कोड डिवीज़न मल्टीपल एक्सेस

परिचय

कोड डिवीज़न मल्टीपल एक्सेस (CDMA) एक संचार तकनीक है जिसका उपयोग कई उपयोगकर्ताओं को एक ही स्पेक्ट्रम पर एक साथ संचार करने की अनुमति देने के लिए किया जाता है। यह तकनीक वायरलेस संचार में व्यापक रूप से उपयोग की जाती है, विशेष रूप से मोबाइल फोन नेटवर्क में। CDMA अन्य एक्सेस विधियों जैसे फ्रीक्वेंसी डिवीज़न मल्टीपल एक्सेस (FDMA) और टाइम डिवीज़न मल्टीपल एक्सेस (TDMA) से अलग है। यह लेख CDMA की बुनियादी अवधारणाओं, इसके कामकाज, लाभों, नुकसानों और अनुप्रयोगों की विस्तृत जानकारी प्रदान करता है।

CDMA की बुनियादी अवधारणा

CDMA का मूल सिद्धांत यह है कि प्रत्येक उपयोगकर्ता को एक अद्वितीय कोड आवंटित किया जाता है जो स्प्रेडिंग कोड के रूप में कार्य करता है। यह कोड उपयोगकर्ता के डेटा को एक व्यापक बैंडविड्थ पर फैलाता है। रिसीवर केवल उसी कोड का उपयोग करके डेटा को डिकोड कर सकता है जो प्रेषक द्वारा उपयोग किया गया था। इस प्रक्रिया से अन्य उपयोगकर्ताओं के संकेतों से हस्तक्षेप कम होता है और एक साथ कई उपयोगकर्ताओं का समर्थन करने की क्षमता बढ़ती है।

CDMA में, डेटा को एक छद्म यादृच्छिक शोर (Pseudo-random noise - PRN) कोड के साथ गुणा किया जाता है। यह गुणा डेटा सिग्नल को स्प्रेड करता है, जिससे यह व्यापक आवृत्ति स्पेक्ट्रम पर फैल जाता है। रिसीवर, प्रेषक द्वारा उपयोग किए गए समान PRN कोड का उपयोग करके सिग्नल को वापस उसके मूल रूप में डिकोड करता है।

CDMA का कामकाज

CDMA प्रणाली को समझने के लिए, निम्नलिखित घटकों को जानना आवश्यक है:

**स्प्रेडिंग कोड:** प्रत्येक उपयोगकर्ता को एक अद्वितीय स्प्रेडिंग कोड आवंटित किया जाता है। यह कोड आमतौर पर एक मैक्सिमम-लेंथ सीक्वेंस (Maximum-length sequence - MLS) होता है, जो ऑटोकोरिलेशन गुणों के कारण बेहतर प्रदर्शन प्रदान करता है।
**ऑर्थोगोनल कोड:** CDMA में उपयोग किए जाने वाले कोड ऑर्थोगोनल होते हैं, जिसका अर्थ है कि वे एक-दूसरे के साथ हस्तक्षेप नहीं करते हैं। ऑर्थोगोनैलिटी सुनिश्चित करती है कि एक उपयोगकर्ता का सिग्नल अन्य उपयोगकर्ताओं के सिग्नल को प्रभावित नहीं करता है।
**स्प्रेड स्पेक्ट्रम:** CDMA एक स्प्रेड स्पेक्ट्रम तकनीक है, जिसका अर्थ है कि यह सिग्नल को एक व्यापक आवृत्ति स्पेक्ट्रम पर फैलाता है। स्प्रेड स्पेक्ट्रम हस्तक्षेप को कम करने और सुरक्षा बढ़ाने में मदद करता है।
**पावर कंट्रोल:** CDMA सिस्टम में पावर कंट्रोल एक महत्वपूर्ण पहलू है। यह सुनिश्चित करता है कि सभी उपयोगकर्ता समान शक्ति के साथ सिग्नल भेजें। इससे नियर-फ़ार प्रॉब्लम (Near-far problem) को कम करने में मदद मिलती है, जहां निकटतम उपयोगकर्ता का सिग्नल दूर के उपयोगकर्ताओं के सिग्नल को ओवरपावर कर सकता है।

CDMA के प्रकार

CDMA के दो मुख्य प्रकार हैं:

