Tehnologia spectru împrăștiat
Inițial spectru împrăștiat creat pentru inteligența și în scopuri militare. Ideea de bază a acestei metode este de a distribui semnalul de date pe o bandă largă a spectrului radio, care în cele din urmă va complica în mod semnificativ suprimarea sau interceptarea semnalului. Mai întâi dezvoltat schemă cunoscută ca frecvență spectru extins metoda de salt. Mai schemă modernă spectru împrăștiat este o metodă de răspândire secvență directă. Ambele metode sunt folosite într-o varietate de standarde și produse de comunicații fără fir.
Extinderea frecvenței spectru de salt (Frequency Hopping Spread Spectrum - FHSS)
Pentru a fost imposibil de a intercepta radio sau suprima zgomotul de bandă îngustă a fost solicitat să trimită o schimbare constantă a transportatorului într-o gamă largă de frecvențe. Ca urmare, puterea semnalului este distribuită pe întreaga gamă, și de a asculta o anumită frecvență a dat doar un pic de zgomot. Secvența de frecvență purtătoare pseudoaleatoare era cunoscut doar emițător și receptor. Incercarea de suprimare a semnalului într-un anumit interval îngust, nu este, de asemenea, semnalul prea deteriorat ca a suprimat doar o mică parte a informațiilor.
Ideea acestei metode este ilustrat în Fig. 1.10.
In timpul unui interval de timp fix pentru transmisia este frecvența purtătoare constantă. Pe fiecare frecvență purtătoare pentru a transmite date digitale metode standard de modulare aplicate. cum ar fi FSK sau PSK. Pentru ca un receptor sincronizat cu transmițătorul pentru a indica începutul fiecărei perioade de transmitere, de ceva timp bitul de sincronizare transmis. Așa că viteza utilă a acestei metode de codificare este mai puțin din cauza costurilor de regie fixe pentru sincronizare.
Fig. 1.10. Extinderea gamei de salt de frecvență
Frecvența purtătoare variază în funcție de numărul de subcanale frecvență generat algoritm de numere aleatoare. Secvența pseudo-aleatoare depinde de un parametru care se face referire ca numărul inițial. Dacă receptorul și transmițătorul cunosc algoritmul și valoarea de semințe, apoi se schimbă frecvența în aceeași secvență, numită o frecvență de pseudo-aleatoare secvență de salt.
În cazul în care frecvența subcanale de deplasare este mai mică decât rata de date pe canal, atunci acest mod se numește un proces lent de raspandire (figura 1.11a.); altfel va trebui să se ocupe de expansiunea rapidă a spectrului (Fig. 1.11b).
Metoda de împrăștiere rapidă este mai rezistent la interferență, deoarece interferența bandă îngustă, care suprima un semnal într-un anumit subcanal nu duce la pierderea de biți, deoarece valoarea sa este repetată de mai multe ori în diferite subcanale de frecvență. Acest mod nu arată efectul inter-simbol interferență, deoarece în momentul semnalului întârziat de-a lungul unul din modurile în care sistemul are timp pentru a merge la o frecvență diferită.
Metoda de această proprietate nu are lent răspândire, dar este mai ușor de implementat și este asociat cu mai puțin deasupra capului.
mareste imaginea
Fig. 1.11. Raportul dintre rata de transmitere a datelor și o schimbare de frecvență de subcanale
Metodele utilizate în FHSS IEEE 802.11 și Bluetooth tehnologii fără fir.
În abordarea FHSS la utilizarea domeniului de frecvență nu este același lucru ca și în alte metode de codificare - în loc de utilizarea economică a unei benzi înguste este o încercare de a prelua întreaga gamă disponibil. La prima vedere acest lucru nu pare a fi foarte eficient - pentru că la un moment dat în intervalul este doar un singur canal. Cu toate acestea, acesta din urmă afirmație nu este întotdeauna adevărat - coduri de spectru extins poate fi folosit pentru a multiplex canale multiple pe o gamă largă. În special, tehnicile de FHSS permit de a asigura funcționarea simultană a mai multor canale prin selectarea pentru fiecare astfel de secvențe canal pseudoaleatoare. astfel încât, în orice moment dat, fiecare canal funcționează la o frecvență diferită (desigur, acest lucru se poate face numai în cazul în care numărul de canale nu depășește numărul de frecvență sub-canale).
