İletişim kanallarının geçici olarak ayrılması. Kullanılan çok kanallı iletimin ilkeleri Kanal ayırma (SC) teknikleri

28.06.2019

Konu: Kanalların kod bölme prensibi

Kanalların kod bölünmesi ilkesi CDMA (İng. Code Division Multiple Access) - kod bölmeli çoklu erişim Bu medya ayırma yöntemine sahip trafik kanalları, her kullanıcıya tüm bant genişliğine yayılan ayrı bir sayısal kod atanarak oluşturulur. Zaman ayrımı yoktur, tüm aboneler sürekli olarak tüm kanal genişliğini kullanır. Bir kanalın frekans bandı çok geniştir, abonelerin yayınları örtüşür ancak kodları farklı olduğu için farklılaştırılabilir.

Kod bölmeli çoklu erişim teknolojisi uzun zamandır bilinmektedir. SSCB'de, bu konuya ayrılan ilk çalışma, 1935'te yazarı D.V. Yaşev.

Savaştan sonra uzun bir süre CDMA teknolojisi hem SSCB'de hem de ABD'de askeri iletişim sistemlerinde kullanıldı. 1980'lerin ikinci yarısında, ABD ordusu bu teknolojinin gizliliğini kaldırdı ve sivil iletişimde kullanmaya başladı. Yöntem, hücresel iletişimde (örneğin, Skylink operatörü tarafından Rusya'da) ve uydu navigasyonunda (GPS) kullanılır.

Yüksek spektral verimliliği nedeniyle CDMA kod bölme teknolojisi, hücresel iletişim sistemlerinin daha da geliştirilmesi için radikal bir çözümdür.

Şekil 42 Çoklu Erişim Teknolojisi

kod bölümü

CDMA2000, cdmaOne ağlarının (IS-95'e dayalı) evrimindeki 3G standardıdır. IS-95A versiyonunun ortaya koyduğu temel ilkeleri korurken, CDMA teknolojisi sürekli olarak geliştirilmekte ve iyileştirilmektedir.

CDMA teknolojisinin sonraki gelişimi, CDMA2000 teknolojisi çerçevesinde gerçekleşir. CDMA2000 1X teknolojisine dayalı bir mobil iletişim sistemi kurarken, ilk aşama, ses hizmetleri, kısa mesaj iletimi, e-posta, İnternet, veritabanları, veri ve hareketsiz hizmetler sağlamanıza izin veren 153 kbps'ye kadar veri iletimi sağlar. Görüntüler.

Şekil 43 Bir mobil iletişim sistemi oluşturma

CDMA2000 teknolojisine dayalı

CDMA2000 1xEV-DO'nun bir sonraki aşamasına geçiş, 1,23 MHz'lik aynı frekans bandı kullanılarak gerçekleşir, iletim hızı ileri kanalda 2,4 Mbps'ye ve dönüş kanalında 153 kbps'ye kadardır, bu da bu iletişim sistemini 3G ile uyumlu hale getirir. gereksinimleri ve gerçek zamanlı video aktarımına kadar en geniş hizmet yelpazesini sağlama yeteneği sağlar. Standardın geliştirilmesinin bir sonraki aşaması, ağ kapasitesini ve veri aktarım hızını artırmanıza olanak tanıyan 1XEV-DO Rev A'dır. Bu aşamada abone yönünde 3,1 Mbps'ye kadar, abone yönünde ise 1,8 Mbps'ye kadar veri iletimi sağlanmaktadır. Operatörler Rev.2'ye dayalı olarak aynı hizmetleri sağlayabileceklerdir. 0 ve ayrıca IP ağları üzerinden ses, veri ve yayın iletmek için. Dünyada zaten bu tür birkaç işletim ağı var. İlerleme durmadığından, ekipman geliştiricileri, tek bir frekans kanalında aşağıdaki hızların elde edilmesini sağlayacak olan bir sonraki aşamanın - 1XEV-DO Rev B - uygulanması üzerinde çalışıyorlar: aboneye 4,9 Mbps ve aboneden 2,4 Mbps . Ayrıca, hızı artırmak için birkaç frekans kanalını birleştirmek mümkün olacaktır. Örneğin, 15 frekans kanalının (mümkün olan maksimum sayı) birleştirilmesi, aboneye 73,5 Mbps ve aboneden 27 Mbps hızlara ulaşılmasını sağlayacaktır. Bu tür ağların kullanımı, VoIP, Bas Konuş, görüntülü telefon, ses ve multimedyanın paralel kullanımı, çok oturumlu ağ oyunları vb. gibi zamana duyarlı uygulamaların daha iyi çalışmasını sağlar.

CDMA2000 sisteminin ticari başarısının ana bileşenleri, daha geniş bir hizmet alanı, yüksek ses kalitesi (neredeyse kablolu sistemlere eşdeğer), esneklik ve yeni hizmetlerin tanıtılmasının düşük maliyetidir. Bu teknoloji, yüksek gürültü bağışıklığı, iletişim kanalının dinleme ve dinlemeye karşı kararlılığını sağlar, bu da tüm abone kategorileri için kullanımı çekici kılar.

Ayrıca, abone cihazlarının radyo vericilerinin düşük yayılan gücü tarafından önemli bir rol oynar. Dolayısıyla, CDMA2000 sistemleri için maksimum yayılan güç 250 mW iken, GSM-900 sistemleri için bu rakam 2 W (darbe başına) ve GSM-1800 için 1 W (darbe başına). Adil olmak gerekirse, cep telefonu radyasyonunun insan vücudu üzerindeki zararlı etkileri hakkındaki görüşün bilim adamları tarafından kanıtlanmadığını, ancak reddedilmediğini de not ediyoruz.

CDMA standartları grubu, hücresel telefondaki benzerlerinden temel olarak farklıdır ve bu standartlar haklı olarak 2.5 nesil standartlar olarak kabul edilir. FDMA (NMT, AMPS, NAMPS) ve devamı - TDMA (GSM, DAMPS), hücresel ağ hizmetlerine çoklu abone erişimi için her kanalın zaman aralıklarına (TDMA için) bölünmesiyle bir dizi frekans bandı kullanıyorsa, her şey yolunda gider. CDMA'da farklıdır.

CDMA, Direct Sequence (Pseudo Noise) Spread Spectrum teknolojisini (geniş spektrumlu doğrudan sekans (sözde gürültü) kullanır). DSSS'nin temeli, gürültü benzeri bir taşıyıcının kullanılması ve geleneksel modülasyon teknikleri için gerekenden çok daha geniş bir bant genişliğidir. DSSS 1940'larda icat edilmiş olmasına rağmen, ticari kullanım ancak 1995'te başladı. Bunun nedeni, DSSS kullanarak küçük boyutlu alıcı-vericiler oluşturmaya izin veren teknolojilerin olmamasıdır.

Kısaca CDMA hakkında.

Bazı veri akışları tarafından örneğin 9600 bps hızında modüle edilen bir dar bant sinyali hayal edin. Diyelim ki 1.25 Mbps gibi çok daha yüksek bir hıza sahip benzersiz, tekrar eden, sözde rastgele bir dijital dizi olsun. Dar bantlı bir sinyalin fazını sözde rastgele diziye göre değiştirirsek, geniş spektrumlu bilgi içeren gürültü benzeri bir sinyal elde ederiz. Ne olduğunu frekans açısından düşünürsek, bilgi sinyalinin gürültü benzeri sinyalin (sözde ses) spektrumu üzerinde "yayıldığı" (yayıldığı) ortaya çıkar. Şimdi bu geniş bant sinyalini yayına vermek için kalır.

Vericiden alıcıya giden yolda, sinyale parazit ve diğer vericilerden gelen sinyaller eklenecektir. Alınan ve demodüle edilmiş sinyali, modülasyon için kullanılan gürültü benzeri sinyalin tam bir kopyasıyla çarparız (burada alıcı ve vericinin çok yüksek derecede senkronizasyonu gerekir) ve başına yüksek enerjili dar bantlı bir bileşen elde ederiz. birim frekansı - iletilen veri akışı. Girişim ve diğer vericilerden gelen sinyaller, kullanılan gürültü benzeri sinyal ile çakışmadığından, çarpma işleminden sonra spektruma daha da yayılacak ve birim frekans başına enerjileri azalacaktır.

Böylece, farklı sözde rastgele diziler (kodlar) kullanarak, aynı frekans bandında birkaç bağımsız veri iletim kanalı düzenlemek mümkündür.

DSSS teknolojisinin yukarıdaki açıklamasının büyük ölçüde basitleştirildiğini söylemeliyim, ancak umarım her şeyin nasıl çalıştığı hakkında bir fikir verir.

Ve neden CDMA diğerlerinden daha iyidir?

Frekans bölme kanallarına (hem FDMA hem de TDMA) sahip sistemlerde, "yeniden kullanım" (yeniden kullanım) frekans kanalları olarak adlandırılan bir sorun vardır. Birbirlerine müdahale etmemek için komşu baz istasyonlarının farklı kanallar kullanması gerekir. Bu nedenle, eğer BS'nin 6 komşusu varsa (en sık düşünülen durum, her BS'nin bölgesi bir altıgen olarak gösterilebilir ve her şey birlikte bir petek gibi görünür :)) o zaman bu BS'nin kullanabileceği kanal sayısı yedidir. ağ için ayrılan aralıktaki toplam kanal sayısından kat daha az. Bu, ağ kapasitesinde bir azalmaya ve yoğun nüfuslu alanlarda BS kurulumunun yoğunluğunu artırma ihtiyacına yol açar. CDMA için böyle bir sorun yoktur. Tüm BS'ler aynı kanalda çalışır. Böylece frekans kaynağı daha tam olarak kullanılır. CDMA ağlarının kapasitesi genellikle TDMA'dan birkaç kat daha yüksektir ve FDMA ağlarından bir büyüklük sırası daha yüksektir.

BS'ye yakın telefonların sinyalleriyle daha uzaktaki aboneleri tıkamamasını sağlamak için CDMA, BS yakınındaki telefonun güç tüketiminde önemli bir azalmaya ve buna bağlı olarak telefonun çalışmasında bir artışa yol açan sorunsuz güç kontrolü sağlar. şarj etmeden zaman.

CDMA ağlarının güzel özelliklerinden biri, bir BS'den diğerine "yumuşak" geçiş (yumuşak geçiş) olasılığıdır. Aynı zamanda, birkaç BS'nin bir aboneyi aynı anda "yönlendirdiği" bir durum mümkündür. Abone, başka bir BS'ye "aktarıldığını" fark etmeyecektir. Doğal olarak, bunun mümkün olması için BS'nin hassas senkronizasyonu gereklidir. Ticari sistemlerde bu, GPS (Global Positioning System) Amerikan uydu konumlandırma sisteminden gelen zaman sinyalleri kullanılarak elde edilir.

