Frekanslar, antenler, geniş bant sinyali. Geniş bant iletişim sistemleri. Amaçları ve özellikleri

Merkez frekansı ile karşılaştırılabilir. Bazen 1/10 faktörü kullanılır, yani spektrum genişliği, sinyalin iletildiği frekansın yaklaşık 1 / 10'u ise, o zaman sinyal geniş bant olarak kabul edilir. Daha dar bir spektrum ile sinyal dar bant, daha geniş bir spektrum ile ultra geniş bant olacaktır.

• Ayrık frekans sinyalleri, DS
• Faz kaydırmalı anahtarlama sinyalleri, PM
• Frekans modülasyonlu sinyaller, FMS
• Doğrudan Sıralı Yayılı Spektrum (DSSS)

Wikimedia Vakfı. 2010.

Diğer sözlüklerde "Geniş bant sinyallerinin" ne olduğunu görün:

GOST R ISO 12124-2009: Akustik. İnsan kulağındaki işitme cihazlarının akustik özelliklerini ölçme yöntemleri - Terminoloji GOST R ISO 12124 2009: Akustik. İnsan kulağındaki işitme cihazlarının akustik özelliklerini ölçme yöntemleri orijinal belge: 3.18 azimut ses geliş açısı: Simetri düzlemi arasındaki açı ... ...

Çoklu yol etkisi, sinyaller yayıldığında gözlemlenen etkidir. Sadece doğrudan değil, aynı zamanda bir veya bir dizi yansıyan ışınların bir radyo sinyalinin alındığı noktada var olma koşulu altında ortaya çıkar. Basitçe söylemek gerekirse, antene ... ... Wikipedia

- (Radyo'dan ... ve Enlem. konum yerleştirme, konumdan) konusu çeşitli nesnelerin (hedeflerin) radyoteknik yöntemlerle (radar gözlemi) gözlemlenmesi, algılanması, tanınması, ... ... Büyük Sovyet Ansiklopedisi

Sinyal, fiziksel bir nicelikte bir değişiklik, belirli bir şekilde kodlanmış bilgi taşıma veya fiziksel bir nicelikte bir değişiklik olmamasıyla senkronize (alıcı ile önceden kararlaştırılmış) bir değişikliktir. Sibernetiğin temel kavramlarından biri. İçinde ... ... Wikipedia

Frekans spektrumu 1 2 GHz 30 ila 15 cm arası dalga boyu spektrumu ITU sınıflandırması (rus.) ELF ELF NPV VLF LF MF HF VHF ... Wikipedia

HİDROAKUSTİK İLETİŞİM - hidroakustik sinyallerin yüzey gemileri, denizaltılar, dalgıçlar vb. arasında yayıldığı su ortamı yoluyla bilgi alışverişi. İletilen bilgi, ses sinyalleri ve kodlanmış mesajlardır. Hidroakustik İletişim ... ... Deniz ansiklopedik referansı

Steno ile karıştırılmamalıdır. "Şifreleme" isteği buraya yönlendirilir; Eski Rusya'da kriptografi hakkında, Eski Rus kriptografisine bakınız. Steganografi (Yunanca στεγαν writeς gizli + γράφω yazıyorum; kelimenin tam anlamıyla "kriptografi") bilimidir ... ... Wikipedia

diferansiyel karşılaştırma - Test sinyali seviyesinin ölçüm noktasında SPL'den çıkarıldığı 3.27 diferansiyel karşılaştırma ölçümü. Not Geniş bant sinyalleri kullanılıyorsa, ses seviyeleri ölçülmelidir ... ... Normatif ve teknik dokümantasyon terimleri için sözlük referans kitabı

açık kulak ses iletim katsayısı - 3.29 gerçek kulak cihazsız kazanç REUG Kulak kanalı açıkken test sinyali frekansının bir fonksiyonu olarak ölçüm noktasındaki ses basıncı seviyesi ile test sinyali seviyesi arasındaki fark ... ... Normatif ve teknik dokümantasyon terimleri için sözlük referans kitabı

açık işitme cihazıyla kapsanan kulağın ses iletim katsayısı - 3.33 gerçek kulak destekli kazanç REAGtest sinyali frekansının bir fonksiyonu olarak ölçüm noktasındaki ses basıncı seviyesi ile test sinyali seviyesi arasındaki fark ... Normatif ve teknik dokümantasyon terimleri için sözlük referans kitabı

Dijital bilgileri iletmek için kullanılan geniş bant sinyalleri (yayılmış spektrum sinyalleri), bant genişliklerinin bilgi bit / lerinden çok daha büyük olması bakımından farklılık gösterir. Bu, geniş bant sinyalleri için yayılma spektrumunun birlikten çok daha büyük olduğu anlamına gelir. Geniş bant sinyallerinin doğasında bulunan yüksek fazlalık, dijital bilgi bazı radyo ve uydu kanalları üzerinden iletildiğinde ortaya çıkan yüksek seviyeli parazitlerin üstesinden gelmek için gereklidir. Kodlanmış sinyal aynı zamanda birden büyük bir yayılma faktörü ile karakterize edildiğinden ve kodlama, fazlalık sağlamak için etkili bir yöntem olduğundan, kodlamanın geniş bant sinyallerinin sentezinde önemli bir unsur olduğu sonucu çıkar.

Geniş bant sinyal sentezinde kullanılan ikinci önemli unsur, sinyallerin rastgele gürültü gibi görünmesine ve "yabancı" alıcılar tarafından demodüle edilmesinin zor olmasına neden olan sözde rastgeleliktir. Bu faktör, bu tür sinyallerin kullanımıyla yakından ilgilidir.

Doğruluk için, geniş bant sinyallerinin aşağıdakiler için kullanıldığına dikkat çekiyoruz:

Parazit yapan sinyallerin zararlı etkileriyle (parazitlenme), kanalın diğer kullanıcılarından kaynaklanan parazitlerle ve sinyallerin yayılmasından kaynaklanan kendi parazitleriyle mücadele etmek veya bunları bastırmak,

Sinyalin düşük güçte iletilerek gizliliğinin sağlanması, temel gürültü varlığında istenmeyen dinleyiciler tarafından tespit edilmesini zorlaştıran,

· Mesajın diğer dinleyicilerden korunmasını sağlamak.

İletişime ek olarak, geniş bant sinyalleri, radarda ve navigasyon ölçümlerinde hassas aralıklar (zaman içindeki sinyal gecikmeleri) ve hareketler elde etmek için kullanılır.

Kısaca anlatmak adına, tartışmamızı geniş bant sinyallerinin dijital iletişim sistemlerine uygulanmasıyla sınırlandırıyoruz.

İletişim için kasıtlı girişimle (karışan sinyaller) mücadele etmek için, bağlantıyı yok etmeye çalışan karışan sinyalin kaynağının, sinyalin özellikleri hakkında önsel bilgiye sahip olmaması önemlidir. toplam frekans bandı ve kullanılan modülasyon türü (PM, FM, vb.). Dijital bilgi Bölüm 8'de açıklandığı gibi kodlanırsa, gelişmiş bir sinyal bozucu, verici tarafından yayılan istenen sinyali kolayca simüle edebilir ve böylece alıcıya büyük ölçüde zarar verebilir. Bunu ortadan kaldırmak için, verici, iletilen dijital sinyallerin her birine, alıcı tarafından bilinen, ancak sinyal bozucu tarafından bilinmeyen bir rasgele öğe (sözde rastgelelik) ekler. Sonuç olarak, karışan sinyalin kaynağı, sözde rasgele modeli bilmeden sinyalini sentezlemeye ve iletmeye zorlanır.

