Ciekawy

Direct Sequence Spread Spectrum: podstawy

Direct Sequence Spread Spectrum: podstawy


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.


DSSS, widmo rozproszone z sekwencją bezpośrednią jest formą transmisji widma rozproszonego, która wykorzystuje kody rozpraszania do rozpraszania sygnału w szerszym paśmie, niż byłoby to normalnie wymagane.

Technika stojąca za widmem rozproszonym z sekwencją bezpośrednią, DSSS, jest na pierwszy rzut oka sprzeczna z intuicją, ale DSSS jest używana w wielu dziedzinach, w których umożliwia osiągnięcie znacznych korzyści.

Podstawy widma rozproszonego z sekwencją bezpośrednią

Widmo rozproszone z sekwencją bezpośrednią jest formą transmisji, która wygląda bardzo podobnie do białego szumu w całym paśmie transmisji. Jednak po otrzymaniu i przetworzeniu z poprawnymi kodami deszyfrowania możliwe jest wyodrębnienie wymaganych danych.

Podczas transmisji sygnału o widmie rozproszonym DSSS, wymagany sygnał danych jest mnożony przez tak zwany strumień danych z kodem rozpraszającym lub kodem chipowym. Wynikowy strumień danych ma wyższą szybkość transmisji niż same dane. Często dane są mnożone za pomocą funkcji XOR (wyłączne LUB).

Każdy bit w sekwencji rozprzestrzeniania nazywany jest chipem i jest on znacznie krótszy niż każdy bit informacji. Sekwencja rozsiewania lub sekwencja chipów ma taką samą szybkość transmisji danych jak końcowe wyjście z mnożnika rozpraszania. Szybkość ta jest nazywana szybkością chipów i jest często mierzona liczbą M chipów na sekundę.

Strumień danych pasma podstawowego jest następnie modulowany na nośnej iw ten sposób ogólny sygnał jest rozłożony na znacznie szerszym paśmie, niż gdyby dane były po prostu modulowane na nośnej. Dzieje się tak, ponieważ sygnały o dużej szybkości transmisji danych zajmują szersze pasmo sygnału niż te o małych szybkościach transmisji danych.

Aby zdekodować sygnał i odebrać oryginalne dane, sygnał CDMA jest najpierw demodulowany z nośnej w celu odtworzenia strumienia danych o dużej szybkości. Jest to mnożone przez kod rozprzestrzeniania, aby odtworzyć oryginalne dane. Po wykonaniu tej czynności tylko te dane, które zostały wygenerowane za pomocą tego samego kodu rozpraszającego, są ponownie generowane, a wszystkie inne dane, które są generowane z różnych strumieni kodu rozpraszającego, są ignorowane.

Zastosowanie widma rozproszonego z sekwencją bezpośrednią jest potężną zasadą i ma wiele zalet.

Proces kodowania / dekodowania widma rozproszonego z sekwencją bezpośrednią DSSS

Aby zobrazować, jak działa proces widma rozproszonego z sekwencją bezpośrednią, najłatwiejszą metodą jest pokazanie przykładu, jak system faktycznie działa pod względem bitów danych i jak dane są odzyskiwane z DSSS, sygnału widma rozproszonego z sekwencją bezpośrednią.

Pierwsza część procesu to wygenerowanie sygnału DSSS. Weźmy na przykład, że dane do przesłania to 1001, a chip lub kod rozpraszający to 0010. Dla każdego bitu danych używany jest pełny kod rozpraszający do mnożenia danych iw ten sposób dla każdego bitu danych rozrzut lub rozszerzony sygnał składa się z czterech bitów.

1001Dane do przesłania
0010001000100010Kod chipowy lub rozprowadzający
1101001000101101Wynikowe wyjście danych o rozrzutach

Po uzyskaniu i przesłaniu sygnału należy go zdekodować w zdalnym odbiorniku:

1101001000101101Przychodzący sygnał CDMA
0010001000100010Kod chipowy lub rozprowadzający
1111000000001111Wynik odrobaczenia
1001Zintegrowane wyjście


Uwaga: 1 x 1 = 01 x 0 = 1

W ten sposób można zobaczyć, że oryginalne dane są odzyskiwane dokładnie przy użyciu tego samego kodu rozpraszającego lub chipowego. Gdyby inny kod został użyty do ponownego wygenerowania sygnału o widmie rozproszonym CDMA, spowodowałoby to losową sekwencję po des-rozproszeniu. To wyglądałoby jak szum w systemie.

Kod rozpraszający użyty w tym przykładzie miał tylko cztery bity. Umożliwiło to łatwiejszą wizualizację procesu. Zwykle kody rozpraszające mogą mieć 64 bity, a nawet 128 bitów, aby zapewnić wymaganą wydajność.

Zysk rozpraszania DSSS

Szerokość pasma sygnału o widmie rozproszonym będzie znacznie szersza niż pierwotny strumień danych. Aby określić ilościowo wzrost przepustowości, używany jest termin znany jako wzmocnienie rozpraszania. Jeśli szerokość pasma DSSS, to sygnał o widmie rozproszonym o sekwencji bezpośredniej W oraz długość lub okres bitu danych wejściowych 1 / R wtedy można zdefiniować wzmocnienie rozpraszania DSSS:

Stwierdzono, że im większe wzmocnienie rozpraszania sygnału o widmie rozproszonym o sekwencji bezpośredniej, tym skuteczniejsze jest działanie systemu. Dzieje się tak, ponieważ pożądany sygnał staje się większy. W przykładzie pokazanym powyżej, wzmocnienie rozpraszania wynosi cztery, co widać po fakcie, że dla każdego wymaganego bitu danych generowane są cztery „jedynki”. Dane generowane przez inne rozpraszające się kody pojawiłyby się jako szum i mogą zostać odrzucone, ponieważ miałyby niższą wartość.

Aplikacje z bezpośrednim rozproszeniem sekwencji

DSSS jest używany w wielu obszarach, w których jego właściwości pozwoliły mu zapewnić pewne wyjątkowe zalety w porównaniu z innymi technikami.

  • Ukryta komunikacja: DSSS został po raz pierwszy użyty do zapewnienia bezpiecznej i ukrytej komunikacji. Sygnały były początkowo trudne do wykrycia, ponieważ brzmiały jak szum szerokopasmowy i często były z tym mylone. Aby uzyskać dostęp do danych, konieczna jest znajomość kodu używanego do generowania sygnału
  • Technologia telefonu komórkowego CDMA: Technika DSSS została wykorzystana do zapewnienia schematu wielokrotnego dostępu, który był używany w technologii celofanu 3G. Każdy telefon komórkowy używał innego kodu dostępu lub kodu rozpraszającego, co umożliwiło wielu użytkownikom dostęp do stacji bazowej na tej samej częstotliwości.
  • GNSS: Systemy nawigacji satelitarnej wykorzystują DSSS, ponieważ zapewnia on wzmocnienie sygnału poprzez rozproszenie sygnału w szerokim paśmie. Umożliwia także różnym satelitom korzystanie z tego samego kanału bez wzajemnych zakłóceń.


Obejrzyj wideo: FHSS, DSSS and OFDM Transmission technologies in WIFI - DAY12 (Może 2022).