Расширение спектра прямой последовательности
| полосы пропускания Модуляция |
|---|
 |
| Аналоговая модуляция |
| Цифровая модуляция |
| Иерархическая модуляция |
| Распространение спектра |
| См. также |
| Мультиплексирование |
|---|
 |
| Аналоговая модуляция |
| Связанные темы |
В телекоммуникациях который расширение спектра прямой последовательности ( DSSS ) — это расширенного спектра, метод модуляции в основном используется для уменьшения общих помех сигнала . Модуляция с прямой последовательностью делает передаваемый сигнал более широким по полосе пропускания, чем полоса пропускания информации. После сжатия или удаления прямой модуляции в приемнике информационная полоса восстанавливается, а непреднамеренные и преднамеренные помехи существенно уменьшаются. [ 1 ]
Швейцарский изобретатель Густав Гуанелла предложил «средство и метод секретных сигналов». [ 2 ] При использовании DSSS символы сообщения модулируются последовательностью комплексных значений, известной как расширяющая последовательность . Каждый элемент расширяющей последовательности, так называемый чип , имеет меньшую длительность, чем исходные символы сообщения. Модуляция символов сообщения скремблирует и расширяет сигнал по спектру и, таким образом, приводит к увеличению ширины полосы расширяющей последовательности. Чем меньше длительность чипа, тем больше полоса пропускания результирующего сигнала DSSS; Большая полоса пропускания, мультиплексируемая с сигналом сообщения, приводит к лучшей устойчивости к узкополосным помехам. [ 1 ] [ 3 ]
Некоторые практические и эффективные варианты использования DSSS включают метод множественного доступа с кодовым разделением каналов (CDMA), спецификацию IEEE 802.11b, используемую в Wi-Fi сетях , и систему глобального позиционирования . [ 4 ] [ 5 ]
Метод передачи
[ редактировать ]Передачи с расширенным спектром с помощью прямой последовательности умножают передаваемую последовательность символов на расширяющую последовательность, которая имеет более высокую скорость, чем исходная скорость сообщения. Обычно последовательности выбираются так, чтобы результирующий спектр был спектрально белым . Знание той же последовательности используется для восстановления исходных данных на принимающей стороне. Обычно это реализуется путем поэлементного умножения на расширяющую последовательность с последующим суммированием по периоду символа сообщения. Этот процесс сжатия математически представляет собой корреляцию переданной расширяющей последовательности с расширяющей последовательностью. сжатого сигнала В канале AWGN отношение сигнал/шум увеличивается на коэффициент расширения, который представляет собой отношение скорости расширяющей последовательности к скорости передачи данных.
Хотя передаваемый сигнал DSSS занимает более широкую полосу пропускания, чем требуется для прямой модуляции исходного сигнала, его спектр может быть ограничен с помощью обычной фильтрации формы импульса .
Если нежелательный передатчик передает по тому же каналу, но с другой последовательностью расширения, процесс сжатия уменьшает мощность этого сигнала. Этот эффект лежит в основе метода многопользовательского доступа к среде с кодовым разделением каналов (CDMA), который позволяет нескольким передатчикам совместно использовать один и тот же канал в пределах свойств взаимной корреляции их расширяющих последовательностей.
Преимущества
[ редактировать ]- Устойчивость к непреднамеренному или намеренному заклиниванию
- Совместное использование одного канала несколькими пользователями
- Пониженный уровень сигнала/фонового шума затрудняет перехват
- Определение относительной синхронизации между передатчиком и приемником
Использование
[ редактировать ]- Американская система GPS , европейская Galileo и российская ГЛОНАСС спутниковая навигационная ; ранее ГЛОНАСС использовала DSSS с одной расширяющей последовательностью в сочетании с FDMA , а позже ГЛОНАСС использовала DSSS для достижения CDMA с несколькими расширяющими последовательностями.
- DS-CDMA (множественный доступ с прямым последовательным кодовым разделением каналов) — это схема множественного доступа, основанная на DSSS, путем распространения сигналов от/к разным пользователям с разными кодами. Это наиболее широко используемый тип CDMA .
- Беспроводные телефоны, 900 МГц, 2,4 ГГц и 5,8 ГГц. работающие в диапазонах
- IEEE 802.11b 2,4 ГГц Wi-Fi и его предшественник 802.11-1999 . (Их преемник 802.11g использует как OFDM , так и DSSS)
- Автоматическое считывание показаний счетчика
- IEEE 802.15.4 (используется, например, как уровень PHY и MAC для Zigbee или как физический уровень для WirelessHART )
- Радиоуправляемые модели автомобильной, авиационной и морской техники.
- с расширенным спектром Радар для обеспечения скрытности и устойчивости к помехам и спуфингу
См. также
[ редактировать ]- Дополнительный кодовый ключ
- Расширенный спектр со скачкообразной перестройкой частоты
- Регистр сдвига с линейной обратной связью
- Ортогональное мультиплексирование с частотным разделением каналов
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Перейти обратно: а б Торриери, Дон (2018). Принципы систем связи с расширенным спектром, 4-е изд .
- ^ «Эспейснет – Библиографические данные» . world.espacenet.com . Проверено 2 декабря 2020 г.
- ^ Стубер, Гордон Л. (2017). Принципы мобильной связи, 4-е изд .
- ^ Раппапорт, Теодор (2002). Принципы и практика беспроводной связи, 2-е изд .
- ^ Пратеп, Мисра; Энге, Пер (2012). Глобальная система позиционирования: сигналы, измерения и производительность, ред. 2-е изд .
- Истоки связи с расширенным спектром
В этой статье использованы общедоступные материалы из Федеральный стандарт 1037C . Управление общего обслуживания . Архивировано из оригинала 22 января 2022 года. - Руководство NTIA по правилам и процедурам управления федеральными радиочастотами
