ध्रुवीकरण-विभाजन बहुसंकेतन (पीडीएम)

ध्रुवीकरण-विभाजन बहुसंकेतन (पीडीएम) विद्युत चुम्बकीय तरंगों पर किए गए संकेतों के बहुसंकेतन के लिए एक भौतिक परत विधि है, जो सूचना के दो चैनलों को दो ओर्थोगोनल ध्रुवीकरण राज्यों की तरंगों का उपयोग करके एक ही वाहक आवृत्ति पर प्रसारित करने की अनुमति देता है। सैटेलाइट डिश में दो ओर्थोगोनली पोलराइज़्ड फीड एंटेना का उपयोग करके बैंडविड्थ को दोगुना करने के लिए सैटेलाइट टेलीविज़न डाउनलिंक जैसे माइक्रोवेव लिंक में इसका इस्तेमाल किया जाता है। इसका उपयोग फाइबर ऑप्टिक संचार में एक ही ऑप्टिकल फाइबर के माध्यम से अलग-अलग बाएँ और दाएँ गोलाकार ध्रुवीकृत प्रकाश किरणों को प्रसारित करके किया जाता है।

रेडियो

चैनलों के बीच हस्तक्षेप को कम करने के लिए रेडियो प्रसारण में ध्रुवीकरण तकनीकों का लंबे समय से उपयोग किया जाता है, खासकर वीएचएफ आवृत्तियों और उससे आगे।

कुछ परिस्थितियों में, ऑर्थोगोनल ध्रुवीकरण का उपयोग करके, एक ही आवृत्ति पर रेडियो तरंगों के दो अलग-अलग चैनलों को प्रसारित करके एक रेडियो लिंक की डेटा दर दोगुनी हो सकती है। उदाहरण के लिए, पॉइंट-टू-पॉइंट स्थलीय माइक्रोवेव लिंक में, ट्रांसमिटिंग एंटीना में दो फीड एंटेना हो सकते हैं; एक ऊर्ध्वाधर फ़ीड एंटीना जो माइक्रोवेव को अपने विद्युत क्षेत्र के ऊर्ध्वाधर (ऊर्ध्वाधर ध्रुवीकरण) के साथ प्रसारित करता है, और एक क्षैतिज फ़ीड एंटीना जो अपने विद्युत क्षेत्र क्षैतिज (क्षैतिज ध्रुवीकरण) के साथ समान आवृत्ति पर माइक्रोवेव को प्रसारित करता है। इन दो अलग-अलग चैनलों को प्राप्त स्टेशन पर ऊर्ध्वाधर और क्षैतिज फ़ीड एंटेना द्वारा प्राप्त किया जा सकता है। उपग्रह संचार के लिए, ओर्थोगोनल परिपत्र ध्रुवीकरण प्रायः इसके बजाय उपयोग किया जाता है, (यानी दाएं- और बाएं हाथ), क्योंकि अंतरिक्ष में ऐन्टेना के सापेक्ष अभिविन्यास से परिपत्र ध्रुवीकरण की भावना नहीं बदलती है।

एक दोहरी ध्रुवीकरण प्रणाली में सामान्यतः दो स्वतंत्र ट्रांसमीटर होते हैं, जिनमें से प्रत्येक को अपने मानक संचालन के लिए एकल-ध्रुवीकरण एंटीना के लिए वेवगाइड या टीईएम लाइनों (जैसे समाक्षीय केबल या स्ट्रिपलाइन या अर्ध-टीईएम जैसे माइक्रोस्ट्रिप) के माध्यम से जोड़ा जा सकता है। चूंकि दो अलग-अलग एकल-ध्रुवीकरण एंटेना का उपयोग पीडीएम (या एक परावर्तक एंटीना में दो आसन्न फ़ीड्स) के लिए किया जा सकता है, दो स्वतंत्र ध्रुवीकरण राज्यों को विकीर्ण करना प्रायः एक एकल दोहरे-ध्रुवीकरण एंटीना के माध्यम से आसानी से प्राप्त किया जा सकता है।

