CDMA

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1. CDMA: कोड डिवीजन मल्टीपल एक्सेस

कोड डिवीजन मल्टीपल एक्सेस (CDMA) एक चैनल एक्सेस विधि है जिसका उपयोग वायरलेस संचार प्रणालियों में किया जाता है। यह कई उपयोगकर्ताओं को एक ही स्पेक्ट्रम बैंडविड्थ साझा करने की अनुमति देता है, जिससे फ़्रीक्वेंसी संसाधनों का कुशलतापूर्वक उपयोग होता है। CDMA, फ्रीक्वेंसी-डिवीजन मल्टीपल एक्सेस (FDMA) और टाइम-डिवीजन मल्टीपल एक्सेस (TDMA) जैसी अन्य मल्टीपल एक्सेस तकनीकों से अलग है। यह लेख CDMA की बुनियादी अवधारणाओं, इसके विकास, तकनीकी पहलुओं, फायदे, नुकसान, अनुप्रयोगों और 5G में इसकी भूमिका पर विस्तार से चर्चा करता है।

CDMA का विकास और इतिहास

CDMA का विकास द्वितीय विश्व युद्ध के दौरान हुआ, जब संचार प्रणालियों को जैमिंग से बचाने के लिए अनुसंधान किया गया था। प्रारंभिक विकास सैन्य अनुप्रयोगों पर केंद्रित था। 1950 के दशक में, बेल लैब्स के शोधकर्ताओं ने CDMA के सिद्धांतों पर काम करना शुरू किया, लेकिन तकनीकी चुनौतियां थीं जिन्हें दूर करने की आवश्यकता थी। 1990 के दशक में, क्वालकॉम ने CDMA तकनीक के व्यावसायीकरण में महत्वपूर्ण भूमिका निभाई, विशेष रूप से IS-95 मानक के विकास के साथ, जिसने सेलुलर नेटवर्क में CDMA की शुरुआत की। 3G नेटवर्क के विकास के साथ CDMA2000 मानक आया, जिसने उच्च डेटा दरें प्रदान कीं।

CDMA के बुनियादी सिद्धांत

CDMA का मूल सिद्धांत यह है कि प्रत्येक उपयोगकर्ता को एक अद्वितीय कोड सौंपा जाता है। यह कोड एक छद्म यादृच्छिक शोर (Pseudo-Random Noise - PRN) अनुक्रम है जो डेटा सिग्नल के साथ गुणा किया जाता है। जब कई उपयोगकर्ता एक साथ संचार करते हैं, तो उनके सिग्नल एक ही आवृत्ति बैंड पर ओवरलैप होते हैं। हालाँकि, रिसीवर प्रत्येक उपयोगकर्ता के अद्वितीय कोड का उपयोग करके इच्छित सिग्नल को अलग कर सकता है और अन्य उपयोगकर्ताओं के सिग्नल को शोर के रूप में फ़िल्टर कर सकता है।

यह प्रक्रिया स्प्रेड स्पेक्ट्रम तकनीक पर आधारित है, जहां सिग्नल को जानबूझकर एक व्यापक आवृत्ति बैंड पर फैलाया जाता है। स्प्रेड स्पेक्ट्रम तकनीक सिग्नल-टू-शोर अनुपात (Signal-to-Noise Ratio - SNR) में सुधार करती है और हस्तक्षेप के प्रति प्रतिरोधक क्षमता बढ़ाती है।

CDMA के प्रकार

CDMA के दो मुख्य प्रकार हैं:

• फ़ॉरवर्ड लिंक CDMA: इस प्रकार में, बेस स्टेशन से मोबाइल डिवाइस पर डेटा प्रसारित होता है। बेस स्टेशन सभी उपयोगकर्ताओं के लिए एक ही कोड का उपयोग करता है, और मोबाइल डिवाइस उस कोड का उपयोग करके अपने इच्छित सिग्नल को अलग करते हैं।
• रिवर्स लिंक CDMA: इस प्रकार में, मोबाइल डिवाइस से बेस स्टेशन पर डेटा प्रसारित होता है। प्रत्येक मोबाइल डिवाइस एक अद्वितीय कोड का उपयोग करता है, और बेस स्टेशन उस कोड का उपयोग करके प्रत्येक डिवाइस से सिग्नल को अलग करता है।

CDMA के तकनीकी पहलू

CDMA के तकनीकी पहलू

पहलू

विवरण

स्प्रेडिंग कोड

प्रत्येक उपयोगकर्ता को एक अद्वितीय PRN कोड आवंटित किया जाता है।

स्प्रेडिंग फैक्टर

कोड की लंबाई और डेटा की दर का अनुपात। उच्च स्प्रेडिंग फैक्टर बेहतर हस्तक्षेप प्रतिरोध प्रदान करता है, लेकिन कम डेटा दर प्रदान करता है।

