می کند.

کلید واژه ها

• تقسیم فرکانس چند برابر
• چند برابر تقسیم زمان
• بخش چند برابر کردن کد
• طول موج چندگانه
• تقسیم فرکانس متعامد چند برابر
• کلید تغییر دامنه
• کلید تغییر فرکانس
• کلید تغییر فاز

اطلاعات نویسنده

vijayakumar nandalal *

• گروه مهندسی الکترونیک و ارتباطات ، کالج مهندسی و فناوری سری کریشنا ، کویمباتور ، تامیلنادو ، هند

ام اس. سومالااتا

• گروه مهندسی الکترونیک و ارتباطات ، کالج مهندسی و فناوری سری کریشنا ، کویمباتور ، تامیلنادو ، هند

*به کلیه مکاتبات با: nandalalskcet@gmail.com آدرس دهید

1. معرفی

Multiplexing فرآیند انتقال اطلاعات از بیش از یک منبع به یک سیگنال واحد در یک رسانه مشترک است. ما می توانیم بتوانیم سیگنال آنالوگ یا دیجیتال را چند برابر کنیم. اگر سیگنال های آنالوگ چند برابر شوند ، به این نوع مولتیپلر مولتیپلر آنالوگ گفته می شود. اگر سیگنال های دیجیتال چند برابر شوند ، به این نوع مولتیپلر دیجیتال مولتیپلر گفته می شود. مزیت چند برابر این است که می توانیم تعداد زیادی سیگنال را به یک رسانه واحد منتقل کنیم. این کانال می تواند یک رسانه فیزیکی مانند یک هادی کواکسیال ، فلزی یا یک لینک بی سیم باشد و مجبور است به طور همزمان چندین سیگنال را اداره کند. بنابراین می توان هزینه انتقال را کاهش داد. حتی اگر انتقال در همان کانال رخ دهد ، لزوماً در همان لحظه اتفاق نمی افتد. به طور کلی چند برابر کردن تکنیکی است که در آن چندین سیگنال پیام به یک سیگنال کامپوزیت ترکیب می شوند تا بتوان آنها را از طریق یک کانال مشترک منتقل کرد. به منظور انتقال سیگنال های مختلف از طریق همان کانال ، برای جلوگیری از تداخل بین آنها ، سیگنال ها را از هم جدا کنید ، و سپس می توان آن را به راحتی در انتهای دریافت از هم جدا کرد.

دامنه هایی که در آن می توان چند برابر را انجام داد ، زمان ، فاز ، طول موج فرکانس و غیره است. مدارهای چند برابر کننده به چند برابر یا MUX گفته می شود.

1. 1انواع چند برابر

مولتیپلکس ها عمدتاً همانطور که در شکل 1 نشان داده شده است طبقه بندی می شوند. چند برابر کردن آنالوگ و چند برابر دیجیتال طبقه بندی اصلی هستند.

شکل 1.

طبقه بندی تکنیک های چند برابر.

2. چند برابر کردن آنالوگ

متداول ترین تکنیک های چند برابر کردن آنالوگ ، تقسیم فرکانس تقسیم (FDM) و چند برابر تقسیم طول موج است.

2. 1تقسیم فرکانس چند برابر

تقسیم فرکانس چند برابر [1 ، 2 ، 3 ، 4] یک تکنیک شبکه است که بسیاری از سیگنال ها را به یک واحد واحد ترکیب می کند و سپس سیگنال ترکیبی را از طریق یک کانال ارتباطی مشترک منتقل می کند. در سمت گیرنده ، روند مخالف انجام می شود که به عنوان demultiplexing شناخته می شود که سیگنال های کانال فردی را استخراج می کند. در اینجا سمت فرستنده چند برابر را انجام می دهد ، و طرف گیرنده عملکرد demultiplexing را انجام می دهد. در FDM پهنای باند کل موجود در یک محیط ارتباطی به یک سری از باندهای فرکانس غیر همجنسگرا تقسیم می شود. از هر یک از این گروهها برای حمل سیگنال جداگانه استفاده می شود. در FDM همه کاربران در تمام وقت از یک کانال مشترک استفاده می کنند. اما هر یک از کاربران برای جلوگیری از تداخل سیگنال با فرکانسهای مختلف برای انتقال اختصاص می یابد. بعضی اوقات امکان صحبت متقابل وجود دارد زیرا همه کاربران در همان زمان از محیط انتقال استفاده می کنند.