CDMA neredeyse tamamen dijitaldir. Genellikle, bilgi sinyalinin tüm dönüşümleri dijital biçimde gerçekleşir ve cihazın yalnızca radyo kısmı analogdur ve diğer standart gruplarından çok daha basittir. Bu, neredeyse tüm telefonun yüksek derecede entegrasyona sahip tek bir mikro devre şeklinde yapılmasını sağlar ve böylece telefonun maliyetini önemli ölçüde azaltır.

CDMA'nın dijital doğası, bu teknolojiyi kablosuz veri iletimi için kullanmaya çok elverişlidir. Yukarıda tartışılan örnekte, çok yüksek olmayan bir hız belirledik, ancak mevcut CDMA uygulamaları, ağ kapasitesini düşürme pahasına veri aktarım hızını çoğaltmamıza izin veriyor.

CDMA standartları, mevcut TDMA standartlarına kıyasla analog sinyal iletiminin kalitesini öznel olarak iyileştiren, konuşmayı sayısallaştırmak için daha modern bir kodlayıcı kullanır.

CDMA'nın eksilerinden, yeterince geniş ve ayrılmaz bir bant kullanma ihtiyacına dikkat çekilebilir; bu, modern ortamda frekans kaynaklarının kıtlığı ve bu teknolojinin donanımda uygulanmasının büyük karmaşıklığı her zaman mümkün değildir.

CDMA için Beklentiler

Dünyada, CDMA'nın gelişimi hızlanıyor. En yaygın standartlar IS-95 (800 MHz) ve CDMA PCS (1900 MHz)'dir. Mayıs 2000 itibariyle, 43 ülkede 57 milyonun üzerinde CDMA abonesi vardı ve Mayıs 1999'dan bu yana kullanıcı sayısı iki katına çıktı. Tarihsel olarak, CDMA Amerika ve Güneydoğu Asya'da en yaygın olanıdır. Çin'in CDMA'yı federal bir standart olarak benimsemesiyle birlikte, bu standardın gezegenimizde ana standart haline geleceğine dair hiçbir şüphe yoktur.

CDMA standartları başlangıçta veri aktarım işlevini içeriyordu ve bugün neredeyse tüm modern CDMA telefonları, kullanıcıya 14.4 Kbps dijital kanal sağlayabiliyor. Ve ağın kendisi veri iletimi için IP protokolünü kullanır. Böylece, CDMA artık tamamen İnternet uyumludur. Daha yüksek hızlarda sorun yok. ABD'deki bazı CDMA operatörleri halihazırda 144 Kbps'ye varan hızlarda veri hizmetleri sağlamaktadır. Ek olarak, bu operatörler tarafından kullanılan sistem, istemcinin etkinliğine ve ağ yüküne bağlı olarak kanalın bant genişliğini dinamik olarak değiştirmenize ve böylece ağ kaynaklarının kullanımını optimize etmenize olanak tanır. CDMA Geliştirme Grubuna göre, mevcut CDMA standartlarını 3. nesle yaklaştıran 300 Kbps hıza şimdiden ulaşılabilir.

CDMA, TDMA sistemlerine kıyasla 3. nesle geçişte çok daha az sorun yaşar. TIA/EIA (Telekomünikasyon Endüstrisi Birliği / Elektronik Endüstrileri Birliği), mevcut IS-95'in bir evrimi olan bir grup cdma2000 (IS-2000) standardı önermiştir. cdma2000 ile selefi arasındaki temel fark, mobil iletişimde kullanım için daha fazla bant ve fiziksel düzeyde 1 Mbps'ye kadar veri aktarım hızı artışıdır. Her türlü hizmeti sağlamak için yeni protokoller de eklenmiştir. IS-95 ile geriye dönük uyumluluk standardının gerekliliği özellikle not edilmelidir. Tüm cdma2000 mobil istasyonları IS-95 ağlarında çalışmalı ve buna göre tüm cdma2000 baz istasyonları IS-95 mobil istasyonlarına hizmet etmelidir. Ayrıca, cdma2000 ve IS-95 arasında geçiş "a (bir hücreden diğerine geçiş) sağlamak için bir gereklilik vardır. Bu nedenle, IS-95'ten cdma2000'e, kullanıcı tarafından algılanamayan ağ geçişi mümkündür. Ayrıca dikkate değer bir gerçektir. standardın, şu anda eski analog standartlar tarafından kullanılan belirli aralıkların (örneğin, Bant Sınıfı 5 (NMT-450)) kullanımını sağladığı ve bu standartların operatörlerinin 1. nesilden hemen 3. nesile geçmesine izin vererek kademeli olarak bölümler vererek yeni ekipman kullanan abonelerin sayısı arttıkça, cdma2000'e kadar olan aralıkları cdma2000'e kadardır. Bununla birlikte, cdma2000 bile mobil ve baz istasyonlarını analog modda çalıştırma yeteneğini korur. Bu mod, A-Key tanımlamalı AMPS standardı ile neredeyse aynıdır ve aşağıdakiler için tasarlanmıştır. dijital mod kullanımının bir nedenden dolayı imkansız olduğu durumlarda iletişim sağlamak.

Сdma2000, ITU (Uluslararası Telekomünikasyon Birliği) 3. nesil sistemlerinin küresel vizyonunu tanımlayan IMT-2000 grubuna, daha fazla dağıtımını öneren ana radyo arayüzlerinden biri olarak kabul edildi. Ayrıca, TDMA teknolojilerine göre avantajları nedeniyle (IMT-2000'de olası radyo arayüzlerinden biri olarak UWC-136 standardı da önerilmektedir), şu anda TDMA GSM'nin etki alanı olan CDMA'yı Avrupa'da yaymak oldukça mümkündür. standart.

Ders 6 Kod bölme yöntemleri

(çoğullama ve çoklu erişim); P prensip ve ana özellik CDMA ; doğrudan yayılma spektrumu; mçok kanallı yayılı spektrum; spektrum atlamalı; spektrum atlamalı; Pmobil istasyondaki ses verilerinin yayına gönderilinceye kadar geçiş sırası; uh CDMA teknolojisini kullanan hücresel iletişim sistemlerinin evrimi.

6.1 Tek bir kaynak kullanarak iletim sistemlerinin sınıflandırılması

Herhangi bir sinyal belirli bir frekans bandını işgal eder, bir süredir var olur, sınırlı enerjiye sahiptir ve belirli bir uzay bölgesinde yayılır. Buna göre, dört tür kanal kaynağı ayırt edilir: frekans, zamansal, enerji ve mekansal.

Zaman içinde eşitsiz ve öngörülemeyen tüketici talepleri koşullarında iletişim sağlama ihtiyacı nedeniyle ortak kanal kaynağının etkin kullanımı sorunu daha akut hale geldi. Karar verirken Bu problemler çoğullama ve çoklu erişim yöntemlerini uygular. "Çoğullama" ve "çoklu erişim" kavramları, bir kaynağın kullanıcılar arasında dağıtımını içermeleri bakımından benzerdir. Aynı zamanda, aralarında önemli farklılıklar vardır. saat çoğullamailetişim kanalının kaynağı aracılığıyla dağıtılırgenel terminal ekipmanı, şekillendirme e grubu sinyali S Σ (t ) . saat Çoklu erişim, S Σ (t ) sonuç olarak oluşansinyal toplamıkullanıcılar doğrudan kanalda (Şekil 6.1 ). Bu şekildeIS mesajın kaynağıdır, TX vericidir, RRP alıcıdır, PS mesajın alıcısıdır). Çoklu erişim, uydu kanalları, radyo kanalları, mobil iletişim kanalları için tipiktir.

Şekil 6.1 – Çoklu erişim iletim sistemi

M çoğullama ortak donanıma dayalıdır, a çoklu erişim (MA), her terminalin belleğinde depolanan yazılım kullanılarak uygulanan belirli prosedürleri (protokolleri) kullanır. resimde 6. sökmek 2 çoğullama yöntemlerini sunar.

Çoğu durumdaçoğullamakanal, bir mesaj kaynağına kanal sinyali adı verilen özel bir sinyal atanır. Mesaj modülasyonlu kanal sinyalleri bir grup sinyali oluşturmak için birleştirilir. S gr (t) . Birleşim işlemi doğrusal ise, o zaman S gr (t) \u003d S Σ (t) . doğrusal bir grup sinyali olacaktır. Genellikle modüle edilmiş kanal sinyallerinin doğrusal toplamı ile oluşturulur.

Pirinç unok 6. 2 - çoğullama yöntemleri

Kombinasyon sıkıştırma sistemlerinde, belirli bir mantıksal (doğrusal olmayan) işleme yoluyla bir grup sinyali oluşturulur, bunun sonucunda üretilen sinyalin her bir elemanı tüm IC'lerden bilgi (sembollerin kombinasyonu) görüntüler. . Böyle bir sistemin klasik bir örneği, çift frekanslı telgraf sistemidir. İki kanalda dört sembol kombinasyonunu iletmek için dört frekans kullanılır: f 1 - 00, f 2 - 01, f 3 - 10, f 4 - 11.

Hat grubu ayırıcı S Σ (t) her biri sadece kendi kanal sinyalini seçen ve ideal olarak diğer kanal sinyallerine hiç tepki vermeyen bir dizi lineer seçici devredir. Böyle bir ideal ayırmayı gerçekleştirmek için, modüle edilmiş kanal sinyallerinin bir lineer bağımsız sinyaller topluluğu oluşturması gerekli ve yeterlidir. Ortogonal sinyal toplulukları genellikle bu tür sinyaller olarak kullanılır.

Doğrusal çoğullama sınıfında, kanal sinyalinin ayırt edici özelliğinin türüne göre, kanalların zaman bölümü (TSC), frekans bölümü (FDM) ve kanalların kod bölümü (CDC) olarak adlandırılan dalga biçimine göre kanal bölümü ayırt edilir. . "Ayırma" terimi yerine "mühür" terimi de kullanılır. FDM ile ortak kanalın frekans bandıΔf birkaç daha dar banda bölünmüşΔfi , her biri bir IS kanalı oluşturur. VRK ile tüm grupΔf mesajların iletilmesi için çeşitli kaynaklara belirli aralıklarla dönüşümlü olarak sağlanır. QKD ile IS'ler arasında ortak kanalın ne frekansta ne de zamanda bölünmesi yoktur. Farklı IC'lerin zaman ve frekansta örtüşen kanal sinyalleri, ayrılmalarını sağlayan şekil farklılığı nedeniyle ortogonal kalır.

