Duplekserien, triplekserien ja kvadplekserien toimintaperiaatteiden ja sovellusten perusteellinen analyysi

Nykyaikaisissa langattomissa viestintäjärjestelmissä duplekserit, triplekserit ja kvadplekserit ovat keskeisiä passiivisia komponentteja monikaistaisen signaalinsiirron saavuttamiseksi. Ne yhdistävät tai erottavat signaaleja useilta taajuuskaistoilta, jolloin laitteet voivat lähettää ja vastaanottaa useita taajuuskaistoja samanaikaisesti jakaen antenneja. Nimien ja rakenteiden eroista huolimatta niiden perusperiaatteet ovat samankaltaisia, ja tärkein ero on käsiteltävien taajuuskaistojen lukumäärä ja monimutkaisuus.

Kaksipuolinen yksikkö

Duplekseri koostuu kahdesta suodattimesta, joilla on yhteinen portti (yleensä antenni) ja joita käytetään lähetys- (Tx) ja vastaanotto- (Rx) toimintojen toteuttamiseen samassa laitteessa. Sitä käytetään pääasiassa taajuusjakoduplekseissa (FDD) estämään keskinäisiä häiriöitä erottamalla lähetys- ja vastaanottosignaalit. Duplekserit vaativat korkean eristystason, yleensä yli 55 dB, sen varmistamiseksi, että lähetetty signaali ei vaikuta vastaanottimen herkkyyteen.

Triplekseri

Triplekseri koostuu kolmesta suodattimesta, joilla on yhteinen portti. Sen avulla laite voi käsitellä signaaleja kolmelta eri taajuusalueelta samanaikaisesti, ja sitä käytetään usein tietoliikennejärjestelmissä, joiden on tuettava useita taajuusalueita samanaikaisesti. Triplekserin suunnittelussa on varmistettava, että kunkin suodattimen päästökaista ei kuormita muita suodattimia ja että se tarjoaa riittävän eristyksen taajuusalueiden välisen keskinäisen häiriön estämiseksi.

Quadplexer

Nelikerroksinen suodatin koostuu neljästä suodattimesta, joilla on yhteinen portti. Se mahdollistaa laitteen käsitellä signaaleja neljältä eri taajuuskaistalta samanaikaisesti ja sopii monimutkaisiin tietoliikennejärjestelmiin, jotka vaativat korkeaa spektraalista tehokkuutta, kuten kantoaaltojen aggregointitekniikkaan. Nelikerroksisen suodattimen suunnittelun monimutkaisuus on suhteellisen korkea, ja sen on täytettävä tiukat ristieristysvaatimukset sen varmistamiseksi, että taajuuskaistojen väliset signaalit eivät häiritse toisiaan.

Tärkeimmät erot

Taajuuskaistojen lukumäärä: Duplekserit käsittelevät kahta taajuuskaistaa, triplekserit kolmea ja kvadplekserit neljää.

Suunnittelun monimutkaisuus: Taajuuskaistojen määrän kasvaessa myös suunnittelun monimutkaisuus ja eristysvaatimukset kasvavat vastaavasti.

Sovellusskenaariot: Dupleksereitä käytetään usein perus-FDD-järjestelmissä, kun taas tripleksereitä ja kvadpleksereitä käytetään edistyneissä tietoliikennejärjestelmissä, joiden on tuettava useita taajuuskaistoja samanaikaisesti.

Duplekserien, triplekserien ja quadplekserien toimintatapojen ja erojen ymmärtäminen on ratkaisevan tärkeää langattomien tietoliikennejärjestelmien suunnittelussa ja optimoinnissa. Sopivan multiplekserityypin valitseminen voi tehokkaasti parantaa järjestelmän spektrin käyttöä ja tiedonsiirron laatua.