FDM برای انتقال سیگنال آنالوگ استفاده می شود. نیازی به هماهنگی بین فرستنده و گیرنده ندارد. در اینجا تعداد زیادی از سیگنال ها می توانند به طور همزمان منتقل شوند. این مشکل متقاطع را رنج می برد و اعوجاج Intermodulation ممکن است اتفاق بیفتد.

FDM در مدولاسیون دامنه (AM) و پخش FM ، شبکه های تلفنی عمومی و سیستم های شبکه تلویزیونی کابلی استفاده می شود. تخصیص باند فرکانس به کاربران مختلف در شکل 2 نشان داده شده است.

شکل 2.

تخصیص فرکانس های مختلف به کاربران مختلف در FDM.

2. 2طول موج چندگانه

ارتباطات فیبر نوری به نوع متفاوتی از مولتیپلر به نام مولتیپلر تقسیم طول موج (WAD) نیاز دارد [2 ، 4]. این یک تکنیک چند برابر آنالوگ است. این برای کابل فیبر قابلیت نرخ داده بالا طراحی شده است. در این تکنیک پهنای باند کانال ارتباطی باید بیشتر از پهنای باند ترکیبی کانال های جداگانه باشد. در اینجا سیگنال ها به سیگنال های سبک تبدیل می شوند. هر نوری که دارای طول موج های مختلفی است از طریق کابل فیبر یکسان منتقل می شود. سیستم انتقال WDM پهنای باند فیبر نوری را به تعدادی از طول موجهای نوری غیر قابل جمع آوری تقسیم می کند. به این کانال های WDM گفته می شود. WDM تمام سیگنال های ورودی را با طول موج های مختلف مخلوط می کند و از طریق یک کانال مشترک منتقل می شود. یک demultiplexer عملکرد معکوس را انجام می دهد و طول موج را از هم جدا می کند. این مکانیسم چند برابر ظرفیت انتقال در دسترس بسیار بالاتر را فراهم می کند.

شکل 3 بازنمایی سیستم WDM را نشان می دهد که از مولتیپلکسر و demultiplexer تشکیل شده است.

شکل 3.

بازنمایی Multiplexing WDM.

Multiplexing WDM و demultiplexing شبیه به شکست نور از طریق منشور است همانطور که در شکل 4 نشان داده شده است.

شکل 4

انکسار نور از طریق منشور.

چند برابر تقسیم طول موج به دو نوع ، WDM یک طرفه و WDM دو جهته تقسیم می شود. در WDM یک طرفه ، داده ها فقط از یک طرف ارسال می شود و از طرف دیگر دریافت می شود. چند برابر طول موج در سمت فرستنده رخ می دهد ، و demultiplexing طول موج در سمت گیرنده صورت می گیرد. در WDM دو جهته داده ها را می توان از هر دو طرف ارسال کرد ، به این معنی که هر دو طرف می توانند همانطور که در شکل 5 نشان داده شده است ، چند برابر و از بین بروند.

شکل 5

2. 2. 1. مزایای WDM

در WDM انتقال کامل دوپلکس امکان پذیر است.

پیکربندی آسانتر است.

اجزای نوری قابل اطمینان تر هستند و پهنای باند بالاتری را ارائه می دهند.

امنیت بالا و دسترسی سریعتر به کانال جدید را فراهم کنید.

هزینه کم و گسترش سیستم آسان.

انتقال همزمان سیگنال های مختلف.