पावर नियंत्रण

CDMA नेटवर्क में, प्रत्येक उपयोगकर्ता की ट्रांसमिशन पावर को नियंत्रित किया जाता है ताकि सभी सिग्नल बेस स्टेशन पर समान शक्ति के साथ पहुंचें।

रेक रिसीवर

यह एक प्रकार का सिग्नल प्रोसेसिंग तकनीक है जिसका उपयोग CDMA रिसीवर में मल्टीपाथ फेडिंग के प्रभाव को कम करने के लिए किया जाता है।

सॉफ्ट हैंडऑफ़

CDMA नेटवर्क में, मोबाइल डिवाइस एक ही समय में कई बेस स्टेशनों से कनेक्ट हो सकता है, जिससे कॉल ड्रॉप की संभावना कम हो जाती है।

इंटरफेरेंस मैनेजमेंट

CDMA नेटवर्क में हस्तक्षेप को कम करने के लिए विभिन्न तकनीकों का उपयोग किया जाता है, जैसे कि पावर नियंत्रण और स्प्रेडिंग कोड का आवंटन।

मॉडुलन, कोडिंग, और डीकोडिंग CDMA सिस्टम के महत्वपूर्ण घटक हैं। वॉल्यूम विश्लेषण और तकनीकी विश्लेषण CDMA नेटवर्क के प्रदर्शन को अनुकूलित करने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं।

CDMA के फायदे

• उच्च क्षमता: CDMA अन्य मल्टीपल एक्सेस तकनीकों की तुलना में अधिक उपयोगकर्ताओं को एक ही आवृत्ति बैंड में सपोर्ट कर सकता है।
• बेहतर हस्तक्षेप प्रतिरोध: स्प्रेड स्पेक्ट्रम तकनीक CDMA को हस्तक्षेप के प्रति अधिक प्रतिरोधी बनाती है।
• सुरक्षा: CDMA में, डेटा को एन्क्रिप्ट किया जाता है, जिससे इसे इंटरसेप्ट करना मुश्किल हो जाता है।
• सॉफ्ट हैंडऑफ़: CDMA नेटवर्क में सॉफ्ट हैंडऑफ़ कॉल ड्रॉप की संभावना को कम करता है।
• पावर नियंत्रण: CDMA नेटवर्क में पावर नियंत्रण बैटरी जीवन को बढ़ाता है और हस्तक्षेप को कम करता है।

CDMA के नुकसान

• जटिलता: CDMA सिस्टम अन्य मल्टीपल एक्सेस तकनीकों की तुलना में अधिक जटिल होते हैं।
• उच्च लागत: CDMA सिस्टम को लागू करने की लागत अधिक हो सकती है।
• पावर नियंत्रण की आवश्यकता: CDMA नेटवर्क को प्रभावी ढंग से संचालित करने के लिए सटीक पावर नियंत्रण की आवश्यकता होती है।
• नियर-फ़ार समस्या: CDMA नेटवर्क में नियर-फ़ार समस्या हो सकती है, जहां बेस स्टेशन के करीब के उपयोगकर्ता बेस स्टेशन से दूर के उपयोगकर्ताओं को हस्तक्षेप कर सकते हैं।

CDMA के अनुप्रयोग

• सेलुलर नेटवर्क: CDMA का उपयोग 2G और 3G सेलुलर नेटवर्क में व्यापक रूप से किया गया था।
• उपग्रह संचार: CDMA का उपयोग उपग्रह संचार प्रणालियों में किया जाता है।
• सैन्य संचार: CDMA का उपयोग सैन्य संचार प्रणालियों में सुरक्षित संचार के लिए किया जाता है।
• GPS: ग्लोबल पोजिशनिंग सिस्टम (GPS) CDMA तकनीक का उपयोग करता है।
• वायरलेस लैन: CDMA का उपयोग वायरलेस लैन (WLAN) में भी किया जा सकता है।

ट्रेडिंग रणनीतियाँ CDMA नेटवर्क के विकास और कार्यान्वयन में निवेश के लिए महत्वपूर्ण हैं। टेक्निकल इंडिकेटर का उपयोग नेटवर्क प्रदर्शन का मूल्यांकन करने में मदद करता है।