जब ट्रांसमीटर में एक वेवगाइड इंटरफ़ेस होता है, सामान्यतः ऑपरेटिंग आवृत्ति पर एकल-मोड क्षेत्र में होने के लिए आयताकार होता है, तो एक परिपत्र (या वर्गाकार) वेवगाइड पोर्ट के साथ एक दोहरे-ध्रुवीकृत एंटीना आधुनिक संचार प्रणालियों के लिए चुना गया विकिरण तत्व होता है। सर्कुलर या स्क्वायर वेवगाइड पोर्ट की जरूरत है ताकि कम से कम दो पतित मोड समर्थित हों। इसलिए ऐसी स्थितियों में दो अलग-अलग एकल-ध्रुवीकृत संकेतों को एक दोहरे-ध्रुवीकृत भौतिक इंटरफ़ेस, अर्थात् एक ऑर्थो-मोड ट्रांसड्यूसर (ओएमटी) में मर्ज करने के लिए एक एड-हॉक घटक पेश किया जाना चाहिए।

यदि ट्रांसमीटर में टीईएम या अर्ध-टीईएम आउटपुट कनेक्शन हैं, इसके बजाय, एक दोहरे-ध्रुवीकरण एंटीना प्रायः अलग कनेक्शन प्रस्तुत करता है (यानी दो फ़ीड बिंदुओं के साथ एक मुद्रित वर्ग पैच एंटीना), और आंतरिक रूप से स्थानांतरित करके ओएमटी के कार्य को एम्बेड करता है। ऑर्थोगोनल ध्रुवीकरण राज्यों के लिए दो उद्दीपन संकेत।

एक दोहरे-ध्रुवीकृत संकेत इस प्रकार दो स्वतंत्र डेटा धाराओं को प्राप्त करने वाले एंटीना तक ले जाता है, जो एक समय में दो धाराओं में से केवल एक को प्राप्त करने के लिए, या एक दोहरे-ध्रुवीकृत मॉडल को फिर से प्राप्त करने के लिए एकल-ध्रुवीकृत हो सकता है। दो एकल-ध्रुवीकरण आउटपुट कनेक्टर्स के लिए (वेवगाइड में ओएमटी के माध्यम से)।

आदर्श दोहरे-ध्रुवीकरण प्रणाली दो ध्रुवीकरण राज्यों की पूर्ण ऑर्थोगोनलिटी पर अपनी नींव रखती है, और रिसीवर में किसी भी एकल-ध्रुवीकृत इंटरफेस में सैद्धांतिक रूप से वांछित ध्रुवीकरण द्वारा प्रेषित होने के लिए केवल संकेत होता है, इस प्रकार कोई हस्तक्षेप नहीं होता है और दूसरे के साथ सह-अस्तित्व के कारण दो डेटा धाराओं को बिना किसी गिरावट के पारदर्शी रूप से मल्टीप्लेक्स और डिमल्टिप्लेक्स करने की अनुमति देता है।

व्यावसायिक पीडीएम प्रौद्योगिकी पर काम करने वाली कंपनियों में सियाई माइक्रोएलेट्रोनिका, हुआवेई और अल्काटेल-ल्यूसेंट सम्मिलित हैं।

कुछ प्रकार के बाहरी माइक्रोवेव रेडियो में ऑर्थोमोड ट्रांसड्यूसर एकीकृत होते हैं और रेडियो यूनिट के भीतर क्रॉस-पोलराइजेशन इंटरफेरेंस कैंसलेशन (एक्सपीआईसी XPIC) का प्रदर्शन करते हुए एक रेडियो यूनिट से दोनों ध्रुवों में काम करते हैं। वैकल्पिक रूप से, ऑर्थोमोड ट्रांसड्यूसर एंटीना में बनाया जा सकता है, और अलग-अलग रेडियो, या एक ही रेडियो के अलग-अलग बंदरगाहों को एंटीना से जोड़ने की अनुमति देता है।

केबल फ्री 2+0 एक्सपीआईसी माइक्रोवेव लिंक ओएमटी दिखा रहा है और दो ओडीयू एच एंड वी पोलरिटी पोर्ट से जुड़ा है

