कोड डिवीजन मल्टीपल एक्सेस (CDMA) कई विरासत और आधुनिक वायरलेस नेटवर्क को रेखांकित करता है, जिसमें IS-95, CDMA2000 और WCDMA (UMTS) शामिल हैं। इन प्रणालियों के भीतर एक निश्चित नवाचार राक रिसीवर है, एक विशेष वास्तुकला जो पारंपरिक वायरलेस देयता को बदल देती है - बहुपथ प्रचार - एक प्रदर्शन परिसंपत्ति में। एक ही संकेत की कई देरी वाली प्रतियों को सहवर्ती रूप से जोड़कर, रेक रिसीवर लिंक विश्वसनीयता, क्षमता और डेटा थ्रूपुट में सुधार करते हैं। यह लेख ऑपरेटिंग सिद्धांतों, कार्यान्वयन विवरण, फायदे और सीडीएमए सिग्नल रिसेप्शन में रेक रिसीवर की वर्तमान प्रासंगिकता की खोज करता है।

एक रेक रिसीवर क्या है?

एक रेक रिसीवर एक रेडियो रिसीवर संरचना है जो बहुपथ प्रचार का उपयोग करने के लिए डिज़ाइन की गई है, बल्कि इससे पीड़ित है। विशिष्ट वायरलेस वातावरण में, प्रेषित संकेत इमारतों, इलाके और चलती वस्तुओं को प्रतिबिंबित करते हैं, कई प्रतियां बनाते हैं जो रिसीवर को अलग-अलग समय पर और अलग-अलग आयामों और चरणों के साथ पहुंचते हैं। विशेष प्रसंस्करण के बिना, इन देरी की प्रतियां इंटरसिम्बोल हस्तक्षेप और लुप्त होती का कारण बनती हैं। रेक रिसीवर, जिसे कई टिन के साथ बगीचे के रेक के प्रति समानता के लिए नामित किया गया है, कई स्वतंत्र सहसंबंधों का उपयोग करता है (जिसे fingers ])]) को पकड़ने, संरेखो, और उन विलंबित प्रतिकृतियों को जोड़ती है जो कि परिणाम-संपत्ति को कम करती है।

ऐतिहासिक संदर्भ

यह अवधारणा पहले 1950 के दशक में रॉबर्ट प्राइस और पॉल ई. ग्रीन द्वारा रडार और स्प्रेड स्पेक्ट्रम संचार के लिए प्रस्तावित की गई थी। यह 1990 के दशक में सीडीएमए सेलुलर सिस्टम के आगमन के साथ व्यावसायिक रूप से व्यावहारिक हो गया, जहां व्यापक बैंडविड्थ और वर्तनीय कोड बहुपथ हल किए गए थे। आज, रेक रिसीवर 3 जी नेटवर्क के अभिन्न बने रहे हैं और हाइब्रिड आर्किटेक्चर के माध्यम से 4G और 5G में रिसीवर डिजाइन को प्रभावित करना जारी रखते हैं।

कैसे एक रेक रिसीवर काम करता है?

रेक रिसीवर तीन मूलभूत चरणों में काम करता है: multipath डिटेक्शन , ]synchronization और ट्रैकिंग , और coherent संयोजन ]. रिसीवर की प्रत्येक उंगली एक विशिष्ट प्रचार पथ संभालती है। एक ठेठ रेक रिसीवर में तीन से छह उंगलियों हो सकती है, हालांकि उन्नत कार्यान्वयन अधिक उपयोग होता है।

बहुपथ जांच और फिंगर असाइनमेंट

रिसीवर पहले एक खोजकर्ता कोरिलेटर को नियोजित करता है जो लगातार मजबूत बहुपथ घटकों के लिए समय डोमेन को स्कैन करता है। CDMA में उपयोग किए जाने वाले प्रसार कोड उच्च ऑटोकोरेशन बनाता है, इसलिए मिलान किए गए फ़िल्टरिंग अलग-अलग पथ देरी के अनुरूप अलग-अलग सहसंबंध चोटियों को प्रकट करता है। मजबूत चोटियों को व्यक्तिगत रेक उंगलियों को सौंपा जाता है। यह प्रक्रिया गतिशील है: चूंकि मोबाइल स्टेशन चाल, पथ देरी परिवर्तन, और उंगलियों को फिर से सौंपा जाना चाहिए-कभी हर कुछ मिलीसेकंडों का।