Diğer kullanıcılardan gelen parazit, birçok kullanıcının ortak bir frekans bandını paylaştığı çoklu erişim iletişim sistemlerinde meydana gelir. Bu kullanıcılar, bilgileri ortak bir bantta eş zamanlı olarak uygun alıcılara iletebilir. Bu kullanıcıların tümünün ilgili bilgi dizilerini kodlamak için aynı kodu kullandıkları varsayıldığında, bu ortak banttaki iletilen sinyaller, iletilen her sinyal için aynı zamanda bir kod veya adres olarak da adlandırılan farklı bir sözde-rastgele model kullanılarak birbirinden ayırt edilebilir. Böylece, özel bir alıcı, sözde rasgele örneğini biliyorsa, iletilen bilgileri kurtarabilir, örn. ilgili verici tarafından kullanılan anahtar. Birçok kullanıcının bilgi iletimi için ortak bir kanalı paylaşmasına izin veren bu tür iletişim tekniğine kod bölümlü çoklu erişim (CDMA veya CDMA - KOD BÖLÜMÜ ÇOKLU ERİŞİM) denir. CDMA, bölüm 13.2 ve 13.3'te tartışılacaktır.

Dağınık bir kanalda dalgaların yayılması sırasında ortaya çıkan çok yollu bileşenler, bir içsel girişim biçimi olarak düşünülebilir. Bu tür bir girişim, aşağıda açıklanacağı gibi, iletilen sinyale bir sözde rasgele örnek eklenerek de bastırılabilir.

Mesaj, elde edilen sinyali düşük bir seviyede kodlayarak ve ileterek bant genişliği boyunca saçarak ana gürültüde "gizlenebilir". İletilen sinyalin düşük güç seviyesi nedeniyle "kapalı" olduğu söylenir. Böyle bir sinyali yakalama olasılığı düşüktür (rastgele bir dinleyici tarafından algılanır, bu nedenle, aynı zamanda düşük bir kesilme olasılığı (LPI) olan bir sinyal olarak da adlandırılır.

Son olarak, mesajın mahremiyeti, iletilen mesaja sözde rastgele bir model eklenerek elde edilebilir. Bir mesaj, iletimde kullanılan sahte rasgele düzeni veya anahtarı bilen, ancak anahtarı bilmeyen diğer alıcılar tarafından tespit edilemeyen bir alıcı tarafından tespit edilebilir.

Aşağıdaki bölümlerde, farklı geniş bant sinyal türlerini, özelliklerini ve uygulamalarını açıklıyoruz. Radyo karşı önlemleri (RP veya karıştırma) veya radyo karşıtı karşı önlemler (ATM), CDMA ve CWP için geniş bant sinyallerinin kullanımına vurgu yapılacaktır. Yukarıda bahsedilen uygulamalar için varsayılan kanal özelliği türlerini kısaca açıklayalım.

A. Reznikov, V. Kopeikin, B. Lyubimov, V. Kulikov

Sivil telekomünikasyonda ümit verici yeni bir yön - geleneksel dar bantlı telekomünikasyon sistemlerine kıyasla gürültü benzeri sinyallerin (NLS) kullanılması - bir dizi avantaja sahiptir.

Bugün bile, NLS teknolojisinin uygulama alanı kablosuz yerel bilgisayar ağlarına, hücresel iletişimlere (küresel bilgi sistemlerine kadar), kişisel telekomünikasyon sistemlerine kadar uzanmaktadır. Bu teknik, Bilgi Toplumu yolunda giderek daha fazla ağırlık kazanıyor. Sesli mesaj alışverişi, video bilgisi, veri iletimi vb. İçin büyük ölçüde herkesin her zaman ve her yerde erişilebilir olmasına yardımcı olacak NLS tekniğidir.

Gürültü benzeri sinyallerin özü nedir, anlamı, yeni nitelikleri nelerdir? NLS kullanımı modern iletişimde bir evrim mi yoksa bir devrim mi?

Herhangi bir iletişim sisteminin temel görevi, mesajları bilgi kaynağından tüketiciye en ekonomik şekilde aktarmaktır. Tipik olarak, radyo iletişim sistemlerinde, bilgiyi verimli bir şekilde iletmek için nispeten dar bir bant genişliği kullanılır. Bildiğiniz gibi, radyo frekansı aralığına bilgi aktarımı, taşıyıcı RF salınımının bir veya daha fazla parametresini değiştirerek (modüle ederek) gerçekleştirilir. Alıcı tarafta, ters işlem gerçekleştirilir - demodülasyon.

Modülasyon yöntemi, girişim ve bozulmanın etkilerini en aza indirmek için seçilir. Geleneksel modülasyon teknikleri, temel gücü en üst düzeye çıkarır ve bant genişliğini en aza indirir. Modülasyon yönteminin etkililiği için genel olarak kabul edilen kriter, genellikle belirli bir bilgi iletim hızı için spektrum üzerindeki sinyal gücü konsantrasyonunun değerlendirilmesidir. Bu yaklaşım, sezgisel olarak doğru ve sağduyu ile tutarlı görünüyor. Bu özlem, örneğin, genlik modülasyonundan (AM) tek yan banda (SSB) geçişte gerçekleştirildiğini buldu. Taşıyıcının ve yan bantlardan birinin bastırılması, havada işgal edilen bant genişliğini yarıya indirmenize ve tüm verici gücünü tek bir yan bantta yoğunlaştırmanıza olanak tanır. Televizyon sinyali de benzer şekilde oluşturulur. Herhangi bir geleneksel iletim sistemini dikkatlice analiz ederseniz, hepsinin tek bir modülasyon süreci içerdiğini görebilirsiniz - taşıyıcı dalga, iletilen bilgiler tarafından modüle edilir.

Gürültü benzeri sinyallere sahip iletişim sistemlerinde, geleneksel yaklaşımın ışığında, dar bantlı iletişim sistemlerinden geniş bantlı sistemlere tam tersi yönde hareket etmek beklenmedik görünebilir. NLS ekipmanında, biri spektrumun önemli ölçüde genişletilmesi için özel olarak tasarlanmış iki modülasyon işlemi her zaman gerçekleştirilir. Ancak bu durumda, iletişim sistemleri sadece bir şey kaybetmekle kalmaz, aynı zamanda yeni nitelikler de kazanır.

Ek modülasyonun amacı nedir?

İletilen mesajın frekans spektrumunun yayılması, ya spektrumun doğrudan yayılmasıyla ya da taşıyıcı frekansının atlanmasıyla gerçekleştirilir. Birinci yöntemi uygularken, bir bilgi sinyali, verici modülatörünün dengeli karıştırıcısının bir girişine ve diğerine - belirli sayıda bit ile periyodik olarak tekrar eden ikili sözde rasgele sinyal dizisine (PRS) beslenir. Neden sözde rastgele? Bunun nedeni, dışa doğru rastgele bir "+1" ve "-1" karakter dizisi gibi görünmesidir. Ancak bu sadece ilk bakışta. Aslında bu dizi, dijital otomata kullanılarak oldukça düzenli yöntemlerle üretilir ve belirli özelliklere sahiptir.

Gücü, çok geniş bir frekans bandına dağıtılır ve sinyal, parazitin arka planına karşı görünmez hale gelir. Vericide kullanılan sözde rasgele dizinin parametreleri biliniyorsa, böyle bir sinyalin alınması mümkündür.

Alıcı tarafta gürültü bağışıklığı, yüksek güçlü dar bantlı parazite göre artar. Bunun nedeni, dar bant parazitinin sinyal spektrumunun küçük bir bölümünü etkilemesi ve bütünlüğünü ihlal etmemesidir. Geleneksel dar bant sistemleri için, çalışma frekansı bandındaki bu tür bir girişim onu \u200b\u200btamamen devre dışı bırakabilir. Spektrumun bir kısmından gelen parazitten yoksun gürültü benzeri bir sinyal, alıcı tarafta önemli bilgi kaybı olmadan yeniden oluşturulabilir. Bunun nedeni, NLS alıcısındaki karışan sinyallerin kendilerini arka plan gürültü seviyesindeki zayıf bir artıştan başka bir şey olarak göstermemesi ve iletişim oturumunda bir kesinti olmaması gerçeğidir.