**फ़र्स्ट जनरेशन CDMA (CDMA1):** यह CDMA का प्रारंभिक संस्करण था, जिसे IS-95 मानक के रूप में भी जाना जाता है। CDMA1 मुख्य रूप से 2G मोबाइल नेटवर्क में उपयोग किया गया था।
**थर्ड जनरेशन CDMA (CDMA2000):** यह CDMA का उन्नत संस्करण है, जो उच्च डेटा दर और बेहतर क्षमता प्रदान करता है। CDMA2000 को 3G और 4G वायरलेस तकनीक के लिए एक महत्वपूर्ण कदम माना जाता है। CDMA2000 के कई वेरिएंट हैं, जिनमें CDMA2000 1xRTT, CDMA2000 EV-DO, और CDMA2000 EV-DV शामिल हैं।

CDMA के प्रकार
प्रकार	विवरण	उपयोग
CDMA1 (IS-95)	CDMA का प्रारंभिक संस्करण	2G मोबाइल नेटवर्क
CDMA2000 1xRTT	CDMA2000 का पहला चरण	वॉयस और डेटा सेवाएं
CDMA2000 EV-DO	डेटा-ओप्टिमाइज़्ड CDMA2000	उच्च गति डेटा सेवाएं
CDMA2000 EV-DV	डेटा और वॉयस CDMA2000	वॉयस और डेटा सेवाओं का संयोजन

CDMA के लाभ

CDMA कई लाभ प्रदान करता है, जिनमें शामिल हैं:

**उच्च क्षमता:** CDMA अन्य एक्सेस विधियों की तुलना में अधिक उपयोगकर्ताओं का समर्थन कर सकता है।
**बेहतर गुणवत्ता:** CDMA स्प्रेड स्पेक्ट्रम तकनीक का उपयोग करके हस्तक्षेप को कम करता है, जिससे सिग्नल की गुणवत्ता में सुधार होता है।
**सुरक्षा:** CDMA सिग्नल को एन्क्रिप्ट करके सुरक्षा प्रदान करता है।
**फ्लेक्सिबिलिटी:** CDMA विभिन्न प्रकार के अनुप्रयोगों के लिए अनुकूलित किया जा सकता है।
**सॉफ्ट हैंडऑफ़:** CDMA सॉफ्ट हैंडऑफ़ (Soft handoff) का समर्थन करता है, जो सेल टावरों के बीच एक सहज स्विचओवर प्रदान करता है।

CDMA के नुकसान

CDMA के कुछ नुकसान भी हैं, जिनमें शामिल हैं:

**जटिलता:** CDMA सिस्टम अन्य एक्सेस विधियों की तुलना में अधिक जटिल होते हैं।
**उच्च लागत:** CDMA सिस्टम को लागू करने और बनाए रखने की लागत अधिक हो सकती है।
**पावर कंट्रोल:** CDMA सिस्टम में प्रभावी पावर कंट्रोल सुनिश्चित करना एक चुनौती हो सकती है।
**नियर-फ़ार प्रॉब्लम:** नियर-फ़ार प्रॉब्लम CDMA सिस्टम में हस्तक्षेप का कारण बन सकती है।

CDMA के अनुप्रयोग

CDMA का उपयोग विभिन्न अनुप्रयोगों में किया जाता है, जिनमें शामिल हैं:

**मोबाइल संचार:** CDMA व्यापक रूप से 3G मोबाइल नेटवर्क में उपयोग किया जाता है।
**उपग्रह संचार:** CDMA का उपयोग उपग्रह संचार प्रणालियों में किया जाता है।
**सैन्य संचार:** CDMA का उपयोग सैन्य संचार प्रणालियों में सुरक्षित और विश्वसनीय संचार प्रदान करने के लिए किया जाता है।
**वायरलेस स्थानीय लूप (Wireless Local Loop - WLL):** CDMA का उपयोग WLL प्रणालियों में किया जाता है, जो वायरलेस कनेक्शन के माध्यम से घरों और व्यवसायों को टेलीफोन सेवाएं प्रदान करते हैं।
**GPS:** ग्लोबल पोजिशनिंग सिस्टम (Global Positioning System - GPS) CDMA तकनीक का उपयोग करता है।