क्रॉस-पोलराइजेशन इंटरफेरेंस कैंसिलेशन (एक्सपीआईसी)

हालाँकि, व्यावहारिक प्रणालियाँ गैर-आदर्श व्यवहारों से ग्रस्त हैं जो संकेतों और ध्रुवीकरण को एक साथ मिलाते हैं:

• प्रेषण पक्ष पर ओएमटी में एक सीमित क्रॉस-ध्रुवीकरण भेदभाव (एक्सपीडी) होता है और इस प्रकार सिग्नल का हिस्सा लीक होता है जिसका मतलब एक ध्रुवीकरण से दूसरे में प्रेषित होता है
• ट्रांसमिटिंग एंटीना में एक परिमित एक्सपीडी होता है और इस प्रकार इसके इनपुट ध्रुवीकरण का हिस्सा अन्य विकीर्ण ध्रुवीकरण स्थिति में लीक हो जाता है
• बारिश, बर्फ और ओलों की उपस्थिति में प्रसार विध्रुवण पैदा करता है, क्योंकि दो आसन्न ध्रुवीकरणों का हिस्सा दूसरे में लीक हो जाता है
• प्राप्त एंटीना का परिमित एक्सपीडी संचारण पक्ष के समान कार्य करता है और दो एंटेना के सापेक्ष संरेखण प्रणाली एक्सपीडी के नुकसान में योगदान देता है
• प्राप्त करने वाले ओएमटी का परिमित एक्सपीडी इसी तरह आगे दोहरे-ध्रुवीकृत पोर्ट से एकल-ध्रुवीकृत बंदरगाहों तक संकेतों को मिलाता है

परिणामस्वरूप, प्राप्त एकल-ध्रुवीकरण टर्मिनलों में से एक पर सिग्नल में वास्तव में वांछित सिग्नल की एक प्रमुख मात्रा होती है (जिसका अर्थ एक ध्रुवीकरण पर प्रेषित होता है) और अवांछित सिग्नल की एक मामूली मात्रा (अन्य ध्रुवीकरण द्वारा ले जाने के लिए होती है) , जो पूर्व पर एक हस्तक्षेप का प्रतिनिधित्व करता है। परिणामस्वरूप, प्रत्येक प्राप्त सिग्नल को आवश्यक सिग्नल-टू-नॉइज़-एंड-इंटरफेरेंस अनुपात (एसएनआईआर) तक पहुंचने के लिए हस्तक्षेप स्तर से साफ किया जाना चाहिए, जो कि प्राप्त करने वाले चरणों के लिए आवश्यक है, जो 30 dB से अधिक के आदेश का हो सकता है उच्च स्तरीय एम-क्यूएएम योजनाओं के लिए। इस तरह के ऑपरेशन को क्रॉस-ध्रुवीकरण-हस्तक्षेप रद्दीकरण (एक्सपीआईसी) द्वारा किया जाता है, जिसे सामान्यतः बेसबैंड डिजिटल चरण के रूप में कार्यान्वित किया जाता है।

स्थानिक बहुसंकेतन की तुलना में, पीएमडी प्रणाली के लिए प्राप्त संकेतों में अधिक अनुकूल वाहक-से-हस्तक्षेप अनुपात होता है, क्योंकि रिसाव की मात्रा प्रायः उपयोगी संकेत की तुलना में बहुत कम होती है, जबकि स्थानिक बहुसंकेतन राशि के बराबर हस्तक्षेप की मात्रा के साथ संचालित होता है। उपयोगी संकेत का। यह अवलोकन, एक अच्छे पीएमडी डिजाइन के लिए मान्य है, अनुकूली एक्सपीआईसी को सामान्य एमआईएमओ रद्द करने की योजना की तुलना में सरल तरीके से डिजाइन करने की अनुमति देता है, क्योंकि शुरुआती बिंदु (रद्दीकरण के बिना) सामान्यतः पहले से ही कम क्षमता वाले लिंक को स्थापित करने के लिए पर्याप्त है।