SHPS'nin askeri haberleşme sistemlerinde yaygın olarak kullanıldığını ve uygulandığını ve bu alandaki çalışmaların uzun süre kapalı kaldığını açıklayan da bu müdahale bastırma etkinliğidir. Ancak kod bölümlü multicast sistemlerde kullanımlarına dair ilk yayınlar 60'lı yılların ortalarında açık basında yer aldı ve bu yayınlar arasında L.E. Varakin'in makalelerine dikkat etmek gerekiyor.

Ve zaten 80'lerde, SHPS kullanma yöntemleri sivil iletişimde yerini aldı. Bu zamana kadar, Amerika Birleşik Devletleri Federal İletişim Komisyonu, çok sayıda ekipmanın piyasaya sürülmesinin başlangıcını belirleyen bir grup grupta SHPS'nin ticari kullanımına resmen izin verdi. 1993 yılında, ABD Telekomünikasyon Endüstrisi Birliği, uygun sistemlerin konuşlandırılmasının yolunu açan IS-95 standardı olarak, mobil telefon hücresel iletişiminde kod bölümünün kullanımını yasallaştırdı.

Bu nedenle, bu tür sinyalleri kullanan iletişim tekniği, son yıllardaki keşiflere atfedilemez. Bu arada, bu tür sinyallerin temel avantajlarının ilk kez ortaya çıktığı radarda uzun zamandır kullanılmaktadır. Radarda, hedef algılama aralığı darbe enerjisi tarafından belirlenir, yani. süresine göre iktidarın ürünü. Gücün artırılmasıyla tespit aralığındaki bir artışın kendi teknik sınırları vardır, darbe süresindeki bir artış başka bir parametreyi kötüleştirir - hedeflerin tespit edilme yeteneğini belirleyen çözünürlük. PSP yasasına göre faz manipüle edilmiş uzun bir yüksek frekanslı darbeyi temsil eden karmaşık sinyaller kullanarak ortaya çıkan çelişkiyi çözmenin mümkün olduğu ortaya çıktı.

Alıcıda korelatör yardımı ile PRP elemanının süresine uzun bir darbe sıkıştırılırken, PRP elemanlarının sayısındaki artış nedeniyle enerji önemli ölçüde artar, bu da çözünürlüğü iyileştirir ve algılama aralığını arttırır.

Daha önce bahsedilmiş olan ek modülasyonun bir sonucu olarak, gizli, gürültüden bağışık bir iletişim kanalı elde ederiz; bu, yalnızca verici tarafta kullanılan spektrumu yayma yöntemi ve algoritması bilindiğinde mümkün olan bilgi alımı.

Farklı bant genişliklerinin kullanılması, çok sayıda kullanıcının tek bir geniş frekans bandında aynı anda çalışmasına izin verir. Bu kanal çoğullama yöntemine kod bölme adı verilir. Tekrar vurgulayalım: Kod bölümünün özelliği, tüm sinyallerin aynı anda tek bir ortak geniş frekans bandında iletilmesidir. Her sinyalin spektrumu, çok sayıda kullanıcı için kanala eşzamanlı erişim sağlayan bireysel bir kod kullanılarak oluşturulur. Baz istasyonunun alıcısında, NLS'den gelen bireysel koda göre, belirli kullanıcı için gerekli bilgi çıkarılır.

CDMA (Code Division Multiplex Access) sistemi, hücresel ağların kapasitesini, hizmet verilen bölgenin kapsama derecesini ve ses iletiminin kalitesini artırmanın temeli haline gelen bu prensibe göre çalışır. Aslında, şimdiden yeni nesil iletişim teknolojisi haline geldi.

Eleman tabanının yüksek derecede entegrasyonu, kod bölümlü iletişim sistemlerinin yoğun kullanımı ile teknoloji maliyetinin düşürülmesi, CDMA teknolojisinin CDMA teknolojisinden dolayı iletişim pazarında yeni bir ticari gerçeklik olmasına yol açmıştır. Hücresel sistemlerin kapasitesinde sadece analog değil, aynı zamanda dijital sistemlere kıyasla keskin bir artış olasılığı ile en başından beri kendini ilan etti. Basit hesaplamalar, CDMA ekipmanı kullanıldığında, ağ kapasitesinin, örneğin, frekans bölmesine dayalı dar bant standartlarına kıyasla yaklaşık 10 kat artırılabileceğini göstermektedir.

Bildiğiniz gibi, inşa süresi (TDMA) ve frekans (FDMA) ayırma yöntemlerinde temel zorluk, ağ yapılandırması her değiştiğinde ve yeni hücreler eklendiğinde gözden geçirilmesi gereken frekans planlaması ihtiyacında yatmaktadır. Yeni teknoloji hiçbir şekilde herhangi bir frekans planlaması gerektirmez, 1.25 MHz bandındaki kanalın tüm kullanıcıları, her biri benzersiz bir dijital kod kullandığı için ortak frekans bandında eşzamanlı olarak alışveriş yapabilir. Ve aynı frekans bandı, ağın diğer tüm hücrelerinde yeniden kullanılabilir. Bu, ağ kapasitesindeki önemli artışın arkasındaki ana faktörlerden biridir.

Burada, sistemin kapasitesini daha da artıran ve iletişim kalitesini artıran düzeltme kodlarını kullanan verimli kodlamadan da bahsetmeliyiz.

Kod bölümü, bir abonenin hücreden hücreye "yumuşak geçişini" organize etmenin mümkün hale geldiği ilk teknolojiydi. Bunun nedeni, çerçevenin yalnızca bir abonenin verilerini içermesi ve abone hücreden hücreye hareket ederken merkezi istasyonun en iyi sinyali seçebilmesi ve farklı baz istasyonlarının çerçevelerinden "yapıştırabilmesidir".

NLS sistemleri, geleneksel dar bant sistemleriyle mükemmel elektromanyetik uyumluluğa sahiptir. İkincisi, geçiş bandında düşük spektral yoğunluğa sahip NLS tarafından engellenmez. NLS alıcısındaki dar bant sinyalleri, geniş bant sinyallerine dönüşür ve alıcı koduyla eşleşmediklerinden etkili bir şekilde bastırılır.

Gürültü bağışıklığına ek olarak, NLS'nin karmaşık kod yapısı, ağa yetkisiz erişime karşı yüksek derecede korumaya sahiptir ve veri akışında gerekli herhangi bir gizlilik düzeyi sağlar.

NLS spektrumu nasıl oluşturulur ve genişlemesinin ölçeğini hangi yöntemler açıklar?

Dijital iletişim sistemlerinde, ek modülasyon, iletilen ikili bilginin, iletilen bilgiden çok daha yüksek bir hızda takiben, PRS'nin N yayma biti akışı üzerine bindirilmesi olgusuna indirgenir. Aynı zamanda, bir bilgi sıfırı iletilirken, PSP işareti değişmez, bir bilgi birimi ("-1") iletilirken, ters bir PSP kullanılır (Şekil 1). Bir bit bilgi için PSP bitlerinin sayısı ve spektrum yayılmasının bir ölçüsü olan çok büyük değerlere (ondan birkaç bine kadar) ulaşabilir. Bu PSP ile modüle edilmiş sözde rasgele veri akışı, ikinci modülatördeki RF taşıyıcı dalga formunun fazını manipüle eder ve bu faz, amplifikasyondan sonra havaya gönderilir.

15 çiplik sözde rastgele diziye sahip veri modülasyon şeması

Gürültü benzeri bir sinyalin spektrumu, bant genişliği, bit hızı ve RF sinyalinin modülasyon yöntemi gibi çeşitli faktörler tarafından belirlenir.