Bu yöntemlerin kombinasyonları mümkündür. Yani bir yöntem olarak mobil iletişimdeÇoklu erişimFDC ve CRC, CRC ve CRC'nin yaygın olarak kullanılan kombinasyonları. İlk kombinasyonda, her bir frekans kanalı, belirli süreler için birkaç kullanıcıya sağlanır. Frekans bandındaki ikinci kombinasyon ileΔf QKD ilkelerine göre birkaç kullanıcıya sağlanan zaman bölmeli kanallar oluşturur.

Çok kanallı bilgi iletimini organize ederken, kanal sinyalleri mesaj kaynakları arasında önceden belirlenmiş bir şekilde dağıtılabilir. Böyle bir contaya sabit kanal contası denir. Karşılık gelen çok kanallı iletim sistemi aynı zamanda bir sistem olarak adlandırılacaktır.atanan kanallar. Böyle bir çok kanallı bilgi iletimi organizasyonu, kanal sinyalleri kaynaklar arasında önceden dağıtılmadığında, ancak gerektiğinde her kaynağa tahsis edildiğinde de mümkündür. Böyle bir mühüre mühür denirgevşek kanallar. Açıkçası, tahsis edilmemiş kanallara sahip sistemlerde kanalların doğru bir şekilde ayrılması için adres bilgilerini bir şekilde alıcı tarafa iletmek gerekir.

için tanıtılan temel kavramlar ve tanımlarçok kanallı sistemler aynı zamanda sistemler için de geçerlidir.Çoklu erişim(MD) . Bugüne kadar, çok sayıda çeşitli MD yöntemi incelenmiş ve önerilmiştir. Paylaşılan kanal kaynağının tahsis edilme şekli (sabit veya dinamik), karar verme süreçlerinin doğası (merkezi veya dağıtılmış) ve erişim modunun değişen koşullara uyarlanma derecesi bakımından farklılık gösterirler.

Çoklu erişim, uydu kanalları (bu durumda, "çoklu erişim" terimi kullanılır), radyo kanalları (paket radyo iletişimi), mobil iletişim kanalları ve ayrıca çok noktalı telefon hatları, yerel ağlar için tipiktir.

Mevcut tüm DM yöntemleri gruplandırılabilir ve ortak kanal kaynağının dağıtımını yönetme yöntemi, sınıflandırma temeli olarak seçilebilir (Şek. Unok 6. 3).

Pirinç unok 6. 3 - Çoklu Erişim Yöntemleri

Rastgele erişim protokolleri.Rastgele DM ile, iletişim kanalının tüm kaynağı, erişimin rastgele gerçekleştiği ve bunun sonucunda iletilen bilgi paketlerinin çarpışmasının mümkün olduğu bir kanal olarak temsil edilir. Muhabirler, çatışmayı çözmek için belirli bir dizi eylemi gerçekleştirmeye davet edilir. Her kullanıcı, isteğe bağlı olarak, diğer kullanıcılarla açıkça görüşmeden kanala veri gönderebilir. Geri bildirimin varlığı, etkileşimde bulunan muhabirlerin iletilen bilgilerin geçişini kontrol etmesine izin verir.

Rastgele erişim stratejisi uygulamak için iki seçenek vardır: taşıyıcı algılamasız ve taşıyıcı algılamalı.

rasgele erişimtaşıyıcı algılama yokveri iletmek gerekirse, kullanıcı terminalinin hemen paketleri iletmeye başlaması gerçeğinden oluşur. Paketler birbiriyle senkronize olmadığı için üst üste gelebilir ve bu da karşılıklı girişime neden olur. Bir geri besleme sinyali ile teyit edilen böyle bir çarpışma meydana geldiğinde, terminaller bozuk paketleri yeniden iletir. Çarpışmaların tekrarını önlemek için, her terminalde yeniden iletimin başlamasından önceki zaman aralıkları rastgele seçilir.

rasgele erişimtaşıyıcı anlamdadiğer muhabirler tarafından bilgi aktarımını kontrol etme yeteneğini ifade eder. Veri iletiminin yokluğunda, bilgilerinin iletilmesi için boş zaman dilimleri mevcuttur. Bir çarpışma durumunda, kullanıcılar paketlerin iletimini bir zaman aralığı kadar geciktirir.Δt . Şu anda iki tür protokol vardır:kalıcı ve kararsız. Fark, ilk durumda, çarpışmaları algılayan hareketli nesnelerin kullanıcılarının hemen iletimi başlatması ve ikinci durumda, belirli bir zaman aralığından sonra yatmaktadır.

Sabit kaynak sabitleme protokollerikanallar, kanal kaynağının kullanıcılar arasında statik bir dağılımını sağlar. Bu tür protokollerin en tipik temsilcileri, frekans bölmeli çoklu erişim (FDMA), zaman bölmeli çoklu erişim (TDMA), kod bölmeli çoklu erişim (CDMA).

Sabit bağlantı kaynağı sabitleme, ağ kullanıcılarının dinamik olarak değişen gereksinimlerini karşılayamaz, yani. sıkı kontrole sahiptir.

yöntemler talep üzerine kaynak atamasıyukarıdaki yöntemlerin doğasında bulunan eksikliklerden kurtulmanıza izin verir, ancak ağ kullanıcılarının gereksinimleri hakkında ayrıntılı ve net bilgi gerektirir. Karar verme süreçlerinin doğasına bağlı olarak, isteğe bağlı kaynak tahsisi yöntemleri şu şekilde ayrılır:merkezileştirilmiş ve dağıtıldı.

merkezileştirilmişisteğe bağlı kaynak atama yöntemleri, mesaj kaynağı terminallerinden gelen iletim taleplerinin varlığı ile karakterize edilir. Kaynağın verilmesi kararı merkez istasyon tarafından verilir. Karşılık gelen protokoller, her bir mobil nesneye katı bir şekilde atanan artıklık kanallarının mevcudiyeti ve bir merkezi kontrol istasyonunun mevcudiyeti ile ayırt edilir. Protokoller, baz istasyonu bant genişliği kullanım faktörünün yüksek değeri ile karakterize edilir, ancak bunlar, kontrol sisteminin işleyişindeki kesintiler için kritik öneme sahiptir.

dağıtılmış isteğe bağlı kaynak atama yöntemleri, tüm kullanıcıların aynı işlemleri merkez istasyona başvurmadan gerçekleştirmeleri ve birbirleriyle değiş tokuş edilen ek hizmet bilgilerini kullanmaları bakımından farklılık gösterir. Dağıtılmış kontrole sahip tüm algoritmalar, kullanıcılar arasında kontrol bilgisi alışverişini gerektirir. Protokoller, artıklık kanallarının hareketli bir nesneye katı bir şekilde atanmasıyla karakterize edilir. Aynı zamanda, her nesnenin bir istek kanalları atama tablosu vardır, bu nedenle, herhangi bir zamanda herhangi bir mobil nesne, tüm ağın durumu hakkında bilgiye sahiptir.

kombine yöntemler önceki kaynak tahsis yöntemlerinin kombinasyonlarıdır ve kullanılan kanal kaynağının optimale yakın özelliklerini elde etmek için yöntem seçiminin farklı kullanıcılar için uyarlanabilir olduğu stratejiler uygular. Bir optimallik kriteri olarak, kural olarak, kanal kapasitesinin kullanım katsayısı alınır. Bu tür protokollere dayalı olarak, parametreler ağdaki özel duruma göre ayarlanır.

Bu nedenle, dikkate alınan kaynak tahsisi yöntemlerinin her birinin avantajları ve dezavantajları vardır. Uygulamada, tüm yöntem setine sahip olmak ve çalışma koşullarındaki belirli değişiklikler altında bir yöntemden diğerine uyarlanabilir bir geçiş yapılması tavsiye edilir.

6.2 İlke ve ana özellik CDMA

Popüler Hücresel iletişim sistemlerinin (CCS) kanalların kod bölünmesi ile çalışma prensibi şu şekilde açıklanabilir. ben bir örneğim . Diyelim ki oturuyorsunuzistasyon bekleme odası. Her kamera hücresinde iki kişi var. Bir çift birbiriyle İngilizce konuşuyor, diğeri Rusça konuşuyor, üçüncüsü Almanca konuşuyor vb. yani salonda herkes aynı anda konuşuyor içinde aynı frekans aralığında (3 kHz'den 20 kHz'e kadar konuşma), siz rakibinizle konuşurken sadece onu anlayın, ancak herkesi duyun.

CDMA iletişim kanallarının kod bölme ilkeleribant genişliği, dar bant frekans bölmeli çoğullama (FDMA) sistemleri gibi geleneksel mesajlaşma için gereken bant genişliğini önemli ölçüde aşan geniş bant sinyallerinin (WBS) kullanımına dayanmaktadır. SPS'nin temel özelliği, temel spektrumunun genişliğinin ürünü olarak tanımlanan sinyal F süresi için T :

B= F*T

Sözde rastgele gürültü kaynağı sinyalinin bilgi sinyali ile çarpılmasının bir sonucu olarak, ikincisinin enerjisi geniş bir frekans bandına dağıtılır, yani spektrumu genişletilir. Dahili radyo cihazlarında X Spread Spectrum teknolojisi ile(yayılı spektrum),iletilen sinyalin spektrumunun yayılması, dağıtım algoritmasını belirten sözde rastgele bir dizi (Sözde Rastgele Sayı, PN) kullanılarak gerçekleştirilir.Her alıcı, mesajın kodunu çözmek için kodlama sırasını bilmelidir. Farklı PN'lere sahip cihazlar aslında birbirini "duymaz". Sinyal gücü geniş bir bant üzerinde dağıtıldığından, sinyalin kendisi gürültüde "gizlidir" ve spektral özellikleri açısından da bir radyo kanalındaki gürültüye benzer.

Geniş bant iletim yöntemi, kanal kapasitesi kavramını tanıtan ve belirli bir sinyal-gürültü oranına sahip bir kanal üzerinden hatasız bilgi iletimi olasılığı ile frekans bandı arasında bir ilişki kuran K. Shannon tarafından ayrıntılı olarak açıklanmıştır. bilgi aktarımı için ayrılmıştır. Verilen herhangi bir sinyal-gürültü oranı için, bilgi iletimi için mevcut bant genişliği artırılarak düşük bir iletim hata oranı elde edilir.

İkili semboller şeklinde bilgi aktaran sayısal iletişim sistemlerinde, NPN'nin süresi T ve mesaj oranıİTİBAREN oran ile ilgili T = 1/C . Bu nedenle, sinyal tabanı B=F/C NLS spektrumunun genişlemesini karakterize eder (S shps ) mesaj spektrumuna göre.Spektrum genişliği, minimum darbe süresi ile belirlenir ( t 0 ), yani F \u003d 1 / t 0 ve B \u003d T / t 0 \u003d F / Δ f (Δ f bilgi sinyalinin spektrumunun genişliğidir).