प्रति उंगली विलुप्त होना और डिमोड्यूशन

प्रत्येक उंगली एक ही छद्म रेनडम शोर (PN) अनुक्रम का उपयोग करके अपनी नियत देरी प्रति को नष्ट कर देती है, लेकिन उस पथ के आगमन के समय के साथ संरेखित होने में बदल जाती है। डिस्पैडिंग ऑपरेशन चौड़े संकेत को एक संकीर्ण डेटा प्रतीक में संपीड़ित करता है जबकि अन्य उपयोगकर्ताओं से हस्तक्षेप को अस्वीकार करता है। डिस्पैडिंग के बाद, प्रत्येक उंगली प्रसार चैनल द्वारा पेश किए गए आयाम और चरण रोटेशन को निर्धारित करने के लिए चैनल अनुमान को निष्पादित करती है। यह जानकारी सुसंगत संयोजन के लिए महत्वपूर्ण है।

संयोजन तकनीक

रेक रिसीवर प्रदर्शन की कुंजी संयोजन एल्गोरिदम है। सबसे आम है अधिकतम अनुपात संयोजन (MRC) , जहां प्रत्येक उंगली का उत्पादन अपने अनुमानित चैनल लाभ से भारित होता है और फिर चरण में योग किया जाता है। MRC आउटपुट SNR को अधिकतम करता है जब प्रत्येक शाखा में शोर असंबद्ध होता है - एक चिप अवधि से अधिक से अधिक बहुपथ घटकों के लिए एक वैध धारणा। अन्य तरीकों में शामिल हैं ]] समान लाभ संयोजन (EGC) ]] और ] बेहतर संयोजन लेकिन MRC में अभ्यास प्रदान करता है।

इसके बाद संयुक्त संकेत त्रुटि सुधार के लिए एक डिकोडर (जैसे, विटरबी डिकोडर) में पारित हो जाता है। क्योंकि रेक रिसीवर अंतर्निहित विविधता का उपयोग करता है, प्रभावी लिंक बजट में सुधार होता है, जिससे सीडीएमए सिस्टम को कम संचारित शक्ति और उच्च उपयोगकर्ता घनत्व के साथ काम करने की अनुमति मिलती है।

क्यों CDMA सिस्टम की आवश्यकता रेक रिसीवर

CDMA की सिग्नल संरचना इसे विशिष्ट रूप से रेक रिसेप्शन के अनुकूल बनाती है। संकीर्ण सिस्टम के विपरीत जहां मल्टीपैथ गहरी आवृत्ति-चयनात्मक लुप्त होती का कारण बनता है, CDMA की व्यापक बैंडविड्थ एक चिप अवधि से अधिक देरी के साथ व्यक्तिगत गूंज को हल करती है। प्रत्येक हल पथ में एक ही डेटा होता है लेकिन स्वतंत्र लुप्त होती आंकड़े होते हैं। एक रेक रिसीवर के बिना, एक पारंपरिक मिलान फ़िल्टर केवल सबसे मजबूत पथ पर कब्जा करेगा, जिससे अन्य पथों में ऊर्जा बर्बाद हो जाएगी और सिस्टम को लुप्त होने के लिए कमजोर बना दिया जाएगा।

प्रसार संहिताओं और जातीयता

आगे के लिंक (डाउनलिंक) में इस्तेमाल किए गए प्रसार कोड को इंट्रासेल हस्तक्षेप को खत्म करने के लिए ऑर्थोगोनल बनाया गया है। हालांकि, मल्टीपैथ ऑर्थोगोनलिटी को नष्ट कर देता है क्योंकि देरी से प्रतिकृतियां सिग्नल को हस्तक्षेप करने के रूप में दिखाई देती हैं। एक रेक रिसीवर इसे अन्य पथों के लिए शोर के रूप में ही इस्तेमाल करते समय इच्छित संकेत को संरेखित करके और संयोजन करके कम करता है, क्योंकि प्रत्येक उपयोगकर्ता का एक अद्वितीय स्क्रैम्बलिंग कोड है, रेक रिसेप्शन भी अधिक महत्वपूर्ण है क्योंकि विभिन्न मोबाइलों से संकेत यादृच्छिक समय तक पहुंचते हैं और इसे कोड कोरिलेशन द्वारा अलग किया जाना चाहिए।