2. 2. 2. مضرات WDM

مقیاس پذیری یک نگرانی به عنوان خاتمه خط نوری (OLT) است. خاتمه خط نوری برای هر واحد شبکه نوری (ONU) باید دارای آرایه فرستنده با یک فرستنده باشد. اضافه کردن یک ONU جدید می تواند یک مشکل باشد مگر اینکه فرستنده ها از قبل تهیه شوند. هر ONU باید یک لیزر خاص طول موج داشته باشد.

هزینه سیستم با افزودن اجزای نوری افزایش می یابد.

ناکارآمدی در استفاده از BW ، دشواری در تنظیم طول موج و دشواری در توپولوژی آبشار.

2. 3. مالتی پلکسی تقسیم فرکانس

FDM [1، 2، 3، 4] بر اساس اشتراک پهنای باند موجود یک کانال ارتباطی در میان سیگنال هایی است که قرار است ارسال شود. این یک تکنیک مالتی پلکس آنالوگ است که از یک رسانه انتقال استفاده می کند که به چندین کانال فرکانس تقسیم می شود. در اینجا کل پهنای باند کانال باید بیشتر از مجموع پهنای باند فردی باشد. اگر کانال ها به یکدیگر نزدیکتر باشند، ممکن است بحث متقابل رخ دهد. بنابراین، اجرای همگام سازی کانال ضروری است. برای این منظور مقداری پهنای باند به عنوان باند محافظ اختصاص داده می شود. اینها کانال های بلااستفاده ای هستند که بین کانال های انتقال متوالی قرار می گیرند تا از گفتگوی متقابل جلوگیری شود.

برای مالتی پلکس تقسیم فرکانس اگر سیگنال ورودی دیجیتال است، قبل از دادن آن به عنوان ورودی به مدولاتور باید به آنالوگ تبدیل شود.

2. 3. 1. بلوک دیاگرام فرستنده FDM

در FDM سیگنال ها توسط دستگاه های ارسال کننده تولید می شوند و خطوط ورودی متعددی وجود دارد. از بلوک دیاگرام (شکل 6)، کانال 1 تا کانال n به عنوان کانال ورودی در نظر گرفته شده است. این سیگنال ها به ورودی مدولاتور مربوطه می رسند، جایی که سیگنال دیگری را از یک نوسان ساز کریستالی به نام سیگنال حامل دریافت می کند که یک سیگنال با دامنه بالا با فرکانس بالا است. سیگنال حامل با سیگنال ورودی مدوله می شود. مدولاتورهای مختلف از سیگنال های حامل مختلف برای مدولاسیون استفاده می کنند. لازم به ذکر است که باند فرکانسی یک مدولاتور هیچگونه تداخلی با باند فرکانسی مدولاتورهای دیگر ایجاد نخواهد کرد.

شکل 6.

بلوک دیاگرام فرستنده FDM.

هر یک از مدولاتورها سیگنال مدوله شده مربوطه را در خروجی خود تولید می کنند. تمام خروجی مدولاتورها به یک مدار جمع کننده یا میکسر داده می شود. از آنجا به مدولاتور دیگری برای جابجایی بیشتر پهنای باند کل داده می شود. در نهایت، این سیگنال فرکانس بالاتر از طریق کانال منتقل می شود.

2. 3. 2. گیرنده FDM

نمودار بلوک زیر (شکل 7) مفهوم تخریب سیگنال FDM را در سمت دریافت کننده نشان می دهد. آنتن سیگنال مدوله شده چند برابر را از فرستنده دریافت می کند. این سیگنال در گیرنده ضعیف خواهد بود. بنابراین لازم است سیگنال تقویت شود. این کار در مرحله اولیه گیرنده انجام می شود. سپس سیگنال تقویت شده به Demodulator ارسال می شود. خروجی دموکراتور به فیلترهای باند-گذر داده می شود که به خوبی با فرکانس های اصلی حامل ها طراحی شده اند که به صورت جداگانه در سمت انتقال استفاده می شوند. بنابراین خروجی هر BPF همانند خروجی مدوله شده در اصل از تعدیل کننده مربوطه خواهد بود.

شکل 7

نمودار بلوک گیرنده FDM.