NLS spektrumu bir spektrum analizöründe nasıl görünür? Güç spektrumu (Şekil 2), merkez frekansı (taşıyıcı) etrafında simetriktir ve çok sayıda keskin tepe içerir. Orta kısım, arkasında yan maksimumların bulunduğu iki sıfır ile sınırlıdır ve tüm sinyal enerjisinin yaklaşık% 90'ını içerir. Kalan% 10 sahte emisyonlardan kaynaklanmaktadır ve genellikle iletim sırasında filtrelenir. Merkezi maksimumun genişliği, PRP'nin bit hızının iki katına eşittir. Spektrum, belirgin bir küçük ölçekli yapı içerir, bu yapının detayları, bilgi aktarım hızının düzenine göre bir genişliğe sahiptir ve genellikle toplam spektrum genişliğinden çok daha azdır. -3 dB seviyesindeki etkin bant genişliği, PRP'nin bant genişliğine yakındır ve toplam bant genişliğinin yarısıdır.

128 kod uzunluğu için NLS gücünün frekans dağılımı. Spektrum geniş ve düzensizdir, frekans taşıyıcıdan ölçülür ve 1,25 MHz frekans bandına atıfta bulunur

Muhtemelen, böyle bir çift modüle edilmiş sinyalin bir şekilde farklı şekilde alınması gerektiği açıktır. NLS alıcısı (Şekil 3), iletilen bilgiyi çıkarmak için bir yayma kodundan (PSP) ek demodülasyon gerçekleştirir. Bu, geniş bant sinyallerini almaya yönelik alıcı arasındaki temel farklılıkların ortaya çıktığı yerdir. Geleneksel bir şemada, örneğin, bir telgraf sinyali gibi ayrık bilgileri almak için, UHF'de amplifikasyon ve Cm1'e frekans dönüşümü gerçekleştirilir (birkaç dönüşüm olabilir, bu, konunun özünü değiştirmez). Demodülatörden sonra, iletilen bilgi daha fazla işlem için kullanılabilir hale gelir - kulak yoluyla alım veya bir baskı cihazına aktarım.

Korelasyon, yayılmış spektrum sinyal alım yönteminin teorik temelidir. Korelasyon işlemi, NLS alıcısının ilişkilendirici adı verilen ana düğümünde gerçekleştirilir. İlişkilendiricinin şematik diyagramı, dengeli bir karıştırıcı Cm2'yi takiben bir entegratör veya ortalama alma için düşük geçişli bir filtreden oluşur. Mikserde, alınan sinyal vericide kullanılan PRS'nin bir kopyası ile çarpılır. Ayarlama, vericideki yayılı spektrum bant genişliğinin parametrelerini alıcıdaki bant genişliğinin bir kopyasıyla eşleştirmekten oluşur. NLS ekipmanının normal çalışması için ana koşul, frekans ve zaman parametrelerinin, alınan ve referans sinyallerin modülasyon türlerinin sıkı koordinasyonudur. Yalnızca bu koşul altında, ilişkilendiricide, geniş bant modülasyonu yararlı sinyalde ortadan kaldırılır ve diğerlerinde tutulur. Bu koordinasyon senkronizasyon ve algılama sistemi ile sağlanmaktadır. Faz ve frekans kilitli döngü için birkaç izleme sistemi ve gecikme için bir izleme sistemi içerebilir.

Korelasyonu iki ikili diziyi çarpma işlemi olarak düşünmek çok uygundur. Karşılaştırılan dizilerdeki önemli sayıda sıfırlar ve birler ve bunların dizileri çakışırsa, çarpanın çıkışında iletilen bilgiyi yansıtan uzun bir sıfırlar veya birler dizisi oluşur. Bu sıra, bir çentik filtresinden geçirilir. Bu durumda, ilişkilendiricinin çıkışındaki sinyal-gürültü oranı, girişe göre N kez geliştirilir. İdeal olarak, tam senkronizasyon koşullarında, spektrum yayılması olduğu gibi tamamen ortadan kaldırılır ve ilişkilendiriciden sonra, senkron bir detektörden sonra herhangi bir dar bantlı iletişim sisteminde olduğu gibi, uzun bilgi mesajlarının olağan dizisi gözlemlenebilir.

Bu alım yöntemi, NLS kullanmanın temel avantajlarını belirler. Kodun referans kopyası ile çarpıldığında, en az bir parametreyle çakışmayan başka bir kodla modüle edilen sinyallerin geri kalanı (PRS'nin bit hızı, göreceli konumu, kod dizisinin başlangıcındaki kayma) geniş bir yelpazeye sahip kaotik bir kısa atım dizisine dönüşür. Sonuç olarak, uyumsuz sinyallerin enerjisinin yalnızca küçük bir kısmı dar bant filtresinden geçer. Kod bölme mekanizması bu şekilde uygulanmaktadır. Benzer şekilde, bu alım yöntemiyle dar bant paraziti de rastgele bir kısa atım dizisine bölünür ve bir filtre ile zayıflatılır.

Böylelikle, bir düğümde, çok sayıda farklı parazit tipine ilişkin olarak hem kod bölümü hem de gürültü bağışıklığı marjı sağlanır. Ancak bu, birkaç ciddi sorunu ortaya çıkarmaktadır. Bunlardan biri, alınan sinyalin ve alıcıdaki kod üretecinin sinyalinin senkronizasyonunun doğruluğu ve ek olarak, NLS'nin tespiti ve iletişime girme ile ilgili bir dizi başka sorunu çözmek gerekiyor. Bununla birlikte, tüm bu sorunlar çözülmekte ve bu da NLS'yi kullanmanın avantajlarının gerçekleştirilmesini sağlamaktadır.

Tüm frekans bantları BSS teknolojisi için uygun mu? Birkaç on yıldır, NLS en düşükten en yükseğe kadar tüm frekanslarda kullanılmaktadır. İyonosferin sinyallerin yayılmasında belirleyici bir rol oynadığı HF bandında, her zamanki anlamda dar bantlı sinyallere avantaj sağlandı (genişlemeyi hesaba katan spektrumun genişliği birkaç onluğu geçmemelidir. kilohertz). Bu, böyle bir kanal üzerinden bilgi aktarım hızının kilobit / saniyeden fazla olamayacağı anlamına gelir. Aksi takdirde, sinyalin spektral bileşenlerinin eşit olmayan yayılma koşullarıyla ilişkili sinyal bozulmaları başladı. Bunun nedeni, NLS'nin alınmasının geniş bir frekans bandındaki sinyalin bir koleksiyonu olması ve özellikle fazda sinyalin spektral bileşenlerinin dengesizliğinin seçici bozulmalara yol açmasıdır.

ShPS'nin avantajları, VHF bantlarında ve daha yüksek frekanslarda tam olarak gerçekleştirilmiştir. Aynı zamanda, bilgi aktarım hızı ve spektrum genişleme derecesi, teknik uygulamanın zorlukları dışında hiçbir şeyle sınırlı değildir. Şu anda 900, 2400 ve 5600 MHz frekanslarında gürültü benzeri sinyaller kullanılmaktadır.

Yakın gelecekte, geniş bant ağları kullanan kablosuz veri iletim ağları için teknik gereksinimleri belirleyecek uluslararası bir standardın (802.11) benimsenmesi planlanmaktadır. Frekans aralıklarının, iletim hızlarının, yayılma spektrum tekniklerinin ve diğer ağ özelliklerinin düzenlenmesi üzerine yıllarca süren araştırmaların sonucudur. Standardın özü şu şekildedir: sınırlı bir alanda (yerel bir ağ biçiminde) kablosuz iletişimin organizasyonunu tanımlamalıdır. Bu durumda, birkaç abone ortak bir veri iletim kanalına eşit erişim hakkına sahip olacaktır.

Standart iki aralığı varsayar: 902 ... 928 MHz ve 2400 ... 2483.5 MHz. Rusya ve Avrupa'da 900 MHz aralığı aşırı derecede aşırı yüklendiğinden ve yalnızca bina içinde kullanılması önerilebildiğinden, ana vurgu ikincisine veriliyor. Gigahertz serisi hem iç hem de dış mekanlarda kullanılabilir.

Geniş bant iletişimi olan sistemleri kullanmak için noktadan noktaya bağlantı en basit seçenek olabilir - bu, bir ila birkaç on kilometre mesafedeki harici yönlü antenli iki yerel ağ arasındaki bir bağlantıdır.