İletilen dijital mesajların frekans spektrumunun genişletilmesi, farklı yöntemlerle ve/veya bunların kombinasyonlarıyla gerçekleştirilebilir. Ana olanları listeliyoruz:

frekans spektrumunun doğrudan yayılması ( DSSS-CDMA);
çok kanallı yayılı spektrumlu(MC-CDMA)
taşıyıcı frekans atlamalı ( FHSS-CDMA).

6. 3 Doğrudan yayılma spektrumu - DSSS (Doğrudan Dizi Yayılma Spektrumu)

Bu medya ayırma yöntemiyle trafik kanalları, kullanılarak oluşturulur. yemek geniş bant kod modülasyonlu radyo sinyali - gürültü benzeri tek bir geniş frekans aralığında diğer benzer vericiler için ortak bir kanala iletilen bir sinyal. Birkaç vericinin çalışmasının bir sonucu olarak, belirli bir frekans aralığındaki hava daha da gürültüye benzer hale gelir. Her verici, her kullanıcıya halihazırda atanmış olan ayrı bir sayısal değer kullanarak sinyali modüle eder. kod , benzer bir koda ayarlanmış bir alıcı, toplam radyo sinyalinden böler bu alıcı için tasarlanmış kısım. açıkça eksik geçici veya sık kanal ayrımı, her abone sürekli olarak kanalın tüm genişliğini kullanır, ortak bir frekans aralığında bir sinyal iletir ve ortak bir frekans aralığından bir sinyal alır. Aynı zamanda geniş bant alım ve iletim kanalları farklı frekans aralıklarındadır ve birbirleriyle karışmazlar. Bir kanalın frekans bandı çok geniştir, konuşmalar aboneler üst üste bindirilir, ancak sinyal modülasyon kodları farklı olduğundan, alıcının donanım ve yazılımı ile ayırt edilebilirler.

teknik yayılı spektrumsabit bir sinyal gücünde verimi artırmanıza olanak tanır. İletilen veriler, bit düzeyinde birbirini dışlayan VEYA işlemi kullanılarak daha hızlı bir gürültü benzeri sözde rastgele sinyalle birleştirilir.(xor – modülo 2) (şekil 6.4). Darbe genişliği ile veri sinyali yemek OR işlemi ile birlikte(modül 2 eklendi)darbe süresi eşit olan bir sinyal kodu ile T c (genişlik Bant genişliğiorantılı 1/T, burada T - bir bitin iletim süresi), bu nedenle veri sinyalinin bant genişliği eşittir 1/ Tb , ve alınan sinyalin bant genişliği 1/ T c. T c, T b'den çok daha küçük olduğundan , alınan sinyalin bant genişliği, orijinal iletilen veri sinyalinin bant genişliğinden çok daha büyüktür. Değer T b / T c sinyal tabanıdır ve bir dereceye kadar, bir baz istasyonu tarafından desteklenen kullanıcı sayısının üst sınırını belirler. geçici .

Şekil 6.4 - Ayrık bir sinyalin kod kodlaması (zaman alanı)

saat yöntemi kullanmak DSSS-CDMA dar bant sinyali (Şek. 6.5'i kaldır ) tekrarlama periyoduna sahip bir sözde rastgele dizi (PRS) ile çarpılır T , N dahil bit dizisi süresi ile her biri. Bu durumda, NPS tabanı sayısal olarak PSS elemanlarının sayısına eşittir. B \u003d N * t 0 / t 0 \u003d N.

Resim 6.5 - Kod kodlama ve sinyal spektrumunun blok diyagramı

Böylece, bir taşıyıcı faz kayması içinfaz manipülasyonu sırasındahızlı bit akışı kullanılır. Bant genişliği, veri hızı artırılarak (iletilen bitlerin sayısı artırılarak) yapay olarak genişletilir.Bu, her bilgi bitinin on veya daha fazla bitlik bir patlama ile değiştirilmesiyle yapılır."cips" denir. Aynı zamanda frekans bandı da orantılı olarak genişler. Bu tür bit dizileri denir gürültü benzeri veya PN . Bu ikili diziler, içlerindeki sıfırların ve birlerin sayısı yaklaşık olarak eşit olacak şekilde özel olarak oluşturulur. Bilgi akışının sıfır bitlerinin her biri bir PN koduyla ve olanlar da ters çevrilmiş bir PN koduyla değiştirilir. Bu modülasyon aranan bit inversiyonu ile modülasyon. Bu karıştırma, bir PN sinyali ile sonuçlanır.. Korelatörde, yerel PN koduyla yakından eşleşen, ters çevrilmemiş bir PN kodu biraz bilgi üretir " 0 ". Aynı zamanda, "'e karşılık gelen dizi 1 ", tamamlamaya yol açar dekorilişkiler , çünkü PN kodu bu bilgi biti için ters çevrilmiştir. Böylece, korelatör, ters çevrilmiş PN dizisi için bir birler akımı ve ters çevrilmemiş olan için bir sıfır akımı üretecektir, bu da iletilen bilginin geri yüklenmesi anlamına gelecektir. Bazen, elde edilen bit akışını iletmek için ikili faz kaydırmalı anahtarlama (BPSK) olarak adlandırılan 180 derecelik bir faz kayması kullanılır. Veya (çoğunlukla) iletim, dörtlü faz kaydırmalı anahtarlama (QPSK) ile gerçekleştirilir, yani, taşıyıcı frekansın dört farklı faz kayması tarafından kodlanan iki bit (0'dan 4'e kadar bir sayı) aynı anda iletilir. Bir PN koduna sahip bir verici, farklı bir PN kodu kullanan başka bir verici ile tam olarak aynı yan bantları (spektral bileşenler) üretemez.

NPS'nin alımı, zemine sahip bir sinyal için optimal bir alıcı tarafından gerçekleştirilir. ness bilinen parametreler korelasyon integralini hesaplar

z =∫ x (t ) u (t ) dt ,

nerede x(t) - yararlı sinyalin toplamı olan giriş sinyali u (t) ve girişim n (t) (beyaz gürültü durumunda). sonra değer z eşik ile karşılaştırıldığında Z . Korelasyon integralinin değeri, bir korelatör veya eşleşen bir filtre kullanılarak bulunur. Korelatör, geniş bant giriş sinyalinin spektrumunu referans kopya ile çarparak "sıkıştırır" u(t) ardından, korelatörün çıkışındaki sinyal-gürültü oranında bir iyileşmeye yol açan filtreleme gelir. AT girişe göre zamanlar.

Alıcı çıkışında ortaya çıkan sinyal-gürültü kazancı, geniş bantın temel bant sinyal bant genişliğine oranının bir fonksiyonudur: yayılma ne kadar büyükse, kazanç da o kadar büyük olur. Zaman alanında bu, radyo kanalındaki bit hızının temeldeki bilgi sinyalinin bit hızına oranının bir fonksiyonudur. IS-95 standardı için(birinci standart CDMA) oran 128kez veya 21 dB. Bu, alıcı çıkışındaki sinyal işleme, girişim seviyesinin üzerinde sadece 3 dB sinyal seviyesi gerektirdiğinden, sistemin istenen sinyalden 18 dB'ye kadar daha yüksek parazit seviyeleri ile çalışmasına izin verir. Gerçek koşullarda, parazit seviyesi çok daha azdır. Ek olarak, sinyal spektrumunun (1.23 MHz'e kadar) yayılması, alma frekansı çeşitleme tekniklerinin bir uygulaması olarak düşünülebilir. Radyo yolundaki yayılma sırasında sinyal, yayılmanın çok yollu doğasından dolayı zayıflamaya tabidir. Frekans alanında, bu fenomen, değişen bir çentik bant genişliğine (genellikle 300 kHz'den fazla olmayan) sahip bir çentik filtresinin etkisi olarak temsil edilebilir. AMPS standardında(analog mobil standart)bu, on kanalın bastırılmasına karşılık gelir ve CDMA sisteminde sinyal spektrumunun sadece yaklaşık %25'i bastırılır, bu da alıcıda sinyal kurtarmada herhangi bir özel zorluğa neden olmaz.(Şekil 6.6) . AMPS standardında bir kanal 30 kHz bant genişliği, GSM - 200 kHz).

Şekil 6.6 - Dar bant girişiminin (a) ve solmanın (b) geniş bant sinyali üzerindeki etkisi.

DSSS cihazlarının son derece kullanışlı bir özelliği, çok düşük güç seviyesi nedeniyle onun pratikte olduklarına işaretgeleneksel radyo cihazlarına müdahale etmeyin(dar bant yüksek güç), çünkü bunlar kabul edilebilir aralık içinde gürültü için geniş bant bir sinyal alır. Diğer taraftan - geleneksel cihazlar, yüksek güçlü sinyallerinin her biri yalnızca kendi dar kanallarında "gürültülü" olduğundan ve geniş bant sinyalinin tamamını bastıramadığından, geniş bantlı cihazlara müdahale etmez. Sanki ince bir kalemle gibi, ancak büyük bir yazılı harf kalın bir keçeli kalemle gölgelenecek - vuruşlar arka arkaya değilse, mektubu okuyabiliriz.

Sonuç olarak geniş bant teknolojilerinin kullanılmasının radyo spektrumunun aynı kısmını kullanmayı mümkün kıldığını söyleyebiliriz. iki defa - geleneksel dar bant cihazlar ve "üstlerinde" - geniş bant.

Özetle, yapabiliriz aşağıdakileri vurgulayınönemli NSS teknolojisinin özellikleri, en azından doğrudan sıralama yöntemi için:

P gürültü bağışıklığı;

küçük diğer cihazlarla girişim;

ile yayın gizliliği;

uh seri üretimde ekonomi;

içinde Spektrumun aynı bölümünü yeniden kullanma yeteneği.

6.4 Çok kanallı yayılı spektrum MC-CDMA (Çoklu Taşıyıcı)

Bu yöntem, DSSS'nin bir varyasyonudur. 1993 yılında, İletişim Teknolojisi Enstitüsü yeni bir senkron paylaşım şemasını tanıttı. Önerilen şema, DS-CDMA tekniğinin avantajlarını verimli Ortogonal Frekans Bölmeli Çoğullama ile birleştirir ( OFDM ). Yeni paylaşım şeması, çok frekanslı CDMA ( MC-CDMA) veya OFDM-CDMA olarak DS-CDMA ile karşılaştırılabilir yüksek esneklik ve bant genişliği verimliliğine sahiptir.