سپس ما برای بازیابی سیگنال اصلی از دموکراتولرهای مربوطه مربوطه استفاده می کنیم.

2. 3. 3. مزیت چند برابر FDM

تعداد زیادی از سیگنال ها (کانال ها) می توانند به طور همزمان منتقل شوند.

تخریب FDM آسان است.

FDM برای عملکرد مناسب نیازی به هماهنگی بین فرستنده و گیرنده آن ندارد.

به دلیل محو شدن باریک باریک ، فقط یک کانال واحد تحت تأثیر قرار می گیرد.

2. 3. 4. مضرات FDM

کانال ارتباطی باید پهنای باند بسیار بزرگی داشته باشد.

اعوجاج Intermodulation صورت می گیرد.

تعداد زیادی از تعدیل کننده ها و فیلترها مورد نیاز است.

FDM از مشکل صحبت متقاطع رنج می برد.

تمام کانال های FDM به دلیل محو شدن پهنای باند تحت تأثیر قرار می گیرند.

2. 3. 5. برنامه های FDM

FDM برای پخش رادیو FM و AM استفاده می شود.

FDM در پخش تلویزیون استفاده می شود.

تلفن همراه نسل اول نیز از FDM استفاده می کند.

2. 4چند برابر تقسیم زمان

در زمان تقسیم چند برابر (TDM) [1 ، 2 ، 3 ، 4] ، همه سیگنال ها در زمان های مختلف با همان فرکانس کار می کنند ، یعنی این یک تکنیک انتقال چندین سیگنال از طریق یک کانال ارتباطی واحد با تقسیم زمان به مساوی استاسلات هادر اینجا سیگنال منتقل شده می تواند پهنای باند کل کانال را اشغال کند و هر سیگنال فقط در دوره زمانی مشخص خود منتقل می شود. در TDM تمام سیگنال ها در فرکانس یکسان در شکاف های زمانی مختلف کار می کنند.

شکل 8 نمودار شماتیک اجرای سیستم TDM را نشان می دهد. از این مشخص است که یک حلقه دایره ای به هشت بخش مساوی تقسیم شده و کاملاً از یکدیگر جدا شده است. همچنین خاطرنشان می شود که یک بازوی متحرک به حلقه داخلی وصل شده است و در هشت بخش بالای حلقه می چرخد. هشت بخش هشت ورودی است و SELECTOR در جهت عقربه های ساعت از A تا H حرکت می کند. پس از اتمام یک انقلاب ، دوباره شروع می شود. خروجی از حلقه داخلی که حاوی سیگنال فقط از یک شکاف در یک زمان است ، گرفته می شود.

شکل 8.

نمودار شماتیک عملکرد TDM.

همین ترتیب در سمت دریافت نیز انجام می شود. دو حلقه داخلی ایستگاه های انتقال دهنده و دریافت با همان سرعت چرخانده می شوند و همزمان می شوند. بنابراین سیگنال در بخش A فرستنده در دوره ای که بازو در حال تماس با بخش A است ، به بخش A می رسد.

Multiplexing تقسیم زمانی زمانی استفاده می شود که میزان انتقال داده رسانه بیشتر از میزان انتقال کل منابع باشد. در اینجا هر سیگنال به زمان مشخصی اختصاص می یابد. این شکاف ها خیلی کوچک هستند به طوری که به نظر می رسد انتقال موازی است. در TDM تمام سیگنال های منتقل شده به طور همزمان منتقل نمی شوند. درعوض ، آنها یک به یک منتقل می شوند. هنگامی که همه سیگنال ها یک بار در کانال انتقال منتقل می شوند ، گفته می شود که یک چرخه تکمیل است.