5G में CDMA की भूमिका

हालांकि 4G LTE और 5G नेटवर्क में ऑर्थोगोनल फ़्रीक्वेंसी-डिवीजन मल्टीपल एक्सेस (OFDMA) का उपयोग प्रमुख रूप से किया जाता है, CDMA के सिद्धांत अभी भी 5G में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं। 5G NR (New Radio) में, CDMA का उपयोग अपलिंक ट्रांसमिशन के लिए किया जा सकता है, खासकर जब मशीन-टू-मशीन (M2M) संचार की बात आती है। CDMA के स्प्रेड स्पेक्ट्रम गुण 5G नेटवर्क में हस्तक्षेप को कम करने और विश्वसनीयता में सुधार करने में मदद करते हैं। 5G नेटवर्क में, CDMA का उपयोग इंटरनेट ऑफ थिंग्स (IoT) उपकरणों के लिए भी किया जा सकता है।

5G में स्पेक्ट्रम शेयरिंग के लिए CDMA आधारित तकनीकों का भी उपयोग किया जा रहा है। नेटवर्क स्लाइसिंग और मल्टी-एक्सेस एज कंप्यूटिंग जैसी 5G अवधारणाओं को CDMA के सिद्धांतों के साथ एकीकृत किया जा सकता है।

CDMA और अन्य मल्टीपल एक्सेस तकनीकें

| तकनीक | विवरण | फायदे | नुकसान | |---|---|---|---| | FDMA | प्रत्येक उपयोगकर्ता को एक अलग आवृत्ति बैंड आवंटित किया जाता है। | सरल कार्यान्वयन | कम स्पेक्ट्रम दक्षता | | TDMA | प्रत्येक उपयोगकर्ता को समय का एक अलग स्लॉट आवंटित किया जाता है। | स्पेक्ट्रम दक्षता में सुधार | जटिल सिंक्रनाइज़ेशन | | CDMA | प्रत्येक उपयोगकर्ता को एक अद्वितीय कोड आवंटित किया जाता है। | उच्च क्षमता, बेहतर हस्तक्षेप प्रतिरोध | जटिलता, उच्च लागत | | OFDMA | ऑर्थोगोनल फ़्रीक्वेंसी-डिवीजन मल्टीप्लेक्सिंग का उपयोग करता है। | उच्च डेटा दरें, लचीलापन | जटिल कार्यान्वयन |

वॉल्यूम विश्लेषण का उपयोग विभिन्न मल्टीपल एक्सेस तकनीकों के प्रदर्शन की तुलना करने में मदद करता है। ट्रेडिंग वॉल्यूम का विश्लेषण नेटवर्क ऑपरेटरों को निवेश निर्णय लेने में मदद करता है।

CDMA के भविष्य के रुझान

CDMA तकनीक अभी भी विकसित हो रही है। भविष्य में, CDMA का उपयोग मल्टी-रेडियो एक्सेस नेटवर्क (MRAN) में किया जा सकता है, जहां विभिन्न रेडियो एक्सेस तकनीकों को एक साथ एकीकृत किया जाता है। CDMA का उपयोग सॉफ्टवेयर-परिभाषित नेटवर्क (SDN) और नेटवर्क फंक्शन वर्चुअलाइजेशन (NFV) के साथ भी किया जा सकता है ताकि नेटवर्क लचीलापन और दक्षता में सुधार हो सके।

CDMA आधारित प्रौद्योगिकियों का उपयोग ब्लॉकचेन और क्रिप्टोकरेंसी के लिए सुरक्षित संचार चैनल बनाने में भी किया जा सकता है। डिजिटल परिसंपत्ति ट्रेडिंग के लिए सुरक्षित नेटवर्क कनेक्टिविटी CDMA के भविष्य के अनुप्रयोगों में से एक हो सकती है।

निष्कर्ष

CDMA एक शक्तिशाली मल्टीपल एक्सेस तकनीक है जो वायरलेस संचार प्रणालियों में उच्च क्षमता, बेहतर हस्तक्षेप प्रतिरोध और सुरक्षा प्रदान करती है। हालांकि CDMA को 4G और 5G नेटवर्क में OFDMA द्वारा प्रतिस्थापित किया जा रहा है, CDMA के सिद्धांत अभी भी इन नेटवर्क में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं। भविष्य में, CDMA का उपयोग विभिन्न नए अनुप्रयोगों में किया जा सकता है, जैसे कि MRAN, SDN, NFV, और सुरक्षित संचार चैनल। मेटावर्स और वेब3 जैसी उभरती प्रौद्योगिकियों में CDMA का उपयोग महत्वपूर्ण हो सकता है।

बाहरी लिंक

• क्वालकॉम CDMA तकनीक: [१](https://www.qualcomm.com/technologies/cdma)
• CDMA विकास का इतिहास: [२](https://www.ieee.org/) (IEEE Xplore पर खोजें)
• 3GPP: [३](https://www.3gpp.org/)

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