MC-CDMA sisteminde, kanal kodlamasından sonraki bitler, cips aboneler arasındaki enterferansı en aza indirmek için gerekli olan kullanıcı ayırma kodu dizisi ile çarparak. Bu kodları oluşturmak için Walsh ortogonal fonksiyonları kullanılmıştır. MC-CDMA sisteminin temel özelliği, bir bit kodla ilişkili tüm çiplerin iletilmesidir.dar bant alt kanallarında paralel olarak, OFDM kullanarak.

Bu, 802.11 standardını temel alan bu teknoloji dikkate alınarak görselleştirilebilir.(Radyo Etherneti) . Tüm "geniş" frekans bandının belirli sayıda alt kanala bölündüğünü hayal edin - (802.11 standardına göre) - 11 kanal). İletilen her bilgi biti, belirli bir algoritmaya göre, 11 bitlik bir diziye dönüştürülür, bu 11 bit, 11 alt kanalın tümü kullanılarak eşzamanlı ve paralel olarak iletilir. Alımda, alınan bit dizisinin kodu, kodlamayla 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 uygulamanın bariz sonucu, iletilen bilgilerin gizlice dinlemeye karşı korunmasıdır ("yabancı" bir alıcı farklı bir algoritma kullanır ve kendi vericisinden olmayan bilgilerin kodunu çözemez). Ancak açıklanan yöntemin bir başka özelliğinin daha önemli olduğu ortaya çıktı. 11 kat sayesinde olduğu gerçeğinde yatmaktadır. fazlalık şanzımandan vazgeçilebilirçok düşük güç sinyali(geleneksel dar bant teknolojisini kullanırken sinyal gücü seviyesiyle karşılaştırıldığında),antenlerin boyutunu artırmadan. Bu durumda, iletilen sinyal seviyesinin seviyeye oranı gürültü, ses , (yani, rastgele veya kasıtlı girişim), böylece iletilen sinyal zaten olduğu gibi genel gürültüde ayırt edilemez. Ancak 11x yedekliliği sayesinde alıcı cihaz yine de onu tanıyabilecektir. BTyaklaşık olarak aynı 11 kağıda yazılmış aynı kelime ve bazıçarşaflar okunaksız el yazısıyla, diğerleri yarı silinmiş veya yanmış bir kağıda yazıldığı ortaya çıktı - ancak yine de çoğu durumda, 11 kopyanın tümünü karşılaştırarak ne tür bir kelime olduğunu belirleyebileceğiz.

Bu aşamada MS-CDMA sistemleri için 1 frekans bandı, 25 MHz, 512 alt taşıyıcıya bölünmüştür. Testlerde, "yakın-uzak" sorununa DS-CDMA sistemlerinden daha az duyarlı oldukları bulunmuştur.

6.5 Frekans atlamalı spektrum yayılımı

Taşıyıcı frekansı atlamalıüçüncü yol (şekil 6.7 ), sözde rastgele bir dizinin (Frekans) oluşum yasasına göre sentezleyicinin çıkış frekansının hızla ayarlanmasıyla gerçekleştirilir. Karşılıksız Yayılmış Spektrum CDMA - FHSS-CDMA). Her taşıyıcı frekansı ve ilgili yan bantları, FCC tarafından belirtilen bant genişliği içinde kalmalıdır.(Federal İletişim Komisyonu). Yalnızca amaçlanan alıcı, vericinin frekans atlama sırasını bildiğinde, alıcısı bu frekans atlamalarını takip edebilir.

Pirinç UNO 6.7 - Taşıyıcı frekans atlamalı yayılma spektrumu

Frekans atlama yöntemine (FHSS) göre kodlama yaparken, iletimler için ayrılan tüm frekans bandı belirli sayıda alt kanala bölünür (802.11 standardına göre bu kanallar 79'dur). Her verici aynı anda bu alt kanallardan yalnızca birini kullanır ve düzenli olarak bir alt kanaldan diğerine atlar. 802.11 standardı, bu tür atlamaların sıklığını düzeltmez - her ülkede farklı şekilde ayarlanabilir. Bu sıçramalar, her ikisi tarafından da bilinen önceden belirlenmiş bir sözde rastgele dizide vericide ve alıcıda eşzamanlı olarak meydana gelir; Anahtarlama sırasını bilmeden bir iletimi almanın da imkansız olduğu açıktır.

Diğer verici-alıcı çifti, birincisinden bağımsız olarak ayarlanmış farklı bir frekans anahtarlama sırası kullanacaktır. Bir frekans bandında ve bir görüş hattı alanında (bir "hücrede") bu tür birçok dizi olabilir. Eşzamanlı iletim sayısındaki artışla, örneğin iki verici aynı anda her biri sırasına göre 45 numaralı frekansa atladığında ve birbirini boğduğunda, çarpışma olasılığının da arttığı açıktır. İki vericinin aynı frekansı aynı anda kullanmaya çalıştığı durumlarda, vericinin bir sonraki frekanstaki verileri sırayla yeniden göndermeye çalıştığı bir çarpışma çözümleme protokolü sağlanır.

6 . 6 CDMA tabanlı ağlar

Tarihçe ve genel hükümler

1991 - Qualcomm, taslak IS-95 standardını geliştirdi.

1993 - Telekomünikasyon Endüstrisi Birliği (TIA), IS-95'in temel sürümünü onayladı ve Temmuz 1993'te ABD Federal İletişim Komisyonu (FCC), Qualcomm'un önerdiği dijital hücresel teknolojisini CDMA'ya dayalı IS-95 standardı olarak kabul etti.

1995 - İlk ticari hücresel mobil iletişim sisteminin işletilmesiüzerinde Hong Kong'da CDMA IS-95 teknolojisi.

Kod bölmeli çoklu erişim kullanan ağlar ve cihazlar, TIA tarafından geliştirilen standartlar temelinde oluşturulur. Temel olarak bunlar standartlardır:

IS-95 CDMA - radyo arayüzü; IS-96 CDMA - Ses Hizmetleri;

IS-97 CDMA - mobil istasyon;IS-98 CDMA - baz istasyonu;

IS-99 CDMA - veri hizmetleri.

Bir dizi standarda dayalı olarak, 2. nesil cdma One istasyonu uygulandı. Bu fikirler, 3. nesil CDMA - 2000 geniş bant sistem standardında daha da geliştirildi.

Temel hizmetler : p 9.6 Kbps, 4.8 Kbps, 2.4 Kbps hızlarında veri ve ses iletimi; m Uzun mesafe görüşmesi; R oaming (ulusal ve uluslararası); w üfleme çağrısı ; P çağrı yönlendirme (cevap yok, meşgul); konferans araması için; ve Çağrı bekletme mesajı göstergesi; sesli posta ; t Metin iletimi ve mesajların alınması.

Ağ mimarisi

Şekil 6'da 8 CDMA IS-95 hücresel mobil radyo ağının genelleştirilmiş bir blok şeması verilmiştir.

Bu ağın ana elemanları (BTS, BSC, MSC, OMC), kanalların zaman bölmeli (örneğin, GSM) hücresel ağlarda kullanılan elemanlarla bileşim olarak aynıdır. Temel fark, CDMA IS-95 ağının kalite değerlendirme ve blok seçim cihazları (SU - Selector Unit) içermesidir. Ek olarak, farklı kontrolörler (BSC) tarafından kontrol edilen baz istasyonları arasında yumuşak geçiş prosedürünü uygulamak için SU ve BSC (Inter BSC Yumuşak geçiş) arasındaki iletim hatları tanıtıldı. Mobil nesnelerin (MSC) anahtarlama merkezinde, konuşma sinyali örneklerini, veri formatını bir dijital formattan diğerine dönüştüren bir transcoder dönüştürücü (TCE - Transcoder Equipment) eklenmiştir.

Qualcomm'un CDMA sistemi 800 MHz frekans bandında çalışacak şekilde tasarlanmıştır. O Walsh fonksiyonları yasasına göre oluşturulmuş 64 tip dizinin kullanımına dayalı frekans spektrumunun doğrudan yayılma yöntemine göre inşa edilmiştir. Sesli mesajların iletimi için 8000 bps (kanalda 9600 bps) dönüşüm hızına sahip CELP algoritmasına sahip bir konuşma dönüştürme cihazı seçilmiştir. 4800, 2400, 1200 bps hızlarında çalışma modları mümkündür.

Standart, farklı gecikmelerle gelen yansıyan sinyallerin ayrı işlenmesini ve bunların müteakip ağırlık eklemesini kullanır, bu da çok yol etkisinin olumsuz etkisini önemli ölçüde azaltır. Tabandaki her alıcı kanalda ışınların ayrı işlenmesi ile istasyonlar Mobil istasyonda 4 paralel bağıntılayıcı ve 3 bağdaştırıcı kullanılmaktadır. Paralel olarak çalışan korelatörlerin varlığı, hücreden hücreye hareket ederken yumuşak bir "geçiş" modunun uygulanmasını mümkün kılar.

Pirinç unok 6. 8 - CDMA ağ mimarisi

Yumuşak "aktarma" modu, mobil istasyonun iki veya daha fazla baz istasyonu ile kontrol edilmesiyle gerçekleşir. Ana ekipmanın bir parçası olan transcoder, iki baz istasyonundan gelen sinyal alım kalitesini kare kare sırayla değerlendirir. En iyi çerçeveyi seçme işlemi, elde edilen sinyalin sürekli anahtarlama ve ardından "geçiş"e katılan farklı baz istasyonları tarafından alınan çerçevelerin "yapıştırma" yoluyla üretilebilmesiyle sonuçlanır.

Trafik ve kontrol kanalları

CDMA'da, bir baz istasyonundan bir mobil istasyona iletim için kanallar ileri çağrılır. Mobil baz istasyonundan bilgi almaya yönelik kanallara ters (Ters) adı verilir. Dönüş bağlantısı için IS-95, 824 ila 849 MHz arasında bir frekans bandı tanımlar. Doğrudan kanal için - 869-894 MHz. İleri ve geri kanallar 45 MHz'lik bir aralıkla ayrılır. Kullanıcı verileri 1.2288 Mbps bant genişliğine sahip bir kanalda paketlenir ve iletilir. Doğrudan kanalın yük kapasitesi, trafik hızı 9.6 Kbps olan 128 telefon bağlantısıdır. IS-95 standardında CDMA'daki kanalların bileşimi aşağıdaki şekilde gösterilmektedir: pirinci açma 6. 9 .

standartta IS-95, ileri ve geri kanallar için farklı modülasyon türleri kullanır. Yönlendirme kanalında, baz istasyonu, kanalları ayırmak için her kullanıcı için farklı kodlar kullanarak hücredeki tüm kullanıcılar için aynı anda veri iletir. Pilot sinyali de iletilir, daha yüksek bir güç seviyesine sahiptir ve kullanıcılara senkronizasyon yeteneği sağlar. ation.