هماهنگ سازی بین مولتیپلکسر و demultiplexer یک مسئله مهم در TDM است. اگر Multiplexer و demultiplexer به درستی هماهنگ نباشند ، ممکن است کمی متعلق به یک کانال توسط کانال دیگری دریافت شود. بنابراین ، یک یا چند بیت هماهنگ سازی به طور کلی به ابتدای هر فریم اضافه می شود. این بیت ها ، به نام بیت های فریم ، به Demultiplexer اجازه می دهند تا با جریان ورودی همگام سازی کند تا بتواند شکاف های زمانی را به طور دقیق از هم جدا کند. به طور معمول ، این اطلاعات هماهنگ سازی شامل 1 بیت در هر فریم است که بین 0 تا 1 متناوب است.

دو نوع TDM Multiplexing ، TDM همزمان و TDM ناهمزمان یا TDM یا TDM هوشمند وجود دارد.

2. 4. 1. چند برابر تقسیم زمان همزمان

در TDM همزمان ، شکاف ها به صورت دور رابین مرتب می شوند ، یعنی اگر منابع N وجود داشته باشد ، یک قاب واحد از شکاف های زمان n تشکیل شده است و هر بار شکاف دقیقاً به یک منبع برای حمل داده ها از ورودی مربوطه اختصاص می یابد. هر منبع داده های خود را فقط با رسیدن شکاف مربوطه به پیوند قرار می دهد. در TDM همزمان ، اگر دستگاه داده ای برای ارسال ندارد ، شکاف های زمانی آن خالی باقی می مانند. انتقال داده ها با TDM همزمان در شکل 9 نشان داده شده است.

شکل 9

بازنمایی انتقال TDM همزمان.

2. 4. 1. 1. معایب

از ظرفیت کانال نمی توان به طور کامل استفاده کرد وقتی که برخی از منابع نمی خواهند داده ها را ارسال کنند.

ظرفیت پیوند انتقال باید بالاتر از ظرفیت کل خطوط ورودی باشد.

اجرای آن بسیار پیچیده است.

2. 4. 2. چند برابر تقسیم زمان ناهمزمان

در TDM همزمان اگر یک ترمینال خاص داده ای برای انتقال در یک دوره زمانی خاص نداشته باشد ، شکاف مربوطه در یک قاب هدر می رود یا یک شکاف خالی منتقل می شود. TDM ناهمزمان یا TDM آماری برای غلبه بر این مشکل استفاده می شود. این به صورت پویا شکاف های زمانی را برای تقاضا برای جدا کردن کانال های ورودی اختصاص می دهد ، بنابراین ظرفیت کانال را ذخیره می کند. در اینجا شکاف های زمانی انعطاف پذیر هستند و ظرفیت کل خطوط ورودی می تواند بیشتر از ظرفیت پیوند کانال باشد. در TDM همزمان اگر خط ورودی N وجود داشته باشد ، باید شکاف های زمان n وجود داشته باشد ، اما در TDM ناهمزمان اگر خط ورودی N داشته باشیم ، ممکن است قاب حاوی کمتر از شکاف N باشد. در اینجا تعداد شکافهای موجود در یک قاب بر اساس تجزیه و تحلیل آماری از تعداد خطوط ورودی است. انتقال داده ها با TDM ناهمزمان در شکل 10 نشان داده شده است.

شکل 10.

انتقال داده با TDM ناهمزمان.

2. 4. 2. 1. معایب

قاب ها اندازه های مختلفی دارند.

یک شکاف خروجی در TDM همزمان کاملاً توسط داده ها ، در TDM آماری اشغال شده است. یک شکاف نیاز به حمل داده و همچنین آدرس مقصد دارد.

به بافر نیاز دارد و اطلاعات آدرس مورد نیاز است زیرا هیچ شکاف جداگانه ای برای هر کاربر وجود ندارد.