Direct Sequence Spread Spectrum (Direct Sequence Spread Spectrum - DSSS)
În metoda de spectru împrăștiat secvență directă este utilizată ca o întreagă bandă de frecvențe alocată pentru o verigă de comunicație fără fir. Spre deosebire de metoda FHSS. întreaga bandă de frecvență nu este angajată în permanentă comutare-frecvență, precum și datorită faptului că fiecare bit de informație este înlocuit cu N-biți, astfel încât semnalele de ceas, la rata de transmisie este crescută de N ori. Aceasta înseamnă că spectrul semnalului se extinde, de asemenea, la N ori. Este suficient pentru a selecta în mod corespunzător debitul de date și valoarea N, spectrul semnalului umple întreaga gamă.
Scopul metodei de codificare DSSS este aceeași ca metoda FHSS. - creșterea rezistenței la interferențe. interferență în bandă îngustă va distorsiona numai anumite spectrul de frecvență al semnalului, astfel încât receptorul este foarte probabil să fie capabil să detecteze în mod corect informațiile transmise.
Codul, care înlocuiește unitatea binară inițială de informații se numește secvența de răspândire. și fiecare bit unei secvențe - cip.
Prin urmare, rata de cod rezultată se numește rata cip. Un zero, binar este codificată de valoarea inversă a secvenței de răspândire. Receptoarele trebuie să cunoască secvența de răspândire, care este utilizat de către transmițător, în scopul de a înțelege informațiile transmise.
Numărul de biți din secvența de împrăștiere determină începerea răspândirea codului factor. Ca și în cazul FHSS. pentru codificarea care rezultă biții de codificare poate fi orice fel de modulare, de exemplu BFSK.
Cu cât factorul de răspândire, mai larg spectrul semnalului rezultant și gradul de mai sus de suprimare. Dar, cu o gamă tot mai mare a spectrului ocupat de canal. De obicei, factorul de împrăștiere are o valoare de la 10 la 100.
Foarte des, deoarece valoarea secvenței răspândire luată Barker secvență (Barker), care constă din 11 biți: 10110111000. Dacă transmițătorul utilizează această secvență, transmisia trei biți 110 conduce la transferul de următorii biți:
10110111000 10110111000 01001000111.
secvență Barker permite receptorului pentru a sincroniza rapid la emițător, care detectează în mod fiabil începutul secvenței. Receptorul detectează un astfel de eveniment, comparând alternativ biții recepționate ale secvenței de probă. Într-adevăr, dacă vom compara secvența Barker cu aceeași secvență, dar mutat un bit la stânga sau la dreapta, vom obține mai puțin de jumătate din meci valori bit. Deci, chiar dacă denaturarea mai multor biți cu mare probabilitate receptorul pentru a identifica în mod corect începutul secvenței, și, astfel, să poată interpreta corect informațiile.
Metoda DSSS este mai puțin protejate de interferențe, decât metoda de expansiune rapidă a spectrului, ca o interferență puternică bandă îngustă afectează parte a spectrului și, prin urmare, la rezultatul recunoașterii celor sau zerouri.
Fig. 1.12. Canale utilizate în tehnologia DSSS
LAN fără fir utilizează canalele DSSS de lățime de 22 MHz, prin care multe WLAN pot opera în aceeași zonă de acoperire. În America de Nord și cea mai mare a Europei, inclusiv România, lățimea canalului de 22 MHz poate crea în intervalul de 2,4 GHz, 2473 cu trei canale care nu se suprapun. Aceste canale sunt prezentate în Fig. 1.12.