Modulacja widma rozproszonego

Zbiorowa klasa technik sygnalizacyjnych jest wykorzystywana przed przesłaniem sygnału w celu zapewnienia bezpiecznej komunikacji, znanej jako Spread Spectrum Modulation. Główną zaletą techniki komunikacji w widmie rozproszonym jest zapobieganie „zakłóceniom”, niezależnie od tego, czy są one zamierzone, czy niezamierzone.

Sygnały modulowane tymi technikami są trudne do zakłócenia i nie mogą być zagłuszane. Intruz bez oficjalnego dostępu nigdy nie może ich złamać. Stąd te techniki są wykorzystywane do celów wojskowych. Te sygnały o widmie rozproszonym są przesyłane z małą gęstością mocy i mają szeroki zakres sygnałów.

Sekwencja pseudo-szumów

Zakodowana sekwencja 1s i 0s z pewnymi właściwościami autokorelacji, zwanymi as Pseudo-Noise coding sequencejest stosowany w technikach widma rozproszonego. Jest to sekwencja o maksymalnej długości, która jest rodzajem kodu cyklicznego.

Sygnały wąskopasmowe i rozproszone

Zarówno sygnały wąskopasmowe, jak i sygnały o widmie rozproszonym można łatwo zrozumieć, obserwując ich widmo częstotliwości, jak pokazano na poniższych rysunkach.

Sygnały wąskopasmowe

Sygnały wąskopasmowe mają skoncentrowaną siłę sygnału, jak pokazano na poniższym wykresie widma częstotliwości.

Oto niektóre z jego funkcji -

• Pasmo sygnałów zajmuje wąski zakres częstotliwości.
• Gęstość mocy jest wysoka.
• Dystrybucja energii jest niewielka i skoncentrowana.

Chociaż funkcje są dobre, sygnały te są podatne na zakłócenia.

Sygnały z widma rozproszonego

Sygnały o widmie rozproszonym mają rozkład mocy sygnału, jak pokazano na poniższym rysunku widma częstotliwości.

Oto niektóre z jego funkcji -

• Pasmo sygnałów zajmuje szeroki zakres częstotliwości.
• Gęstość mocy jest bardzo niska.
• Energia jest szeroko rozpowszechniona.

Dzięki tym cechom sygnały o widmie rozproszonym są wysoce odporne na zakłócenia lub zagłuszanie. Ponieważ wielu użytkowników może współużytkować tę samą szerokość pasma widma rozproszonego bez zakłócania się nawzajem, można je nazwaćmultiple access techniques.

FHSS i DSSS / CDMA

Techniki wielodostępu o widmie rozproszonym wykorzystują sygnały, które mają szerokość pasma transmisji większą niż minimalna wymagana szerokość pasma RF.

Są to dwa rodzaje.

• Widmo rozproszone ze skokiem częstotliwości (FHSS)
• Bezpośrednia sekwencja rozproszona (DSSS)

Widmo rozproszone ze skokiem częstotliwości (FHSS)

Jest to technika przeskoku częstotliwości, w której użytkownicy są zmuszani do zmiany częstotliwości użytkowania z jednej na drugą w określonym przedziale czasu, stąd nazywana frequency hopping. Na przykład nadawcy 1 przydzielono częstotliwość na określony czas. Teraz, po chwili, nadawca 1 przeskakuje na drugą częstotliwość, a nadawca 2 używa pierwszej częstotliwości, która była poprzednio używana przez nadawcę 1. Nazywa się tofrequency reuse.

Częstotliwości danych są przeskakiwane z jednej do drugiej w celu zapewnienia bezpiecznej transmisji. Czas spędzony na każdym przeskoku częstotliwości nazywany jest jakoDwell time.

Bezpośrednia sekwencja rozproszona (DSSS)

Ilekroć użytkownik chce wysłać dane przy użyciu tej techniki DSSS, każdy bit danych użytkownika jest mnożony przez tajny kod, nazywany chipping code. Ten fragment kodu to nic innego jak kod rozprzestrzeniający, który jest mnożony z oryginalną wiadomością i przesyłany. Odbiorca używa tego samego kodu do pobrania oryginalnej wiadomości.

Porównanie między FHSS i DSSS / CDMA

Obie techniki widma rozproszonego są popularne ze względu na swoje właściwości. Aby dobrze zrozumieć, przyjrzyjmy się ich porównaniom.

FHSS	DSSS / CDMA
Używanych jest wiele częstotliwości	Używana jest pojedyncza częstotliwość
Trudno znaleźć częstotliwość użytkownika w dowolnym momencie	Częstotliwość użytkownika, raz przydzielona, ​​jest zawsze taka sama
Dozwolone jest ponowne wykorzystanie częstotliwości	Ponowne wykorzystanie częstotliwości jest niedozwolone
Nadawca nie musi czekać	Nadawca musi czekać, jeśli widmo jest zajęte
Moc sygnału jest wysoka	Siła sygnału jest niska
Silniejszy i przenika przez przeszkody	Jest słabszy w porównaniu do FHSS
Nigdy nie ma wpływu na zakłócenia	Mogą na niego wpływać zakłócenia
To jest tańsze	To jest drogie
Jest to powszechnie stosowana technika	Ta technika nie jest często używana

Zalety Spread Spectrum

Oto zalety widma rozproszonego -

• Eliminacja cross-talk
• Lepsze wyniki dzięki integralności danych
• Zredukowany efekt zanikania wielościeżkowego
• Lepsze bezpieczeństwo
• Redukcja hałasu
• Współistnienie z innymi systemami
• Dłuższe odległości operacyjne
• Trudne do wykrycia
• Niełatwe do demodulacji / dekodowania
• Trudne do zagłuszania sygnałów

Chociaż techniki widma rozproszonego były pierwotnie zaprojektowane do zastosowań wojskowych, są obecnie szeroko stosowane w celach komercyjnych.