Rusya'da NLS kullanımı için çok büyük beklentiler var. Rusya Federasyonu'nda, SHPS teknolojisinin kullanımı, 24 Şubat 1996 tarihli Rusya Federasyonu İletişim Bakanlığı'nın 18 numaralı sırasına göre tanımlanmıştır. Bunun için 828 ... 821 ve 873 ... 876 MHz frekansları tahsis edilmiştir. . NLS yöntemleri, yerel ağın geliştirilmesinde özel bir yer alabilir. Telefonların kabul edilebilir bir kurulum seviyesi, ülkemizde en az 75 milyon numara anlamına gelen 100 kişi başına en az 50 telefon olarak kabul edilmektedir. Telefonun daha da gelişmesiyle birlikte, ana zorluklar, numaranın maliyetini belirleyen yerel ağların yaratılmasından kaynaklanmaktadır. Geniş bant ağ teknolojilerinin - yerel ağlarda, hücresel ağlarda, mobil iletişim sistemlerinde - kullanılmasına acil ihtiyaç vardır. Sabit iletişim, aynı iletişim kalitesi için daha az sinyal gücü gerektirir ve bu, kanaldaki kullanıcı sayısının artmasını sağlar. Yukarıdakilerin tümü, frekansın etkin kullanımını hesaba katarak, bu tür ağların maliyetini ve dağıtım süresini azaltacaktır.

NLS kod yapısı, mesafeleri ölçerken navigasyon sistemlerinde kullanım için onları vazgeçilmez kılar. Bu bağlamda, NLS, mesafeyi ölçmek için mesafe birimlerinde bölümlere sahip bir cetvel olarak temsil edilebilir. Yansıtılan sinyal, iletilen sinyal ile karşılaştırılır ve gecikme, nesneye olan mesafenin belirlenmesini mümkün kılan kod yapısının kaymasından bulunur. NBS'li bir uydu navigasyon sistemine bir örnek GPS'dir. Uygulamaları bazen navigasyonun ötesine geçer ve tarım arazilerinin düzleştirilmesi, yer kabuğundaki fay hatlarının izlenmesi ve diğer amaçlar için kullanılır.

GPS alıcıları, yüksek hassasiyetli zaman okumaları sağlamak için karmaşık cihazların bir parçası olabilir, örneğin NBS ile hücresel telefon sistemlerinin baz istasyonlarına bağlanabilirler.

NLS teknolojisinin tanıtımı için başka beklentiler nelerdir?

Kod bölümü, 34 milyondan fazla kullanıcısı olan en büyük mobil pazar olan Kuzey Amerika'da başladı. Özel sürümler, ABD hücresel ağlarının% 70'inin CDMA sistemlerini uygulamaya hazır olduğunu bildirmektedir. Güney Kore'de, bu tür ağlar yakın gelecekte potansiyel kullanıcıların% 75'ine ulaşabilecek. Bazı Japon şirketleri 1998'de hücresel ağlarını yükseltme niyetlerini açıkladılar.

Yeni çoklama yöntemlerinin ortaya çıkmasına rağmen, zaman bölmeli eski analog sistemler, görünüşe göre, uzun bir süre var olacak, bu nedenle geniş bant ağları kullanma stratejisi, farklı türlerdeki hücresel sistemlerle ortak çalışma sağlar.

Globalstar uydu sistemi konuşlandırılırken bu tür bir uyumluluğa duyulan ihtiyaç dikkate alınır.

Yukarıda belirtildiği gibi, BSS, özellikle demodülasyon işleminin karmaşıklığından dolayı iletim gizliliği ile ilgili olarak birçok olağandışı özelliğe sahiptir. SHPS'yi askeri çerçeve dışında kullanırken, SHPS kullanımının katı bir şekilde düzenlenmesi gerekir.

Ancak bu, prensip olarak radyo amatörlerinin NLS yöntemlerinin geliştirilmesine katılımını dışlamaz. Örneğin, ABD Federal İletişim Komisyonu'nun talimatlarının özel bir bölümü, SHPS kullanan radyo amatörlerinin çalışmalarını milimetre dalgalarına kadar çeşitli aralıklarda resmen yasallaştırdı. 100 W'a kadar güçle çalışma izni var - ve bu, ticari uygulamaların tipik gücünün 1 W'ı ve bazı durumlarda - ve 10 mW'ı geçmemesine rağmen.

Daha sonraki sunumu açıklığa kavuşturmak için, burada çeşitli frekans aralıklarının özellikleri ve bunlarla ilişkili radyo ağları kurma ilkeleri hakkında teknik bir inceleme yapacağız.

Modern radyo iletişimi, yüzlerce megahertz, binlerce megahertz (yani gigahertz) ve hatta onlarca gigahertz frekanslarında çalışır. Radyo spektrumu, çok çeşitli uygulamalara ayrılmış bölümlere ayrılmıştır; radyo iletişimi bunlardan sadece biridir. Spektrumun uluslararası ölçekte tahsisi, Rusya'yı da içeren ilgili uluslararası komite tarafından düzenlenmektedir. Rusya'da, Bakanlıklararası Devlet Radyo Frekansları Komitesi (SCRF) tarafından düzenlenmektedir. Buna daha sonra geri döneceğiz.

Radyo spektrumunun her bölümü, kanallar aynı "genişlik" (örneğin, hücresel telefon için 25 kilohertz). Belirli bir kanaldaki maksimum veri aktarım hızı, spektrumun içinde bulunduğu kısma değil, yalnızca kanal genişliğine bağlıdır. 8 gigahertz ila 9 gigahertz frekans aralığında, 800 megahertz ila 900 megahertz aralığından 10 kat daha fazla kanalın belirli bir genişliğe sığacağı açıktır. Bu nedenle, frekanslar ne kadar yüksek olursa, eşzamanlı iletim olasılığı açısından aralığın toplam "kapasitesi" o kadar büyük olur: 800 MHz aralığını bin çekirdekli bir kablo olarak hayal ederseniz, o zaman 8 GHz aralığı zaten bir 10 bin çekirdekli kablo.

Görüş hattı ve hücresel ağ prensibi

Radyo spektrumunun ultra yüksek frekans (UHF) kısmının muazzam kapasitesinin, radyo iletişiminin tüm sorunlarını çözebileceği varsayılabilir. Bu neredeyse doğrudur, ancak radyo dalgalarının tamamen fiziksel bir özelliği vardır: dalganın frekansı ne kadar yüksekse (yani uzunluğu ne kadar kısa olursa), etrafında daha küçük engeller bükülebilir. Bu nedenle, örneğin, mobil hücresel iletişim 2 gigahertz'den daha yüksek olmayan frekanslarda çalışabilir: daha yüksek frekanslarda, iletişim zaten kesinlikle görüş alanıyla sınırlıdır (neredeyse bir ışık huzmesi gibi), bu nedenle bir cep telefonuyla iletişim ışık gibi kesilecektir. çitin önünde yürürken bir el fenerinden.

2 GHz'in altındaki frekanslarda, görüş hattı gereksinimi o kadar katı değildir: radyo dalgası binaların etrafında bile bükülebilir - ancak dünyanın kalınlığı değil, örn. "ufkun ötesine geçemez". Ufuk tarafından anteninin yüksekliğinden görülebilen vericinin sınırlı menzili, düzenlemeyi mümkün kılar. hücresel ağ yani aynı frekans kanallarının bitişik olmayan alanlarda ("hücre hücreleri") birçok kez kullanılabildiği bir ağ.

Not 1: İnsanlar "cep telefonu" veya "hücresel ağ" hakkında konuşurken, genellikle mobil hücresel telefon ağı ... Bu tür ağlar genellikle tanınmış uluslararası standartlara uygun olarak kurulur; 450 MHz, 800 MHz ve 900 MHz civarındaki bantların bir kısmını kapsarlar ve en son standart 1800 MHz (yani 1.8 GHz) civarındaki frekansları önermektedir. Hücresel mobil telefon, ayrı, özel olarak düzenlenmiş bir telekomünikasyon etkinliği türüdür ve artık burada buna değinmeyeceğiz. Bir ağ kurmanın hücresel ilkesi, doğrudan mobilite ile ilgili değildir. sınırlı bir alanda bile aynı frekansları tekrar tekrar kullanmanın bir yoludur.