2. 5بخش چند برابر کردن کد

Multiplexing Division Code (CDM) [3] نوعی چند برابر است که در آن فرستنده سیگنال را با استفاده از یک کد تراشه منحصر به فرد که توسط یک ژنراتور توالی شبه و تولید می شود ، رمزگذاری می کند. از ارتباطات گسترده ای استفاده می کند و یک سیگنال باریک بر روی باند بزرگی از فرکانس پخش می شود. این امکان را به چندین سیگنال از چندین کاربر می دهد تا یک کانال ارتباطی مشترک را به اشتراک بگذارند. CDM شامل مدولاسیون داده ها با این کد پخش در سمت فرستنده است. گیرنده همچنین می خواهد همان کد مورد استفاده در سمت فرستنده را به منظور رمزگشایی سیگنال در سمت دریافت کننده بداند. در اینجا توالی های تصادفی مختلف با کانال های ارتباطی مختلف از ایستگاه های مختلف مطابقت دارند. برای جدا کردن کانال های دیگر ، CDM هر کانال را با کد خاص خود اختصاص می دهد. مزیت اصلی CDM محافظت در برابر تداخل و ضربه زدن است زیرا فقط فرستنده و گیرنده کد پخش را می دانند (شکل 11).

شکل 11

Multiplexing Division Code (CDM).

CDM به طور گسترده در شبکه ارتباطی بی سیم نسل دوم و نسل سوم استفاده می شود.

2. 5. 1. مزیت CDM

CDM نیازی به هماهنگی ندارد.

در CDM تعداد بیشتری از کاربران می توانند پهنای باند یکسانی را به اشتراک بگذارند.

با سایر فن آوری های سلولی کاملاً مطابقت دارد.

تداخل کاهش می یابد زیرا کلمات کد های مختلف به هر کاربر اختصاص می یابد.

استفاده کارآمد از طیف فرکانس ثابت.

2. 5. 2. معایب

سیستم پیچیده تر است.

با افزایش تعداد کاربران ، کیفیت کلی خدمات کاهش می یابد.

سیستم پیچیده تر و در درجه اول از آن در انتقال بی سیم استفاده می شود.

2. 6تقسیم فرکانس متعامد چند برابر

تقسیم فرکانس ارتوگون (OFDM) [4 ، 5] یک روش چند برابر است که در سیستم ارتباطی باند پهن استفاده می شود. این یک طرح مدولاسیون چندگانه است. اکنون از آن در سیستم ارتباطی پهنای باند 4G و سیستم های نسل بعدی استفاده می شود. OFDM به دلیل مقاومت در برابر محو شدن چندگانه در سیستم های بی سیم باند پهن محبوب است. OFDM دارای قابلیت نرخ داده بالایی با پیچیدگی محاسباتی معقول است. OFDM یک کانال باند پهن را به چند زیرزمین باند باریک موازی تقسیم می کند ، و هر کانال دارای جریان داده کم نرخ سیگنال ها است. سرانجام این سیگنال ها جمع می شوند و سپس به عنوان یک جریان نرخ بالایی منتقل می شوند. در یک فرستنده OFDM ، بیت های سیگنال ورودی به یک بانک از تعدیل کننده دامنه چهارگانه نقشه برداری می شوند که اینها را در نمادهای پیچیده رمزگذاری می کنند. این امر به یک تبدیل سریع فوریه فوریه معکوس (IFFT) تغذیه می شود تا از ارتوگونی بودن زیرمجموعه ها اطمینان حاصل شود. این خروجی به موازات سریال تبدیل می شود ، در یک موج حامل مدوله شده و سپس به هوا منتقل می شود. در گیرنده فرآیند معکوس برای بازیابی سیگنال اصلی انجام می شود. مزایای OFDM این است که پیچیدگی محاسباتی کم آن به دلیل FORDM ممکن است به عنوان یک سیگنال باریک باریک به آرامی تعدیل شده و نه یک سیگنال پهن باند به سرعت تعدیل شود.

2. 6. 1. فرستنده OFDM

نمودار بلوک که فرستنده OFDM را به تصویر می کشد در شکل 12 نشان داده شده است. برای فرستنده OFDM ، یک جریان سریال از ارقام باینری به عنوان ورودی در نظر گرفته می شود. ورودی با استفاده از چند برابر معکوس به جریان های موازی N تبدیل می شود. تبدیل جریان های موازی N به مکانیسم حالت-فضای با استفاده از تکنیک های مدولاسیون مانند مدولاسیون دامنه چهارگوش (QAM) و کلید تغییر فاز (PSK) انجام می شود.

