Rozprostřené spektrum s přímou sekvencí - Direct-sequence spread spectrum

Modulace propustného pásma
Analogová modulace
Digitální modulace
Hierarchická modulace
Rozprostřete spektrum
Viz také
Multiplexování
Multiplexing diagram.svg
Analogová modulace
související témata

V telekomunikacích je přímá posloupnost rozprostřeného spektra ( DSSS ) technikou modulace rozprostřeného spektra primárně používanou ke snížení celkového rušení signálu . Díky přímé modulaci je přenášený signál širší v šířce pásma, než je šířka informačního pásma. Po despread nebo odstranění modulace přímé sekvence v přijímači je obnovena informační šířka pásma, zatímco neúmyslné a úmyslné rušení je podstatně sníženo.

První známé schéma této techniky představil švýcarský vynálezce Gustav Guanella . U DSSS jsou bity zpráv modulovány pseudonáhodnou bitovou sekvencí známou jako šířící se sekvence. Každý bit šířící se sekvence, známý jako čip, má mnohem kratší dobu trvání (větší šířku pásma) než původní bity zpráv. Modulace bitů zprávy zakóduje a roztáhne kousky dat, a výsledkem je velikost šířky pásma téměř totožná s velikostí šířící se sekvence. Čím menší je doba trvání čipu, tím větší je šířka pásma výsledného signálu DSSS; větší šířka pásma multiplexovaná na signál zprávy má za následek lepší odolnost proti rušení.

Některá praktická a efektivní použití DSSS zahrnují metodu vícenásobného přístupu s kódovým dělením (CDMA), specifikaci IEEE 802.11b používanou v sítích Wi-Fi a globální poziční systém .

Funkce

  1. DSSS fázové posuny sinusová vlna pseudonáhodně s kontinuálním řetězcem čipů, z nichž každá má mnohem kratší dobu, než informační bit . To znamená, že každý informační bit je modulován sekvencí mnohem rychlejších čipů. Proto je rychlost čip je mnohem vyšší, než je informační přenosovou rychlostí .
  2. DSSS používá signální strukturu, ve které je šířící sekvence produkovaná vysílačem již přijímačem známa. Přijímač pak může použít stejnou šířící se sekvenci k vyrovnání svého účinku na přijímaný signál za účelem rekonstrukce informačního signálu.

Způsob přenosu

Přenosy s rozprostřeným spektrem s přímou sekvencí znásobují přenášená data pseudonáhodnou šířící se sekvencí, která má mnohem vyšší bitovou rychlost než původní datová rychlost. Výsledný přenášený signál se podobá bílému šumu s omezeným pásmem , jako zvukový záznam „statického“. Tento signál podobný šumu se však používá k přesné rekonstrukci původních dat na přijímacím konci vynásobením stejnou šířící se sekvencí (protože 1 × 1 = 1 a −1 × −1 = 1). Tento proces, známý jako despreading, je matematicky korelací přenášené šířící se sekvence se šířící se sekvencí, kterou přijímač již ví, že vysílač používá. Po despreadingu je poměr signálu k šumu přibližně zvýšen faktorem šíření, což je poměr rychlosti šíření sekvence k rychlosti dat.

Zatímco přenášený signál DSSS zabírá mnohem širší šířku pásma, než by vyžadovala jednoduchá modulace původního signálu, jeho frekvenční spektrum může být pro ekonomiku spektra poněkud omezeno konvenčním analogovým pásmovým filtrem, čímž se získá zhruba zvonovitá obálka se středem na nosné frekvenci . Naproti tomu frekvenční přeskakování rozšířeného spektra pseudonáhodně přeladí nosnou a vyžaduje jednotnou frekvenční odezvu, protože jakékoli tvarování šířky pásma by způsobilo amplitudovou modulaci signálu přeskakovacím kódem.

Pokud nežádoucí vysílač vysílá na stejném kanálu, ale s jinou šířící se sekvencí (nebo vůbec žádnou), proces despreadingu snižuje výkon tohoto signálu. Tento efekt je základem pro vlastnost vícenásobného přístupu s kódovým dělením (CDMA) DSSS, která umožňuje více vysílačům sdílet stejný kanál v mezích vlastností vzájemné korelace jejich rozšiřujících se sekvencí.

Výhody

  • Odolnost proti nechtěnému nebo zamýšlenému rušení
  • Sdílení jednoho kanálu mezi více uživateli
  • Snížená úroveň signálu / hluku pozadí brání odposlechu
  • Stanovení relativního časování mezi vysílačem a přijímačem

Použití

Viz také

Reference

externí odkazy