Not 2: Resim belirtilmeden eksik kalacak uydu iletişimi ... Çeşitli frekans aralıklarının kapasitesi hakkındaki tüm tartışmalar burada geçerliliğini koruyor, sadece "ufuk" kavramı neredeyse yok oluyor, çünkü ekvatorun üzerinde uygun bir boylamda (karşı yarımkürede değil) asılı bir uydu bile kutup bölgelerinden görülebiliyor. Açıktır ki, bir uydu üzerindeki dar bir anten bile, dünya yüzeyinde yüzlerce veya binlerce kilometre boyutunda bir "nokta" verir. Bu nedenle, karasal radyo ağlarına kıyasla, uydular, hücresel ağlarda olduğu gibi, aynı frekansları yeniden kullanamayacakları için havayı çok ekonomik olmayan bir şekilde kullanırlar. Uydu iletişimi de ele alınması gereken ayrı bir konudur ve burada bununla ilgilenmeyeceğiz. Sadece şunu aklınızda tutmanız gerekiyor frekans spektrumunun çok önemli bir kısmı mevcut uydu iletişimleri tarafından işgal edilmiş veya gelecek için ayrılmıştır.

Anten yönelimi

Radyo iletim ağlarında, dar odaklı daha geniş kapsama sektörüne sahip antenler ve antenler çok yönlü (dairesel). Bağlantı türü için işaret etmek birbirine yönelik iki yönlü antenler kullanılır; örneğin böyle mikrodalga iletim hatları bitişik röle kuleleri arasındaki mesafenin onlarca kilometre olabileceği. Dar huzmeli bir anten, radyo ışınını odaklayarak enerji yoğunluğunu artırır; bu nedenle, belirli bir güce sahip bir verici, daha uzak bir mesafeden "atış yapar".

Yalnızca çok yönlü antenler kullanılarak başka bir iletişim türü elde edilecektir. Bu durumda bağlantı sağlanacaktır herkes herkesle ... Bu topoloji genellikle sınırlı bir alanda konuşlandırılmış küçük ofis ağlarında bulunur.

Son olarak, "hücre" nin ortasına yerleştirirseniz baz istasyonu çok yönlü bir antenle ve hizmet verdiği tüm aboneleri üzerine odaklanmış yönlü antenlerle donattıktan sonra topolojiyi elde ederiz. noktadan çok noktaya ... Baz istasyonlarını da belirli bir hiyerarşide birbirine bağlarsak (radyo röle hatlarıyla veya sadece noktadan noktaya radyo bağlantılarıyla veya kablo kanallarıyla), o zaman tam bir hücresel ağ elde ederiz. Bu durumda, bir mobil abonenin yönlü bir anteni olamayacağından, sabit bir hücresel ağ olacaktır.

Yorum Yap: Bir mobil hücresel ağ aynı prensip üzerine kurulur, ancak her ikisi de her zaman farklı kanallarda konuştukları için (veya aynı kanalda değiştikleri için) birbirlerini engellemeyen mobil aboneler için de yönsüz antenlerin kullanılmasıyla, ve çünkü mobil aygıttan gelen sinyal, baz istasyonundan gelen sinyalden çok daha zayıftır ve yalnızca baz istasyonu tarafından doğru bir şekilde alınabilir, ancak başka bir mobil aygıt tarafından alınamaz.

Geniş bant sinyal teknolojisi (BSS)

Mikrodalga aralığında yüksek güçlü bir radyo sinyali göndermek için, yükselticili pahalı bir verici ve pahalı bir geniş çaplı anten gereklidir. Parazitsiz düşük güçlü bir sinyal almak için, pahalı bir büyük antene ve amplifikatörlü pahalı bir alıcıya da ihtiyacınız vardır.

Bu, geleneksel bir "dar bantlı" radyo sinyali kullanıldığında, iletim belirli bir frekansta veya daha doğrusu bu frekansı (frekans kanalı) çevreleyen radyo spektrumunun dar bir bandında gerçekleştiğinde ortaya çıkan durumdur. Resim, birbirine yakın veya yakın frekanslarda iletilen dar bantlı yüksek güçlü sinyaller arasındaki çeşitli karşılıklı girişim nedeniyle daha da karmaşık hale gelir. Özellikle, bir dar bant sinyali, aynı frekansa ayarlanmış yeterli güce sahip bir verici tarafından basitçe (yanlışlıkla veya kasıtlı olarak) sıkıştırılabilir.

İlk olarak askeri uygulamalarda, teknoloji adı verilen tamamen farklı bir radyo iletimi ilkesinin geliştirilmesine yol açan, geleneksel radyo sinyali girişimine karşı bu savunmasızlıktı. geniş bant sinyali, veya gürültü benzeri sinyal (terimin her iki çeşidi de kısaltmaya karşılık gelir SHPS ). Uzun yıllar başarılı savunma kullanımından sonra, bu teknoloji sivil kullanım da buldu ve burada tartışılacak olan bu kapasitede.

Karakteristik özelliklerine (içsel gürültü bağışıklığı ve düşük düzeyde üretilen girişim) ek olarak, bu teknolojinin olduğu ortaya çıktı. seri üretimde nispeten ucuz... Ekonomi, geniş bant teknolojisinin tüm karmaşıklığının birkaç mikroelektronik bileşene ("yonga") programlanmasından ve mikroelektroniğin seri üretimdeki maliyetinin çok düşük olmasından kaynaklanmaktadır. Geniş bant cihazlarının geri kalan bileşenlerine gelince - mikrodalga elektroniği, antenler - kullanılan radyo sinyallerinin son derece düşük gücü nedeniyle normal "dar bantlı" durumdan daha ucuz ve basittirler.

NLS fikri, bilgi aktarımı için kullanılmasıdır. çok daha geniş bant genişliğigeleneksel (dar bir frekans kanalında) iletim için gerekenden daha fazla. Böylesine geniş bir frekans bandını kullanmak için temelde farklı iki yöntem geliştirilmiştir - Doğrudan Sıralı Yayılı Spektrum (DSSS) yöntemi ve Frekans Atlamalı Yayılı Spektrum (FHSS) yöntemi. Bu yöntemlerin her ikisi de 802.11 (Radyo-Ethernet) standardına dahildir.

Doğrudan Sıralama Yöntemi (DSSS)

Teknik detaylara girmeden Doğrudan Sıralama Yöntemi (DSSS) aşağıdaki gibi hayal edilebilir. Kullanılan "geniş" frekans bandının tamamı birkaç alt kanala bölünmüştür - 802.11 standardına göre bu kanallar 11'dir ve bunu aşağıdaki açıklamada ele alacağız. İletilen her bilgi biti, önceden belirlenmiş bir algoritmaya göre 11 bitlik bir diziye dönüşür ve bu 11 bit, 11 alt kanalın tümü kullanılarak aynı anda ve paralel olarak iletilir. Alındıktan sonra, alınan bit dizisinin kodu, kodlanırken olduğu gibi aynı algoritma kullanılarak çözülür. Başka bir alıcı-verici çifti, farklı bir kodlama-kod çözme algoritması kullanabilir ve bu tür birçok farklı algoritma olabilir.

Bu yöntemi kullanmanın ilk açık sonucu, iletilen bilgilerin gizli dinlemeden korunmasıdır ("yabancı" bir DSSS alıcısı farklı bir algoritma kullanır ve kendisininki dışında bir vericiden gelen bilgilerin kodunu çözemez). Ancak açıklanan yöntemin bir başka özelliğinin daha önemli olduğu ortaya çıktı. 11 kat sayesinde fazlalıklar transferden vazgeçilebilir çok düşük güç sinyali (geleneksel dar bant teknolojisi kullanılırken sinyal gücü seviyesi ile karşılaştırıldığında), antenlerin boyutunu artırmadan .