CDMA और अन्य एक्सेस विधियों की तुलना

CDMA, FDMA और TDMA सहित अन्य एक्सेस विधियों से अलग है।

**FDMA:** FDMA में, प्रत्येक उपयोगकर्ता को एक अलग फ़्रीक्वेंसी चैनल आवंटित किया जाता है। FDMA सरल है, लेकिन इसकी क्षमता सीमित है।
**TDMA:** TDMA में, प्रत्येक उपयोगकर्ता को समय स्लॉट का एक सेट आवंटित किया जाता है। TDMA FDMA की तुलना में अधिक कुशल है, लेकिन इसमें अभी भी क्षमता सीमाएं हैं।
**CDMA:** CDMA में, सभी उपयोगकर्ता एक ही फ़्रीक्वेंसी चैनल साझा करते हैं, लेकिन प्रत्येक उपयोगकर्ता को एक अद्वितीय स्प्रेडिंग कोड आवंटित किया जाता है। CDMA FDMA और TDMA की तुलना में अधिक क्षमता प्रदान करता है।

एक्सेस विधियों की तुलना
सुविधा	FDMA	TDMA	CDMA
एक्सेस विधि	फ़्रीक्वेंसी विभाजन	समय विभाजन	कोड विभाजन
क्षमता	कम	मध्यम	उच्च
जटिलता	सरल	मध्यम	जटिल
लागत	कम	मध्यम	उच्च
हस्तक्षेप	उच्च	मध्यम	कम

CDMA से संबंधित तकनीकी विश्लेषण

तकनीकी विश्लेषण CDMA प्रणालियों में सिग्नल प्रोसेसिंग, कोडिंग सिद्धांत, और मॉड्यूलेशन जैसी तकनीकों का उपयोग करके प्रदर्शन को अनुकूलित करने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है।

**सिग्नल-टू-नॉइज़ अनुपात (Signal-to-Noise Ratio - SNR):** CDMA सिस्टम में SNR को अधिकतम करना महत्वपूर्ण है। फ़िल्टरिंग, एन्हांसमेंट, और इक्वलाइज़ेशन तकनीकों का उपयोग करके SNR में सुधार किया जा सकता है।
**बिट त्रुटि दर (Bit Error Rate - BER):** CDMA सिस्टम में BER को कम करना महत्वपूर्ण है। एरर करेक्शन कोडिंग (Error correction coding) का उपयोग करके BER में सुधार किया जा सकता है।
**क्षीणन (Attenuation):** CDMA सिग्नल में क्षीणन को कम करने के लिए रिपीटर्स और पावर एम्पलीफायर्स का उपयोग किया जा सकता है।
**बहुपथ प्रसार (Multipath propagation):** CDMA सिस्टम में बहुपथ प्रसार से निपटने के लिए Rake रिसीवर का उपयोग किया जाता है।

CDMA से संबंधित वॉल्यूम विश्लेषण

वॉल्यूम विश्लेषण CDMA नेटवर्क में ट्रैफिक इंजीनियरिंग और नेटवर्क प्लानिंग के लिए महत्वपूर्ण है।

**कॉल ड्रॉप दर (Call Drop Rate):** CDMA नेटवर्क में कॉल ड्रॉप दर को कम करना महत्वपूर्ण है। कॉल एडमिशन कंट्रोल (Call admission control) और पावर कंट्रोल तकनीकों का उपयोग करके कॉल ड्रॉप दर को कम किया जा सकता है।
**हैंडऑफ़ दर (Handover Rate):** CDMA नेटवर्क में हैंडऑफ़ दर को अनुकूलित करना महत्वपूर्ण है। हैंडऑफ़ एल्गोरिदम और सेल प्लानिंग तकनीकों का उपयोग करके हैंडऑफ़ दर को अनुकूलित किया जा सकता है।
**उपयोगकर्ता घनत्व (User Density):** CDMA नेटवर्क में उपयोगकर्ता घनत्व का प्रबंधन करना महत्वपूर्ण है। सेल विभाजन और सेक्टरिंग तकनीकों का उपयोग करके उपयोगकर्ता घनत्व का प्रबंधन किया जा सकता है।

भविष्य की दिशाएं

CDMA तकनीक का विकास जारी है। भविष्य में, CDMA को 5G और 6G नेटवर्क में एकीकृत किया जा सकता है। मल्टी-कैरियर CDMA (Multi-carrier CDMA) और ऑर्थोगोनल फ़्रीक्वेंसी डिवीज़न मल्टीपल एक्सेस (Orthogonal Frequency Division Multiple Access - OFDMA) जैसी नई तकनीकों का उपयोग करके CDMA के प्रदर्शन में और सुधार किया जा सकता है।

संदर्भ

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