CDMA में रेक रिसीवर के प्रमुख लाभ

  • ]Fding के खिलाफ विविधता लाभ: कई स्वतंत्र रूप से फीका पथ के संयोजन से, सभी पथों पर एक साथ गहरे फीका की संभावना काफी कम हो जाती है। यह पर्यावरण के आधार पर 3-10 डीबी के लिंक बजट में सुधार की सुविधा देता है।
  • ]]MRC अन्य कोशिकाओं से शोर और हस्तक्षेप को दबा देता है क्योंकि भारोत्तोलन स्वाभाविक रूप से कमजोर या शोर पथ के लिए कम महत्व देता है। स्प्रेडिंग से प्रसंस्करण लाभ के साथ संयुक्त, रेक रिसीवर डिस्पैड डोमेन में नकारात्मक एसएनआर पर काम कर सकते हैं।
  • ]सॉफ्ट हैंडऑफ़ सपोर्ट: CDMA नेटवर्क में, मोबाइल स्टेशन हैंडऑफ़ के दौरान कई बेस स्टेशनों से जुड़ते हैं। एक रेक रिसीवर विभिन्न क्षेत्रों या कोशिकाओं से संकेतों को उंगलियों को सौंप सकता है, जिससे उन्हें हैंडओवर सीमलेस (सॉफ्ट हैंडऑफ़) बनाने के लिए जोड़ा जा सकता है। यह नाटकीय रूप से कॉल ड्रॉप को कम करता है।
  • ]Improved क्षमता: सेवा की एक निश्चित गुणवत्ता के लिए आवश्यक संचारित शक्ति को कम करके, रेक रिसीवर प्रति सेल अधिक एक साथ उपयोगकर्ताओं की अनुमति देते हैं। कुछ अध्ययनों में बहुपथ संयोजन के बिना सिस्टम की तुलना में 30-50 प्रतिशत की क्षमता में वृद्धि होती है।
  • ]उच्च-आदेश मॉडुलन के साथ संगति: चूंकि CDMA ने HSPA+ में 16-QAM और 64-QAM का समर्थन करने के लिए विकसित किया, रेक रिसीवर ने आवश्यक SNR मार्जिन प्रदान किया, हालांकि बाद में वे उच्च डेटा दरों को संभालने के लिए समानताओं द्वारा पूरक थे।

सीमाएँ और आधुनिक प्रासंगिकता

उनकी ताकत के बावजूद, रेक रिसीवर की सीमाएं हैं जो 4G और 5G नेटवर्क में स्पष्ट हो जाती हैं। उनके प्रदर्शन में गिरावट आती है जब मल्टीपैथ देरी चिप अवधि से कम होती है (उदाहरण के लिए, बहुत घने प्रतिबिंब वाले इनडोर वातावरण में)। इसके अलावा, रेक रिसीवर को एक समर्पित उंगली को हल करने योग्य पथ की आवश्यकता होती है, जो कि देरी फैलने पर कम्प्यूटेशनलीट हो जाती है। आधुनिक ऑर्थोगोनल आवृत्ति-डिवीजन मल्टीप्लेक्सिंग (OFDM) सिस्टम जैसे LTE और 5G NR, रिसीवर cyclic prefixes और आवृत्ति-domain बराबरी का उपयोग करता है, जो कि रैक आर्किटेक्चर के बिना मल्टीपैथ को संभालने के लिए काफी महंगा हो जाता है।

हाइब्रिड दृष्टिकोण

कुछ उन्नत रिसीवर के साथ रेक को जोड़ते हैं रैनार बराबरी] (जैसे, LMMSE चिप बराबरी) जो सफेद अवशिष्ट हस्तक्षेप को सफेद करता है। यह HSPA + मोडेम में आम है, जहां समीकरण अपफ्रंट को रोक उंगलियों के शेष पथों को जोड़ने से पहले इंटरसिम्बोल हस्तक्षेप को कम कर देता है। 5G में, रेक जैसी अवधारणाएं ] के रूप में दिखाई देती हैं समय-domain चैनल अनुमान और संयोजन के लिए संकीर्णता आईओटी या ] में पूर्ण-डुप्लेक्स सिस्टम [Finterence] होना चाहिए।

निष्कर्ष

रेक रिसीवर सीडीएमए प्रौद्योगिकी का एक कोनेस्टोन है, जो विविधता के एक मूल्यवान स्रोत में देयता से बहुपथ प्रचार को बदल देता है। कई देरी संकेत प्रतियों को मिलाकर, यह चुनौतीपूर्ण लुप्त वातावरण में भी मजबूत, उच्च गुणवत्ता वाले स्वागत प्रदान करता है। जबकि नए एयर इंटरफेस ने समानुपहिया आधारित और OFDM केंद्रित डिजाइनों की ओर स्थानांतरित कर दिया है, रेक रिसेप्शन के सिद्धांतों - समय-घरेलू विविधता संयोजन और हस्तक्षेप अस्वीकृति - उन्नत रिसीवर आर्किटेक्चर को सूचित करने के लिए जारी रखा है। रेक रिसीवर की भूमिका को समझना वायरलेस संचार में काम करने वाले किसी के लिए आवश्यक है, नेटवर्क योजना से मॉडेम डिज़ाइन तक।

आगे पढ़ने के लिए, ] का पता लगाएं , ], CDMA विकास ] का 3GPP अवलोकन ], एक ] rake रिसीवर कार्यान्वयन पर सार्वभौमिक व्याख्यान ], और ]] का विश्लेषण 5G संदर्भों में रेक रिसीवर प्रदर्शन ]]]।