شکل 12

یک سیستم مدولاسیون دیجیتال برای ارتباط داده ها با تغییر یا تعدیل مرحله سیگنال مرجع یا سیگنال موج حامل به عنوان PSK شناخته می شود. تعداد محدودی از مراحل در PSK درگیر است که هر مرحله دارای الگوی متمایز از رقم های باینری است. ادغام AM بدون دردسر و مدولاسیون فاز ساده QAM نامیده می شود که در آن مقدار زیادی از داده ها به دلیل اثر هم افزایی مدولاسیون دامنه ساده و مدولاسیون فاز ، از همان پهنای باند منتقل می شوند. از این رو ، QAM باعث افزایش کارایی انتقال داده ها برای سیستم های ارتباطی رادیویی می شود (شکل 13).

شکل 13

نمودار بلوک ساده فرستنده OFDM.

2. 6. 2. نمودار بلوک فرستنده OFDM

برای ارائه مجموعه ای از نمونه های پیچیده دامنه زمانی ، IFFT برای هر مجموعه از نمادها محاسبه می شود. بعداً ، نمونه های دامنه زمانی چهار ضلعی مخلوط می شوند که به روش عادی منتقل می شوند. با استفاده از مبدل های دیجیتال به آنالوگ (DAC) ، اجزای واقعی و خیالی در درجه اول به دامنه آنالوگ تبدیل می شوند. چنین سیگنال آنالوگ به تعدیل امواج مربوط به كسین و سینوسی در فرکانس حامل كمك می كند. سرانجام ، این سیگنال ها برای ارائه سیگنال انتقال خلاصه می شوند.

2. 6. 3. گیرنده OFDM

در سمت گیرنده OFDM ، فرآیند معکوس سمت فرستنده انجام می شود. نمودار بلوک که نشان دهنده گیرنده OFDM است در شکل 14 نشان داده شده است. سیگنال تولید کننده فرستنده بیشتر از طریق کانال برای دریافت منتقل می شود. گیرنده سیگنال های پایه OFDM را دریافت می کند و سپس از یک فیلتر کم عبور عبور می کند تا سیگنال های ناخواسته را حذف کند. سپس سیگنال های باند پایه با استفاده از ADC ها نمونه برداری و دیجیتالی می شوند و از FFT رو به جلو برای تبدیل به دامنه فرکانس استفاده می شود.

شکل 14

نمودار بلوک ساده OFDM از گیرنده OFDM.

با استفاده از یک آشکارساز نماد مناسب ، سیگنال های دامنه فرکانس به جریان های موازی N تبدیل می شوند و هر جریان به یک جریان باینری تبدیل می شود. یک جریان متوالی که ترکیبی از تمام جریان باینری به عنوان برآورد جریان باینری اصلی در سمت فرستنده عمل می کند.

2. 6. 4. اهمیت سیستم OFDM

OFDM از نظر محاسباتی برای استقرار تکنیک های مدولاسیون و تخریب به ترتیب از طریق IFFT و FFT کارآمد است.

سیگنال OFDM در محیط انتشار چندگانه قوی تر و تحمل بیشتری دارد تا به تأخیر بیفتد.

OFDM نسبت به سیستم های انتقال حامل منفرد در برابر محو شدن فرکانس مقاوم تر است.

سیستم OFDM محافظت خوبی در برابر تداخل مشترک کانال و سر و صدای انگل تکانشی دارد.

سیستم OFDM برای جلوگیری از خطاهای فرکانس و تغییر فاز از زیرزمین های خلبان استفاده می کند.

سیستم OFDM همچنین به جای قابلیت های بالقوه فوق الذکر محدودیت های خاصی دارد. نسبت های قدرت اوج به متوسط (PAPR) سیگنال منتقل شده مهمترین اشکال سیگنال OFDM است. OFDM نسبت به جبران فرکانس حامل بسیار حساس است و از این رو همگام سازی در هنگام اشتراک خرده فروشی ها فرستنده های مختلف دشوار می شود.