एक्सपीआईसी सामान्यतः प्राप्त संकेतों में से एक "सी" पर कार्य करता है जिसमें एक प्रमुख शब्द के रूप में वांछित संकेत होता है और दूसरे प्राप्त "X" संकेत का भी उपयोग करता है (एक प्रमुख शब्द के रूप में हस्तक्षेप करने वाले संकेत को सम्मिलित करता है)। एक्सपीआईसी एल्गोरिथ्म "एक्स" को एक जटिल गुणांक से गुणा करता है और फिर इसे प्राप्त "सी" में जोड़ता है। पुनर्संयोजन पर मापे गए अनुसार एमएमएसई को अधिकतम करने के लिए जटिल पुनर्संयोजन गुणांक को अनुकूल रूप से समायोजित किया जाता है। एक बार एमएमएसई आवश्यक स्तर तक सुधर जाने के बाद, दो टर्मिनल उच्च-क्रम मॉडुलन में बदल सकते हैं।

डिफरेंशियल क्रॉस-पोलराइज़्ड वायरलेस कम्युनिकेशंस

विभेदक तकनीक का उपयोग करते हुए ध्रुवीकृत ऐन्टेना संचरण के लिए एक नई विधि है।

फोटोनिक्स

ध्रुवीकरण-विभाजन बहुसंकेतन का उपयोग सामान्यतः चरण मॉडुलन या ऑप्टिकल क्यूएएम के साथ किया जाता है, जिससे एकल तरंग दैर्ध्य पर 100 गीगाबाइट/सेकंड या उससे अधिक की संचरण गति की अनुमति मिलती है। पीडीएम तरंगदैर्घ्य संकेतों के सेट को तब तरंग दैर्ध्य-विभाजन बहुसंकेतन अवसंरचना पर ले जाया जा सकता है, जो संभावित रूप से इसकी क्षमता का काफी विस्तार करता है। ध्रुवीकरण के नए राज्यों को बनाने के लिए कई ध्रुवीकरण संकेतों को जोड़ा जा सकता है, जिसे समानांतर ध्रुवीकरण स्थिति के रूप में जाना जाता है।

फाइबर-ऑप्टिक ट्रांसमिशन सिस्टम पर पीडीएम के व्यावहारिक उपयोग के साथ प्रमुख समस्या ध्रुवीकरण की स्थिति में बहाव है जो फाइबर वातावरण में भौतिक परिवर्तनों के कारण समय के साथ लगातार होता है। एक लंबी दूरी की प्रणाली में, ये बहाव बिना किसी सीमा के उत्तरोत्तर जमा होते हैं, जिसके परिणामस्वरूप ध्रुवीकृत प्रकाश के जोन्स वेक्टर का पूरे पोंकारे क्षेत्र में तेजी से और अनियमित रोटेशन होता है। ध्रुवीकरण मोड फैलाव, ध्रुवीकरण-निर्भर नुकसान और क्रॉस-ध्रुवीकरण मॉड्यूलेशन अन्य घटनाएं हैं जो पीडीएम सिस्टम में समस्याएं पैदा कर सकती हैं।

इस कारण से, पीडीएम का उपयोग सामान्यतः उन्नत चैनल कोडिंग तकनीकों के संयोजन में किया जाता है, जिससे सिग्नल को डिकोड करने के लिए डिजिटल सिग्नल प्रोसेसिंग के उपयोग की अनुमति मिलती है जो ध्रुवीकरण से संबंधित सिग्नल आर्टिफैक्ट्स के लिए लचीला होता है। इस्तेमाल किए गए मॉड्यूलेशन में पीडीएम-क्यूपीएसके और पीडीएम-डीक्यूपीएसके सम्मिलित हैं।

वाणिज्यिक पीडीएम प्रौद्योगिकी पर काम करने वाली कंपनियों में अल्काटेल-ल्यूसेंट, सिएना, सिस्को सिस्टम्स, हुआवेई और इनफिनेरा सम्मिलित हैं।

यह भी देखें

• ध्रुवीकरण स्क्रैम्बलर
• वेवलेंथ डिविज़न मल्टिप्लेक्सिंग
• कक्षीय कोणीय गति बहुसंकेतन
• ऑर्थोगोनल फ्रीक्वेंसी-डिवीजन मल्टीप्लेक्सिंग