Aynı zamanda, iletilen sinyal seviyesinin seviyeye oranı büyük ölçüde azaltılır. gürültü, ses, (yani kazara veya kasıtlı girişim), böylece iletilen sinyal, zaten olduğu gibi, genel gürültüden ayırt edilemez. Ancak 11 kat fazlalığı sayesinde, alıcı cihaz onu yine de tanıyabilecektir. Sanki aynı kelime bize 11 kez yazılmış ve bazı kopyalar okunaksız yazılmış, diğerleri yarı silinmiş veya yanmış bir kağıt parçası üzerinde - ama çoğu durumda bu kelimenin ne olduğunu belirleyebileceğiz. 11 kopyanın tümünü karşılaştırarak ...

DSSS cihazlarının son derece kullanışlı bir diğer özelliği, çok düşük güç seviyesinden kaynaklanıyor olmasıdır. onun sinyal, pratik olarak geleneksel radyo cihazlarına (dar bant yüksek güç) müdahale etmezler, çünkü bunlar geniş bant sinyalini kabul edilebilir aralık içinde gürültü için alırlar. Öte yandan, geleneksel cihazlar geniş bantlı olanlara müdahale etmez, çünkü yüksek güçlü sinyalleri her biri yalnızca kendi dar kanalında "gürültü yapar" ve geniş bant sinyalini tamamen bastıramaz. Sanki ince bir kurşun kalemle, ancak büyük bir yazılı harf kalın bir keçeli kalemle gölgelenir - vuruşlar arka arkaya değilse, mektubu okuyabiliriz.

Sonuç olarak, geniş bant teknolojilerinin kullanımının, radyo spektrumunun aynı kısmını kullanmayı mümkün kıldığını söyleyebiliriz. iki defa - geleneksel dar bant aygıtları ve "bunların üstüne" - geniş bant aygıtları.

Özetle, en azından doğrudan sıra yöntemi için NLS teknolojisinin aşağıdaki özelliklerini vurgulayabiliriz:

- Parazit bağışıklığı.

- Diğer cihazlarla etkileşim yok.

- İletimlerin gizliliği.

- Seri üretimde uygun maliyetli.

- Spektrumun aynı bölümünün tekrar tekrar kullanım imkanı.

Frekans atlama yöntemi (FHSS)

Frekans atlamalı kodlamada (FHSS), iletimler için ayrılan tüm bant genişliği birkaç alt kanala bölünür (802.11 standardına göre bu kanallar 79'dur). Her verici, herhangi bir anda bu alt kanallardan yalnızca birini kullanır ve düzenli olarak bir alt kanaldan diğerine atlar. 802.11 standardı, bu tür atlamaların sıklığını sabitlemez - her ülkede farklı şekilde ayarlanabilir. Bu sıçramalar, verici ve alıcıda her ikisi tarafından da bilinen önceden belirlenmiş bir sözde rasgele dizide eşzamanlı olarak meydana gelir; geçiş sırasını bilmeden transferi kabul etmenin de imkansız olduğu açıktır.

Diğer verici-alıcı çifti, birinciden bağımsız olarak ayarlanmış farklı bir frekans atlama dizisi kullanacaktır. Bir frekans bandında ve tek bir görüş alanı bölgesinde (bir "hücre" içinde) bu tür birçok dizi olabilir. Eşzamanlı iletimlerin sayısındaki artışla, örneğin iki verici aynı anda her biri kendi sırasına göre 45 numaralı frekansa sıçradığında ve birbirini boğduğunda çarpışma olasılığının da arttığı açıktır.

Yukarıda açıklanan doğrudan sıra yöntemi gibi, frekans atlama yöntemi, gizlilik ve iletimlerin bazı müdahale bağışıklığı. Parazit bağışıklığı, iletilen paketin 79 alt kanalın hiçbirinde alınamaması durumunda alıcının bunu bildirmesi ve bu paketin iletiminin sonraki (sekme dizisinde) alt kanallardan birinde tekrarlanması gerçeğiyle sağlanır.

Ayrık mesajların AM, FM veya PM (OFM) aracılığıyla iletimi genellikle temelleri olan basit sinyallerle gerçekleştirilir. v=2 TF (2.1) birkaç birimi geçmez. Bu tür sinyaller dar banttır, çünkü iletilen sinyalin bant genişliği F orijinal sinyalin spektrum genişliğine eşit büyüklük sırasına göre (burada T- bir orijinal sinyalin süresi). Aynı zamanda, sistemler şu anda karmaşık geniş bant sinyallerinin kullanıldığı yerlerde kullanılmaktadır. itibarenbirkaç yüz hatta binlerce taban ve spektrum genişliği F>> Fm. İletilen sinyalin spektrumunu genişletmenin yollarından biri, orijinal sinyalin çok sayıda içeren karmaşık bir sinyal ile ilişkili olmasıdır. piletilen sinyalin temelinden itibaren süreye sahip temel sinyaller v= 2 TF= n>>1. Özel modülasyon türlerinin kullanımına dayalı olarak geniş bant sinyalleri oluşturmanın başka yöntemleri vardır. Geniş bant sinyallerinin son yıllarda artan ilgiyi çeken temel avantajları, bu tür sinyallerin çok yollu ve spektrum odaklı girişimin etkileriyle etkin bir şekilde mücadele edebilmesidir. Alıcı sahada ortaya çıkan sinyalin, tek tek ışınların (5.74) sinyallerinin toplamı olduğu çok yollu kanallarda, bu ışınların girişiminden kaynaklanan toplam solmaya ek olarak, semboller arası girişim de mümkündür. Işınların birbirine göre büyük gecikmelerinden dolayı, komşu sembollerin sinyallerinin üst üste gelmesinden oluşur. Bu semboller farklıysa ve gecikme, karşılık gelen sinyallerin süresiyle aynı büyüklük düzeyindeyse, iletişimin gürültü bağışıklığını azaltan önemli bozulmalar mümkündür. Bunu, alıcı cihazı iki eşleşen filtre ve bir karar devresinden oluşan ikili sistem örneği ile açıklayalım (bkz. Şekil 5.7). Alınan faydalı sinyale bağlı olarak eşleşen filtrenin çıkış voltajının bir sinyal otokorelasyon fonksiyonu olduğunu hatırlayın Buradan, çıkış sinyalinin süresi, dar bant sinyalleri ve süresi için yaklaşık olarak eşit olan sinyal korelasyon aralığı tarafından belirlenir. Çıkış voltajının, temel bir mesajın süresiyle aynı büyüklük sırasına sahip olması . İncirde. Örnek olarak 8.10.a, sinyal dar bant olduğunda ve üç ışın tarafından oluşturulduğunda, ikili dizi 1011 alırken eşleşen filtrelerin çıkışındaki voltaj zarflarını gösterir. Düz çizgiler, ilk ışına karşılık gelen gerilimleri ve kesikli çizgiler - diğer iki ışınla ilişkili gerilimleri gösterir. İlk ışının voltajının maksimum değeri ölçüldüğü anda, karşı filtrede diğer ışınlardan gelen voltajların olduğu şekilden görülebilmektedir. Aynı anda iki filtreden çözücüye gelen sinyallerde bir örtüşme vardır ve hata olasılığı önemli ölçüde artar. Bu durum, bilgi iletiminin hızını sınırlar, çünkü normal çalışma için mesaj öğesinin süresinin Tışınların birbirine göre maksimum gecikmesini birçok kez aştı

İncir. 8.10. İkili Eşleşen Filtreler Çıktı Yanıtları: Çok Yollu Dar Bant (ve)ve geniş bant (b)sinyaller

Geniş bant sinyallerinde farklı bir resim gözlemlenir. v>>1 ve<<T (şekil 8.106). Bu durumda, çıkış sinyalleri aşağıdaki durumlarda üst üste gelmez: . < T. Bu durum daha az katıdır ve bu nedenle, dar bantlı sistemlere kıyasla işlem hızını önemli ölçüde artırmak mümkün görünmektedir. Geniş bant sistemlerinde kirişlerin bölünmesi, sinyal zayıflamasının nedenlerinden biri olan aralarındaki paraziti ortadan kaldırır. Dahası, burada ek işlem yoluyla, ayrılan tüm ışınları toplamak mümkündür ve bu nedenle gürültü bağışıklığını iyileştirmek için çoklu yolu kullanın.