Pirinç unok 6. 9 - CDMA trafik ve kontrol kanalları

Ters yönde, mobil istasyonlar asenkron olarak (bir pilot kullanmadan) yanıt verir, aynı güç seviyesi her mobil istasyondan baz istasyonuna ulaşır. Bu mod, mobil abonelerin hizmet kanalı üzerinden güç kontrolü ve güç kontrolü nedeniyle mümkündür.

Doğrudan kanallar

İleri trafik kanalındaki veriler 20 ms'lik bir çerçeve içinde gruplandırılır. Ön kodlama ve biçimlendirmeden sonra kullanıcı verileri, değişebilen mevcut veri hızını ayarlamak için serpiştirilir. Daha sonra sinyalin spektrumu 64 psödo-rastgele diziden biri ile (Walsh fonksiyonlarına dayalı olarak) 1.2288 Mbps değerine çarpılarak genişletilir. Her mobil aboneye, yardımıyla bir PSP atanır. inci onun verileri diğer abonelerin verilerinden ayrılacaktır. SRP'nin ortogonalliği, hücredeki tüm kanalların aynı anda senkronize kodlanmasıyla sağlanır (yani, zamanın her anında kullanılan fragmanlar ortogonaldir). Daha önce bahsedildiği gibi, mobil terminalin kanalın özelliklerini kontrol edebilmesi, zaman damgalarını alabilmesi, tutarlı algılama için faz senkronizasyonu sağlayabilmesi için sistemde bir pilot sinyal (kod) iletilir. Küresel ağ senkronizasyonu için sistem ayrıca GPS'ten radyo etiketleri kullanır.(Küresel Konum Sistemi)-uydular.

Doğrudan kanalların bileşimi

Pilot Kanal, ilk senkronizasyonu sağlamak, baz istasyonunun sinyal seviyesini zaman, frekans ve faz olarak kontrol etmek ve baz istasyonunu tanımlamak için tasarlanmıştır.

Senkronizasyon Kanalı (SCH), pilot sinyal emisyon seviyesini ve ayrıca baz istasyonunun sözde rastgele dizisinin fazını korur. Senkronizasyon kanalı, saat sinyallerini 1200 baud'da mobil terminallere iletir.

Kısa Mesaj Yayın Kanalı, Çağrı Kanalı mobil istasyonu aramak için kullanılır. Hücre başına kanal sayısı 7'ye kadardır. Çağrı sinyalini aldıktan sonra, mobil istasyon baz istasyonuna bir alındı sinyali gönderir. Bundan sonra, iletişim kanalının bağlantı kurulması ve atanması ile ilgili bilgiler, yayın çağrı kanalı aracılığıyla mobil istasyona iletilir. 9600, 4800, 2400 baud'da çalışır.

Doğrudan trafik kanalı (FTCH - Forward Traffic Channel), sesli mesajları ve verileri ve ayrıca baz istasyonundan cep telefonuna kontrol bilgilerini iletmek için tasarlanmıştır; herhangi bir kullanıcı verisini geçirir.

CDMA, farklı iletişim hizmetleri sağlamak için iki tür kanal kullanır. Bunlardan ilki ana, ikincisi - ek olarak adlandırılır. Bu kanal çifti aracılığıyla sağlanan hizmetler, iletişim şemasına bağlıdır. Kanallar belirli bir hizmet için uyarlanabilir ve iki hız aralığından herhangi biri kullanılarak farklı çerçeve boyutlarında çalışabilir: RS-1 (1200, 2400, 4800 ve 9600 bps) veya RS-2 (1800, 3600, 7200 ve 14400 bps). Alım hızının belirlenmesi ve seçimi otomatik olarak gerçekleştirilir.

Her mantıksal kanala, aşağıda belirtildiği gibi farklı bir Walsh kodu atanır. pirinci kırmak 6.10 . Toplamda, bir fiziksel kanalda 64 mantıksal kanal olabilir, çünkü mantıksal kanalların atandığı 64 Walsh dizisi vardır ve bunların her biri 64 bit uzunluğundadır. 64 kanalın tümü:

pilot kanalın karşılık geldiği birinci Walsh kodu (W0), 1. kanala atanır;
sonraki kanala otuz saniyelik bir Walsh kodu (W32) atanır, sonraki yedi kanala da çağrı kanallarının karşılık geldiği Walsh dizileri (W1, W2, W3, W4, W5, W6, W7) atanır;
55 kanal, doğrudan trafik kanalı üzerinden veri iletimi için tasarlanmıştır.

Pirinç unok 6. 10 - Doğrudan kanalların yapısı

Dönüş kanallarının bileşimi

Erişim Kanalı (ACH), mobil istasyon henüz trafik kanalını kullanmadığında mobil istasyonun baz istasyonu ile iletişim kurmasını sağlar. Erişim Kanalı, çağrılar oluşturmak ve Çağrı Kanalı mesajlarına, komutlarına ve ağ kayıt isteklerine yanıt vermek için kullanılır. Erişim kanalları, arama kanallarıyla birleştirilir (birleştirilir).

Ters Trafik Kanalı (RTCH), sesli mesajların ve kontrol bilgilerinin mobil istasyondan baz istasyonuna iletilmesini sağlar.

Temel özellikleri sistemler

MS iletim frekansı aralığı	824.040 - 848.860 MHz
BTS iletim frekansı aralığı	869.040 – 893.970 MHz
Göreceli taşıyıcı titreşimi BTS	+/- 5*10 -8
Göreceli taşıyıcı titreşimi MS	+/- 2,5*10 -6
Taşıyıcı frekans modülasyonu tipi	QPSK(BTS), O-QPSK(MS)
Yayılan sinyalin spektrum genişliği:- 3 dB 40 dB	1.25 MHz 1.50 MHz
SNR saat frekansı M-fonksiyonu	1.2288 MHz
1 taşıyıcı frekansındaki BTS kanal sayısı	1 pilot kanal 1 senkronizasyon kanalı 7 kişilik kanallar. aramak 55 iletişim kanalı
MS kanal sayısı	1 erişim kanalı 1 iletişim kanalı
Transfer oranı kanallarda : - senkronizasyon Kişisel bir arama ve erişim kanalında iletişim kanallarında	1200 bps 9600, 4800 bps 9600, 4800, 2400, 1200 bps
BTS iletim kanallarında kodlama	Evrişimli kod R=1/2, K=9
MS iletim kanallarında kodlama	Evrişimli kod R=1/3, K=9
Alım için gerekli bilgi bit enerji oranı	6-7 dB
Maksimum etkili yayılan güç BTS	50W
Maksimum etkili yayılan güç MS	6,3 - 1,0 W

6.7 Ses verilerinin mobil istasyonda havaya gönderilinceye kadar geçiş sırası

R Ters trafik kanalının blok şemasına bakalım(Şekil 6.11) . İleri ve geri kanallarda bu desen tekrarlanır; şu anda hangi kanalın kullanımda olduğuna bağlı olarak, bu şemanın bazı blokları hariç tutulmuştur.

1. Konuşma sinyali konuşma codec bileşenine girer - bu aşamada konuşma sinyali CELP algoritmasına göre sayısallaştırılır ve sıkıştırılır.

Prensip şudur. Veri akışı matrise satır satır yazılır. Matris doldurulduktan sonra başlayın tsya onun iletim cha sütunlar tarafından. Sonuç olarak, havada arka arkaya birkaç bit bilgi bozulduğunda, ters matristen geçen bir hata paketi alırken, tek hatalara dönüştürülür.

Şekil 6.11 - Yapısal diyagram ters trafik kanalı

4. Ardından, sinyal kodlama bloğuna (dinlemeden) girer - bilgi üzerine 42 bitlik bir maske (sıralama) eklenir. Bu maske gizli. Havadaki verilerin yetkisiz olarak ele geçirilmesiyle, maskeyi bilmeden sinyalin kodunu çözmek imkansızdır. Tüm olası değerlere göre sıralama yöntemi etkili değildir. Bu maskeyi oluştururken, olası tüm değerleri gözden geçirerek, 8 oluşturmanız gerekecektir., 7 trilyon maske 42 bit uzunluğunda.

5. Walsh kodu çarpma bloğu - dijital veri akışı, Walsh işlevi tarafından üretilen bir dizi bit ile çarpılır.

Sinyal kodlamanın bu aşamasında frekans spektrumu genişletilir, yani. her bilgi biti 64 bit uzunluğunda bir Walsh dizisiyle kodlanır. O. kanaldaki veri hızı 64 kat artar. Sonuç olarak, sinyal modülasyon bloğunda, sinyal işleme hızı artar, dolayısıyla frekans spektrumunun genişlemesi.

Walsh işlevi, diğer abonelerden gelen gereksiz bilgileri filtrelemekten de sorumludur. Bir iletişim oturumunun başlangıcında, aboneye çalışacağı frekans ve Walsh işlevini belirleyen (olası 64'ten biri) mantıksal kanal atanır. Kabul anında, sinyal şemaya göre ters yönde geçer. Alınan sinyal, Walsh kod dizisi ile çarpılır. Çarpmanın sonucu, korelasyon integralini hesaplamak için kullanılır.

Z eşiği limit değeri sağlıyorsa sinyal bizimdir. Walsh fonksiyonlarının sırası ortogonaldir ve iyi korelasyon ve otokorelasyon özelliklerine sahiptir, bu nedenle sinyalinizi başka birininkiyle karıştırma olasılığı 0'dır., 01 %.

6. Sinyali iki M işleviyle (M1 - 15 bit uzunluğunda, M2 - 42 bit uzunluğunda) çarpma bloğu veya bunlara PSP-sözde rastgele diziler de denir - blok, modülasyon bloğu için sinyali karıştırmak üzere tasarlanmıştır . Her atanan frekansa farklı bir M işlevi atanır.

7. Sinyal modülasyon bloğu - CDMA standardı, faz modülasyonu FM4, OFM4'ü kullanır.

CDMA'nın Faydaları

Yüksek spektral verimlilik. CDMA daha fazla aboneye hizmet vermenizi sağlar içinde diğer ayırma türleriyle aynı frekans bandı ( TDMA, FDMA).
Esnek kaynak tahsisi. Kod bölme ile kanal sayısında katı bir sınır yoktur. Abone sayısındaki artışla, kod çözme hatalarının olasılığı yavaş yavaş artar, bu da kanalın kalitesinde bir düşüşe yol açar, ancak hizmet reddine neden olmaz.
AT yüksek kanal güvenliği. Kodunu bilmeden istenilen kanalı seçmek zor, çünkü içinde Tüm frekans bandı, gürültüye benzer bir sinyalle eşit olarak doldurulur.
CDMA telefonlarının tepe gücü daha düşüktür ve bu nedenle muhtemelen daha az zararlıdır.

