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 jedynek i zer z pewnymi właściwościami autokorelacji, nazywana as PseudoNoise coding sequencejest używany w technikach widma rozproszonego. Jest to sekwencja o maksymalnej długości, która jest rodzajem kodu cyklicznego.

Sygnał wąskopasmowy

Sygnały wąskopasmowe mają skoncentrowaną siłę sygnału, jak pokazano na widmie częstotliwości na poniższym rysunku.

Oto cechy sygnałów wąskopasmowych -

• 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 cechy sygnałów o widmie rozproszonym -

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

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

Techniki wielodostępu o widmie rozproszonym wykorzystują sygnały o szerokości pasma transmisji, której wielkość jest większa niż minimalna wymagana szerokość pasma RF.

Sygnały o widmie rozproszonym można podzielić na dwie kategorie -

• Widmo rozproszone ze skokiem częstotliwości (FHSS)
• Direct Sequence Spread spectrum (DSSS)

Widmo rozproszone ze skokiem częstotliwości

Jest to technika przeskoku częstotliwości, w której użytkownicy są zmuszani do zmiany częstotliwości użytkowania z jednej na drugą w określonym przedziale czasu, dlatego nazywa się ją jako frequency hopping.

Na przykład nadawcy 1 przydzielono częstotliwość na określony czas. Teraz, po chwili, nadawca 1 przeskakuje na drugą częstotliwość, a nadawca 2 korzysta z pierwszej częstotliwości, która była wcześniej 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.

Bezpośrednie widmo rozproszenia sekwencji

Za każdym razem, gdy użytkownik chce wysłać dane przy użyciu tej techniki DSSS, każdy bit danych użytkownika jest mnożony przez tajny kod, nazywany kodem fragmentacji. Tochipping codeto nic innego jak kod rozpowszechniania, który jest mnożony z oryginalną wiadomością i przesyłany. Odbiorca używa tego samego kodu do pobrania oryginalnej wiadomości.

Ten DSSS jest również nazywany jako Code Division Multiple Access (CDMA).

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
Jest 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 najczęściej stosowana technika	Ta technika nie jest często używana

Zalety Spread Spectrum

Oto zalety Spread Spectrum.

• 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
• Trudne do demodulacji / dekodowania
• Trudniej zagłuszyć sygnały

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