İlave parazitlere maruz kaldıklarında geniş bant sinyalli sistemlerin çalışmasını göz önünde bulundurun. İlk bakışta, geniş bant sinyallerinin kullanımı, sinyal bandındaki parazit gücünde bir artışa yol açtığı ve spektrumda bitişik sinyaller arasında karşılıklı parazit olasılığını artırdığı için pratik görünmemektedir. Ancak bu tam olarak doğru değil. Ayrık mesajların optimal olarak alınmasıyla, Gauss gürültülü bir kanaldaki gürültü bağışıklığının yalnızca sinyal enerjisinin spektral gürültü yoğunluğuna oranıyla belirlendiği bilinmektedir, yani sinyal spektrum genişliğine bağlı değildir. Sonuç olarak, dar bantlı ve geniş bantlı sistemlerin dalgalanma gürültüsü ile gürültü bağışıklığı aynıdır. Alım, bantta düz bir spektruma sahip geniş bant sinyaliyle eşleşen bir filtre kullanılarak gerçekleştirilirse F, daha sonra (4.35) 'e göre filtre transfer katsayısı k(f) şeritte 1'e eşit alınabilir F ve say k(f)=0 diğer frekanslarda. Daha sonra, (4.34) 'e uygun olarak, eşleşen filtrenin çıkışındaki sinyal ve gürültü güçlerinin oranı

(8.16)

bu ifade (4.3) ile örtüşmektedir. Bu durumda elde edilen kazanç, burada, eşzamanlı birikim durumunda olduğu gibi (bkz.Madde 4.2), eşleşen filtrede karmaşık bir sinyal ve gürültünün işlenmesinin bir sonucu olarak, tümünün p-temel sinyaller gerilime ve güçte parazite eklenir.

Spektrum boyunca yoğunlaşan girişime maruz kaldığında ve bu tür bir girişim, bantta bulunan herhangi bir dar bantlı sinyaldir. F, girişimin tüm spektral bileşenleri eşleşen filtrenin çıkışına geçecektir. Bu nedenle, yerine (8.16) yerine Rshkonsantre girişim gücü RP,almak

Sinyal spektrumu şunları içeriyorsa m bağımsız yoğun müdahale, o zaman, tabii ki,

(8.17)

Buradan, sinyal-gürültü oranının, diğer tüm şeyler eşit olduğu, sinyal spektrum genişliğiyle doğru orantılı olduğu sonucu çıkar. F. Bu nedenle, geniş bant sinyalleri, dar bant sinyallerine göre spektrumda toplanmış parazitlerle başa çıkmada daha etkilidir. Burada, elbette, akılda tutulmalıdır ki, eğer artırarak m toplam girişim gücü orantılı olarak artar F, daha sonra kazanan sinyalin spektrumunu genişletmek,

Geniş bant iletişim sistemlerinin avantajları, sinyaller arasındaki karşılıklı etkiler sorusunun daha genel bir formülasyonu ile daha açık bir şekilde ortaya çıkar. Bazı durumlarda, kullanılan frekans aralıklarının yüksek tıkanıklığı nedeniyle bilgilerin radyo kanalları üzerinden iletilmesi zordur. Gerçek koşullarda, çeşitli nedenlerle kaçınılmaz olan her sinyal için tahsis edilen frekansların düzenlenmesinin ihlalini hesaba katmak gerekir. Karşılıklı örtüşen spektrumlara sahip sinyallerin eşzamanlı iletimi genellikle gerçekleşir. Sınırlayıcı durum, hiçbir frekans düzenlemesinin olmadığı durumdur. Farz edin ki frekans aralığında eşzamanlı olarak iletildi pdar bant sinyalleri, her biri aynı olasılıkla menzil içinde herhangi bir yere yerleştirilebilir. Bu koşullar altında, ek bir dar bant veya geniş bant sinyali iletirken sinyal-gürültü oranını hesaplayalım. Basit olması için, hepsinin pdar bant sinyalleri aynı güce sahiptir RPve aynı frekans bandına sahip

Düzgün bir enerji spektrumu ile. Alınan dar bant sinyalinin spektrumu, bant genişliği de eşitse F, tamamen örtüşüyor k girişime neden olan sinyaller, daha sonra 1 (8.17) uyarınca eşleşen filtrenin çıkışındaki sinyal-gürültü oranı şuna eşit olacaktır:

Koşula göre tüm değerler k ek olarak, yararlı ve herhangi bir engelleyici sinyalin spektrumlarının örtüşme derecesi ve dolayısıyla girişim gücü, sürekli bir rasgele değişkendir. Bu nedenle, oran rastgele ve aralıkta yatıyor

(8.18)

İncir. 8.11. Geniş bant ve dar bant sinyalli sistemlerde sinyal-parazit oranının kümülatif dağılımları

Kümülatif dağılım, yani belirli bir değeri aşmama olasılığı q sürekli bağımlılıkla tanımlanan Açıkincir. 8.11, (8.18) için bu fonksiyonun örnek bir grafiğini gösterir.

Şimdi oranı hesaplayalım qw,, aynı koşullar altında, istenen dar bant sinyali yerine bir geniş bant sinyali iletilirse. Spektrumunun tüm aralığı eşit olarak kapladığını varsayacağız, yani. F = FD. (8.17) 'ye göre, bu durumda oran qw sabit

ve integral dağılım aniden değişir. Bu dağıtımın grafiği Рс \u003dPP Şekil 2'de de gösterilmiştir. 8.11. Dağılımların karşılaştırılması ve qw şundan daha az olan belirli bir değer olasılığı olduğunu izler qw0... Hataların büyük kısmı küçük sinyal-gürültü oranlarında meydana geldiğinden, daha sonra yüksek bant genişliği yükü koşullarında, olasılık yeterince büyükse, dar bantlı bir sinyalle bilgi iletimi, geniş bantlı bir sinyalin iletilmesine kıyasla ortalama olarak daha düşük bir gürültü bağışıklığına sahiptir. Şu soru ortaya çıkıyor: Tüm istasyonlar bilgileri geniş bant sinyallerinde aktarırsa ne olur? Frekans aralığına girelim FD bulunan n her biri bir spektrum genişliğine sahip tamamen örtüşen geniş bant sinyalleri F= FD ve güç Rs.Bu koşullar altında, başka bir benzer sinyal iletilirse, (8.16) 'ya göre eşleşen filtrenin çıkışındaki sinyal-gürültü oranı şuna eşit olacaktır:

(8.19)

sinyallerin enerji spektrumu nerede.

Bu nedenle, burada kümülatif dağılım qw ayrıca Şekil 2'de gösterilen bir sıçrama biçimine sahiptir. 8.11. Bu nedenle, meşgul bantlarda geniş bant sinyalleri kullanılırken karşılıklı parazitin, dar bant sinyallerini iletirken olduğundan daha az tehlikeli olduğu sonucu çıkar. Spektrumların tamamen örtüşmesine rağmen, sinyal süresinin karşılık gelen seçiminin not edilmesi ilginçtir. Tengelin üzerinden gerekli fazlalığa ulaşmak her zaman mümkündür (8.19).

Geniş bant sinyalleri, bazı durumlarda gürültü yoğunluğundan bile daha düşük olabilen nispeten düşük bir spektral yoğunluğa sahiptir. Bu özellik, geniş bant sinyallerinin gizli iletiminin yanı sıra dar bant sinyalleri üzerindeki parazit etkilerini en aza indirmeye izin verir.