6.8 CDMA teknolojisini kullanan hücresel iletişim sistemlerinin evrimi

Şu anda, CDMA ekipmanı en yeni ve en pahalı, ancak aynı zamanda en güvenilir ve en güvenli olanıdır. Avrupa Topluluğu, RACE araştırma programı çerçevesinde, Evrensel Mobil Telekomünikasyon Sisteminin (UMTS) varyantlarından birini, geniş bant doğrudan yayılmış sinyalleri kullanarak kod bölme ilkesine göre oluşturmak için CODIT projesini geliştiriyor.

CODIT konseptinin temel farkı, frekans kaynağının verimli ve esnek kullanımı olacaktır. Daha önce açıkladığımız gibi, geniş bant CDMA sinyali, dar bant girişiminden pratik olarak etkilenmez. Bu özellik nedeniyle, CODIT standardı ek olarak veri iletimi için taşıyıcı frekansları arasındaki koruma aralıklarını kullanacaktır.

Yüksek spektral verimliliği nedeniyle CDMA kod bölme teknolojisi, hücresel iletişim sistemlerinin daha da geliştirilmesi için radikal bir çözümdür.

CDMA2000 standarttır 3G ağların evriminde cdmaOne (IS-95'e dayalı ). Versiyon tarafından belirlenen temel ilkeleri korurken IS-95A , CDMA teknolojisi sürekli gelişmektedir.

Bir sonraki aşamaya geçiş CDMA2000 1X EV-DO 1,23 MHz'lik aynı frekans bandını kullanarak, iletim hızı ileri kanalda 2,4 Mbps'ye ve geri kanalda 153 kbps'ye kadardır, bu da bu iletişim sistemini 3G gereksinimleri ile uyumlu hale getirmekte ve en geniş aralığı sunmayı mümkün kılmaktadır. gerçek zamanlı video aktarımına kadar hizmetler.

Ağ kapasitesini ve veri iletimini artırma yönünde standardın geliştirilmesinin bir sonraki aşaması, 1XEV-DO Rev A : Aboneye doğru 3,1 Mbps'ye kadar ve aboneden 1,8 Mbps'ye kadar veri aktarımı. Operatörler Rev.2'ye dayalı olarak aynı hizmetleri sağlayabileceklerdir. 0 ve ayrıca IP ağları üzerinden ses, veri ve yayın iletmek için. Dünyada zaten bu tür birkaç işletim ağı var.

CDMA iletişim ekipmanı geliştiricileri yeni bir aşama başlattı - 1XEV-DO Rev B , - bir frekans kanalında şu hızlara ulaşmak için: Aboneye 4,9 Mbps ve aboneden 2,4 Mbps. Ayrıca, hızı artırmak için birkaç frekans kanalını birleştirmek mümkün olacaktır. Örneğin, 15 frekans kanalının (mümkün olan maksimum sayı) birleştirilmesi, aboneye 73,5 Mbps ve aboneden 27 Mbps hızlara ulaşılmasını sağlayacaktır. Bu tür ağların kullanımı, aşağıdakiler gibi zamana duyarlı uygulamaların geliştirilmiş bir performansıdır. VoIP , Bas Konuş, görüntülü telefon, çevrimiçi oyun vb.

CDMA2000 sisteminin ticari başarısının ana bileşenleri, daha geniş bir hizmet alanı, yüksek konuşma kalitesi (neredeyse kablolu sistemlere eşdeğer), esneklik ve yeni hizmetler sunmanın düşük maliyeti, yüksek gürültü bağışıklığı, dinleme ve dinlemeden gelen iletişim kanalı kararlılığıdır.

Ayrıca, abone cihazlarının radyo vericilerinin düşük yayılan gücü tarafından önemli bir rol oynar. Bu nedenle, CDMA2000 sistemleri için maksimum yayılan güç 250 mW'dir. Karşılaştırma için: GSM-900 sistemlerinde bu rakam 2 W'dir (bir darbede, GPRS + EDGE ilemaksimum doldurma; normal bir konuşma sırasında zamanla ortalama alındığında maksimum değer yaklaşık 200 mW'dir). GSM-1800 sistemlerinde - 1 W (bir darbede, ortalama 100 mW'dan biraz daha azdır).

Zaman bölmeli çoğullamada (TDM), her kanalın sinyalleri örneklenir ve anlık değerleri zaman içinde sıralı olarak iletilir. Böylece, her mesaj kısa darbelerle - ayrık olarak iletilir. Belirli bir süre boyunca bir iletişim hattında - iletim için ayrılan tekrarlama süresi, bu tür mesajların karşılık gelen sayısını iletmek mümkündür.

VRC'den bilgi aktarımı için sistemin yapısal şeması. Şek. 4.3, VRC'li bir sistemin basitleştirilmiş bir blok diyagramını göstermektedir. Örneğin, telefon iletişiminde ses sinyalleri biçimindeki bir mesaj, ses titreşimlerinin elektriksel olanlara dönüştürüldüğü P'ye girer. Gönderici P1 ve alıcı P2 taraflarının dağıtıcıları senkron ve fazda çalışmalıdır. Distribütörlerin anahtarlanması GTI'den gelen darbelerden yapılır. Her döngünün sonunda, her iki dağıtıcının da aynı fazda çalışmasını sağlamak için iletişim hattına bir fazlama darbesi girer. Çalışmalarının senkronizasyonu, verici ve alıcı tarafların GTI frekansının kararlılığı ile sağlanır.

Dağıtıcı, mesajları uygun kanal üzerinden iletmek için devreleri seri olarak bağlar. Mesajların iletilmesi için çok az zaman ayrıldığından, süresi distribütörün bu devreye bağlandığı süre tarafından belirlenen iletişim hattı boyunca kısa darbeler takip edecektir. Alıcı tarafta, dağıtıcıların senkron ve faz içi çalışması nedeniyle, elektrik sinyallerinin sesli sinyallere ters dönüşümünün gerçekleştiği P vy x'e kısa darbeler beslenir.

TRC ile, iletişim hattı üzerinden zaman içinde sırayla iletilen her kanalın sinyalleri arasına, kanalların karşılıklı etkisini (örtüşmesini) ortadan kaldırmak için gerekli olan bir koruma zaman aralığı (Şekil 4.4) getirilir. İkincisi, iletişim hattında farklı frekanslardaki sinyallerin eşit olmayan yayılma sürelerine neden olan faz-frekans bozulmalarının varlığından kaynaklanır.

TRC'deki kanal sayısı, kanal darbelerinin süresine bağlıdır. ve sürekli mesajları iletirken, sürekli sinyallerin ayrık sinyallere dönüştürülmesine ilişkin Kotelnikov teoremi tarafından belirlenen tekrarlarının sıklığı.

Böylece, TRC'deki toplam kanal sayısı

(4.1)

nerede T p - tekrarlama süresi;
- sentezleme darbesinin süresi; - koruyucu aralığın süresi; - kanal darbesinin süresi.

Bir kuruluş tarafından ihtiyaç duyulan bant genişliği P TRC sırasında kanallar, kanal darbesinin minimum süresi ile belirlenir
Organize iletişim kanallarının sayısına ve mesajın niteliğine bağlı olan ifadeden belirlenir.

(4.2)

burada K p, darbenin şekline bağlı bir katsayıdır (dikdörtgen darbe için K p ~0.7).

Örneğin TDC için 12 telefon kanalı düzenlemek için gereken frekans bandını belirleyelim. İletişim hattı üzerinden 12 telefon kanalı düzenlenirken darbenin süresi aşağıdaki hususlara göre belirlenir. Tekrarlama süresi T p \u003d 1 / f p, burada f p, f p \u003d 2f max \u003d 2 3400 \u003d 6800 Hz ifadesiyle belirlenen tekrarlama frekansıdır. Burada f max = 3400 Hz, telefon mesajlarını iletirken maksimum frekanstır. İletim için f p \u003d 8000 Hz alınır. Ardından f p \u003d 1/8000 \u003d 125 μs.

(4.1) ifadesinden

Son ifadeye T p = 125 μs ve n=12 değerlerini koyarak, elde ederiz
1 µs. Kanal darbesinin süresini bilmek
ve (4.2) ifadesinden K p = 0.7 alarak, buluruz

Bu nedenle, FDM'de 12 telefon kanalını organize etmek için frekans bandı, FDM'de aynı sayıda kanalı düzenlemek için gereken frekans bandını önemli ölçüde aşmaktadır; bu, 48 kHz (12(3400 + 600) = 48000 Hz'dir, burada 600 Hz frekans bandıdır. bitişik kanalları filtrelemek için ayrılmıştır).

Bu nedenle, analog mesajların (örneğin, telefon, faks, televizyon) iletimi için VRC kullanımının bir takım sınırlamaları vardır. Aynı zamanda TRC sırasında ayrık mesajların (telgraf, telemekanik, veri iletimi) iletilmesi önemli avantajlar sağlamaktadır. Bu, bu tür mesajlar için ayrı sinyallerin önemli bir süreye sahip olması ve bu tür sinyallerin frekans spektrumunun frekans aralığının alt kısmında yer almasıyla açıklanır, bu nedenle kanal darbelerinin süresi ve tekrarlama periyodu nispeten olabilir. büyük, bu da gerekli frekans bandını önemli ölçüde azaltır.

TDM'de, bir mesajı bir iletişim kanalıyla eşleştirmek için çeşitli kanal modülasyonu türleri kullanılabilir.

TRC'nin dezavantajları, mesajların iletilmesi için gerekli olan nispeten geniş bir frekans bandını içermelidir; önemli sayıda iletişim kanalı düzenlerken anahtarlama ekipmanının (dağıtıcılar) karmaşıklığı ve iletişim kanallarının karşılıklı etkisini ortadan kaldırmak için iletişim hattının faz-frekans özelliklerini düzeltme ihtiyacı.

FDM-FM sistemlerinde sinyal iletim ve alım yollarının yapısının özelliklerini ve sinyal dönüşüm sırasını ele alalım. Bu amaçla Şekil 2'ye dönelim. 2.1 ve 2.3'e bakın ve üzerlerinde gösterilen öğelerin FDM-FM'li sistemlerle ilgili olduğunu öğrenin.