3. چند برابر دیجیتال

Multiplexer دیجیتال [6 ، 7 ، 8] یا انتخاب داده یک مدار منطقی است که دارای چندین خط ورودی و یک خط خروجی واحد است. همچنین از سوئیچ انتخاب کننده داده تشکیل شده است که برای انتخاب ورودی ها استفاده می شود و داده ها را به دستگاه اجازه می دهد.

3. 1چند در یک چند برابر

نماد منطقی و مدار برای یک مولتیپلر چهار ورودی infigure 15 نشان داده شده است.

شکل 15

نمودار مدار چند در یک مولتیپلر.

در اینجا D0 ، D1 ، D2 و D3 خطوط ورودی داده وجود دارد. S0 و S1 سوئیچ های انتخابگر یا منطق هستند. هنگامی که S0 = S1 = 0 ، سپس دو ورودی از اولین و دروازه به طور فعال بالا می روند زیرا انتخاب کنندگان S0 و S1 با استفاده از دروازه معکوس می شوند و به این دروازه داده می شوند. بنابراین داده های خط D0 از طریق این و دروازه خارج می شوند. در آن زمان دروازه های دیگر در 0 موقعیت خروجی قرار دارند. به طور مشابه هنگامی که S0 = 1 و S1 = 0 ، سپس دو ورودی از دروازه 2 به طور فعال بالا می روند. بنابراین ، داده های D1 از طریق دروازه 2 به عنوان خروجی منتقل می شوند و تمام دروازه های دیگر در 0 موقعیت خروجی قرار دارند. به این ترتیب D2 و D3 به موقعیت های سوئیچ متوالی وارد می شوند. در اینجا از یک دروازه یا برای ترکیب این چهار خط خروجی به عنوان یک خروجی واحد استفاده می شود (شکل 16).

شکل 16

نماد مدار و الگوی سوئیچ انتخاب کننده چهار در یک مولتیپلر.

3. 2چند در یک چند برابر

نماد منطقی و انتخاب داده های چند برابر هشت در یک در شکل 17 نشان داده شده است.

شکل 17

نماد منطقی و الگوی تعویض چند برابر هشت در یک.

اگر ورودی 2 باشد ، یک سوئیچ انتخاب کننده داده لازم است. اگر ورودی 4 باشد ، به دو سوئیچ انتخاب کننده نیاز است. اگر ورودی 8 باشد ، به سه سوئیچ انتخابی نیاز است. اگر ورودی 16 باشد ، به چهار سوئیچ انتخاب کننده نیاز است. و غیره

در یک مولتیپلر هشت در یک (شکل 18) ، هشت خط ورودی داده مانند D0 ، D1 ، D2 ، D3 ، D4 ، D5 ، D6 و D7 ، داده انتخاب S0 ، S1 و S2. در این مدار این ورودی ها به هشت و دروازه تغذیه می شوند و خروجی های دروازه ها با استفاده از یک دروازه یا دروازه ترکیب می شوند.

شکل 18

نمودار منطقی هشت در یک مولتیپلر.

3. 2. 1. کار کردن

هنگامی که سه سوئیچ انتخاب کننده به طور فعال کم هستند ، سه ورودی از اولین و دروازه به طور فعال بالا می روند زیرا خروجی های انتخاب کننده ذکر شده و به اولین و دروازه داده می شوند. بنابراین داده های خط D0 از طریق دروازه اول و دروازه خارج می شوند ، و سایر دروازه ها و دروازه ها در 0 موقعیت خروجی قرار دارند. هنگامی که S0 = 1 ، S1 = 0 و S2 = 0 ، سپس سه پایانه ورودی دوم و دروازه به طور فعال بالا می روند و D1 از طریق این دروازه خارج می شود. در آن زمان تمام دروازه های دیگر در 0 موقعیت خروجی قرار دارند. به این ترتیب داده های D2 ، D3 ، D4 ، D5 ، D6 و D7 در موقعیت های سوئیچ متوالی بعدی منتشر می شوند.