Sızdırmazlık ekipmanı (AU), kanalların frekans bölünmesi (FCD) ilkesine veya başka bir deyişle, kablo iletişim hatlarının yalıtılması için yaygın olarak kullanılan frekans bölmeli çoğullama (FC) ilkesine dayanmaktadır. NC ilkesi (Şekil 3.2 ve 3.3), iletim yolunda, bireysel mesajların PM spektrumlarının, bireysel iletim dönüştürücüleri (ITC'ler) ve ardından grup iletim dönüştürücüleri (GTC) ve grup kullanılarak daha yüksek frekanslar bölgesine taşınmasıdır. dönüşümün birkaç aşaması olabilir.

Spektrumun transferi, FDM-FM'li sistemlerin bazen OB-FM, OBP-FM (bir yan bant) olarak adlandırıldığı ve grup sinyalinin grup olarak adlandırıldığı tek yan bant modülasyonu yöntemi ile gerçekleştirilir. veya doğrusal tek yan bant sinyali (Şekil 3.2'de):

Özelleştirilmiş IPP İletim Dönüştürücü (GPP grup iletim dönüştürücüsü gibi), bir yandan dönüştürülen sinyalin (sinyal PM) frekans spektrumunu ve diğer yandan taşıyıcı frekansın harmonik salınımını alan bir halka modülatörüdür. Halka dönüştürücüden sonra, üst veya alt yan bantlardan birini seçen ve taşıyıcının geri kalanını ve ikinci yan bandı bastıran bir bant geçiren filtre (BPF) dahil edilir. PF filtresinin değer ve frekans bandının seçimi, uzak kanal sinyalinin grup (doğrusal) sinyalinin frekans ekseni üzerindeki transpoze konumunu ve bant genişliğini belirler. Alıcı tarafta, spektrum dönüşümü grup alıcı dönüştürücülerde (GRP) ve bireysel alıcı dönüştürücülerde (IPP) ters sırada gerçekleşir. 4 kHz'in katları alt taşıyıcı frekansları içinde yer alan standart PM kanallarının sinyal spektrumlarının bireysel dönüşümü ile. Bu durumda, bitişik kanalların spektrumlarının güvenilir bir şekilde filtrelenmesi için gerekli olan bitişik kanallar arasında koruma bantları = 0,9 kHz sağlanır. Bireysel dönüştürmenin bir sonucu olarak, genellikle 3.6 veya 12 kanalı içeren birincil kanal grupları (PG) oluşur. Bu nedenle, alan düşük kanallı askeri sistemler için, en çok, 12.3 - 23.4 kHz frekans spektrumunu işgal eden 3 kanallı birincil gruplar kullanılır - tahsisli 12.16.20 kHz'lik alt taşıyıcılar kullanılarak oluşturulan 3 kanallı barkodlar. üst taraftan. Doğrusal spektrumu oluşturmak için üç dönüşüm aşaması kullanıldı. Bireysel ekipmanda, düşük frekanslı sinyal dönüşümü aşağıdakilerle birlikte kullanılır:

12, 16 ve 20 kHz taşıyıcı frekansları kullanarak. sırasıyla birinci ikinci ve üçüncü kanallar için 12.3 ila 15.4 kHz, 16.3 ila 19.4 kHz, 20.3 ila 23.4 kHz üst yan bantları kullanarak. Dördüncü, beşinci ve altıncı kanalların sinyalleri de benzer bir oluşuma tabi tutulur.

Üzerinde ikinci aşama dönüştürme 12.3-12.4 kHz'lik iki üç kanallı grubun spektrumları, 92 ve 108 kHz taşıyıcı frekansları kullanılarak 68 ila 96 kHz frekans aralığına aktarılır. 64 kHz'lik bir taşıyıcı frekansında üçüncü dönüşüm aşaması olan grup kullanılarak 68 ila 80 kHz (birinci grup) ve 84 ila 96 kHz (ikinci grup) frekans bantları kullanıldı. 4-32 kHz doğrusal frekans spektrumuna aktarılır.

Alınan frekans spektrumuna ek olarak, servis iletişim kanalının sinyalleri ve 18 kHz'lik kontrol frekansı hatta iletilir.

Alma yolunda, lineer spektrum sinyallerinin ses frekans spektrumlarına dönüştürülmesi ters sırada gerçekleştirilir. FDM-FM'li düşük kanallı istasyonlarda, esas olarak metre dalga aralığında çalışan, frekans modülasyonlu bir sinyal (FM) doğrudan radyo frekansında (Şekil 3.6) kuvars tarafından stabilize edilmemiş frekans modülasyonlu bir jeneratörde (FMG) oluşturulur. . FGM'nin salınımları, çıkışında çok kanallı bir frekans modülasyonlu sinyalin (MC FSM) oluşturulduğu bir yüksek frekanslı amplifikatörde (UHF) daha da yükseltilir veya bunlar önceden frekansta çarpılır (genellikle en fazla 2-4 kez, yani ftrans = fchmg veya ftrans \u003d nfchmg FMG salınımının modülasyonu, FMG salınım devresinde bulunan bir varikap veya başka bir reaktif eleman kullanılarak gerçekleştirilir.Modülasyon grubu sinyali (GS) çıkışından gelir. AU'nun iletim yolu (Şekil 3.6.) ve daha önce grup amplifikatörünü (GU) ve bir ön bozulma devresini geçen FMG'nin reaktif elemanına beslenir.İkincisi, kanalların kalitesinin terimler açısından dengelenmesine katkıda bulunur gürültü.FMG frekansının yüksek kararlılığını sağlamak için, frekansı, referans frekans sentezleyicisi (FMS) tarafından üretilen frekans setinden karşılık gelen referans frekansının dalgalanması ile dengelenir. Frekans ayarı karşılaştırılarak gerçekleştirilir. sistemdeki (SM) bir referans frekansı (fOR) ile FMG'nin (fHMG) frekansı. fCH=fCHMG-fCH farkı olarak elde edilen th frekansı (fIF), nominal değerine ve bir ara frekans yükselticisi (IFA) ve bir frekans detektörü (FRD) içeren AFC halkasına eşittir,

HMG frekansını etkilemez (sistem dengededir). FMG'nin ayarı bozulduğunda, değer nominal değerden farklıdır ve AFC sistemi FMG'nin frekansını ayarlayarak artık ayarını kabul edilebilir küçük bir değere getirir. Alçak geçiren filtre (LPF), frekans bandını keskin bir şekilde sınırlar ve pratik olarak sadece DC bileşenini vurgular.

Mikrodalga aralığında çalışan FDM-FM'li radyo röle istasyonlarında, grup yolunun ve radyo yolunun verici kısmı, kural olarak, Şekil 3.6'da gösterilen ilkeye göre yapılır. Burada fPER =f1 ± fIF ve f1 = fGET ± fSLV, burada fSLV, istasyonun verilen yarı kümesinin verici fTRANS ve alıcı fPR frekansları arasındaki frekans kaymasıdır. Kaydırma frekansı genellikle sabittir ve istasyon yeniden kurulduğunda frekans sentezleyicide (MF) üretilen yerel osilatör frekansı fGET

amacını değiştirir, bunun sonucunda f1 değişir ve dolayısıyla fPER. Modülasyon yokluğunda ara frekans her zaman sabittir. Bir grup sinyali ile modülasyon işleminde, fIF değeri, voltajla orantılı olarak ve grup sinyali voltajının işaretine göre değişir.

Ara aktarma istasyonunda, HF (HF geçişi) üzerinden aktarım yapılırken grup yolu kapatılır ve ara frekans sinyali, diğer iletişim yönünün alıcısından mikser girişine gelir. Bu durumda, servis iletişim kanalının (CSS) sinyali, kaydırma üretecinde (Gsdv) bulunan frekans veya faz modülatörüne verilir.

Alma yolunun yapısı prensipte Şekil 3.7'nin yardımıyla açıklanmıştır. Süperheterodin tipi alıcı, bir FM sinyal alıcısı olarak üretilmiştir. Metre dalga bantlarında çalışan küçük kanallı RPC'lerde genellikle çift frekans dönüşümü kullanılır. MF sistemleri tek bir frekans dönüşümü kullanır. Bu durumda, HF üzerinden geçiş yaparken, geçiş modunda (HFTR) çok kanallı frekans modülasyonlu bir ara frekans sinyali, başka bir iletişim yönünün vericisine demodülasyon olmadan. Bu moddaki yerel osilatör, hem vericinin çalışması hem de alıcının çalışması için aynı anda kullanıldığından (farklı iletişim yönleri). Yerel osilatör frekansı kararsızlığının büyüklüğü, yeniden iletilen sinyalden hariç tutulur ve burada, sırasıyla, bu ara RRS'de karşıt iletişim yönlerinin iletim frekansı ve alma frekansıdır.

Son modda (Ok) çalışırken, sınırlayıcıdaki (Limit) genlik sınırlamasından sonraki ara frekans sinyali, frekans dedektörü tarafından demodüle edilir. Ayrıca, grup sinyali grup amplifikatörü tarafından yükseltilir ve eşitleme devresinden (VC) sonra sızdırmazlık ekipmanına girer.

FRC-FM yönteminin avantajları:

- bir grup yolu üzerinden ve standart geniş bant kanalların (BC) yolları üzerinden kablolu çok kanallı telekomünikasyon hatları ile arabirim oluşturma olasılığı, bu da kompozit radyo-röle-kablo iletişim hatlarının elde edilmesini kolaylaştırır ve bu tür iletişimin ortak çalışmasını sağlar minimum sayıda HF geçişi olan tesisler;

- gerekirse, RRS'yi iletişim merkezinden önemli bir mesafeye (14-16 km'ye kadar) yerleştirmeye izin veren harici sıkıştırma yöntemini kullanma imkanı;

– bir senkronizasyon sistemi kullanmaya gerek yok;

- geniş bant grup ve radyo yollarının evrenselliği, prensipte, yalnızca standart PM kanallarından bir dizi sinyali birleştiren çok kanallı sinyalleri iletmek için değil, aynı zamanda yüksek hızlı ikili bilgi akışlarını, televizyon sinyallerini vb. İletmek için de uygundur.

FRC-FM yönteminin dezavantajları:

- onlarca veya daha fazla kanal sayısına sahip sıkıştırma ekipmanının hantallığı; askeri mobil RRL ile ilgili olarak, bu, AC'yi barındırmak için ek taşıma birimleri tahsis etme ihtiyacına yol açar;

– kanalların tamamını veya bir kısmını PM'ye demodüle etmeden herhangi bir sayıda PM kanalı tahsis etmenin imkansızlığı, kanalları sadece gruplar halinde tahsis etme ihtiyacı (üçlü, altılı vb. Şekil 3.8.d, sürekli sinyal darbe iletimi ilkesini gösterir.) ;

– bireysel donanım mühürlerinin kendi ekipleri tarafından muhafaza edilmesi ihtiyacı;

- bir bütün olarak AC ve RRS'nin göreceli yüksek maliyeti.