Điều chế trải phổ

Một lớp tập hợp các kỹ thuật báo hiệu được sử dụng trước khi truyền tín hiệu để cung cấp thông tin liên lạc an toàn, được gọi là Spread Spectrum Modulation. Ưu điểm chính của kỹ thuật truyền thông trải phổ là ngăn chặn “nhiễu” dù là cố ý hay vô ý.

Các tín hiệu được điều chế bằng các kỹ thuật này khó bị nhiễu và không thể bị nhiễu. Kẻ xâm nhập không có quyền truy cập chính thức, không bao giờ được phép bẻ khóa chúng. Do đó các kỹ thuật này được sử dụng cho mục đích quân sự. Các tín hiệu trải phổ này truyền với mật độ công suất thấp và có độ lan truyền tín hiệu rộng.

Trình tự tiếng ồn giả

Một chuỗi được mã hóa gồm 1 và 0 với các thuộc tính tương quan tự động nhất định, được gọi là PseudoNoise coding sequenceđược sử dụng trong kỹ thuật trải phổ. Nó là một chuỗi có độ dài tối đa, là một loại mã tuần hoàn.

Tín hiệu băng tần hẹp

Tín hiệu băng tần hẹp có cường độ tín hiệu được tập trung như trong phổ tần số trong hình sau.

Dưới đây là các tính năng của tín hiệu băng tần hẹp -

Dải tín hiệu chiếm dải tần hẹp.
Mật độ điện cao.
Năng lượng lan tỏa thấp và tập trung.

Mặc dù các tính năng tốt nhưng những tín hiệu này dễ bị nhiễu.

Truyền tín hiệu phổ

Các tín hiệu trải phổ có cường độ tín hiệu được phân bố như trong hình vẽ phổ tần số sau đây.

Dưới đây là các tính năng của tín hiệu trải phổ -

Dải tín hiệu chiếm nhiều dải tần.
Mật độ điện rất thấp.
Năng lượng tràn lan.

Với những tính năng này, tín hiệu trải phổ có khả năng chống nhiễu hoặc gây nhiễu cao. Vì nhiều người dùng có thể chia sẻ cùng một băng thông trải phổ mà không ảnh hưởng đến nhau, những người dùng này có thể được gọi làmultiple access techniques.

Kỹ thuật đa truy nhập trải phổ sử dụng các tín hiệu có băng thông truyền dẫn có cường độ lớn hơn băng thông RF yêu cầu tối thiểu.

Tín hiệu trải phổ có thể được phân thành hai loại:

Trải phổ nhảy tần (FHSS)
Trải phổ chuỗi trực tiếp (DSSS)

Phổ trải rộng nhảy tần số

Đây là kỹ thuật nhảy tần, trong đó người dùng được thực hiện để thay đổi tần số sử dụng, từ tần số này sang tần số khác trong một khoảng thời gian xác định, do đó nó được gọi là frequency hopping.

Ví dụ: một tần suất đã được phân bổ cho người gửi 1 trong một khoảng thời gian cụ thể. Bây giờ, sau một thời gian, người gửi 1 bước đến tần số khác và người gửi 2 sử dụng tần số đầu tiên, tần số này trước đó đã được người gửi1 sử dụng. Điều này được gọi làfrequency reuse.

Các tần số của dữ liệu được nhảy từ tần số này sang tần số khác để cung cấp truyền dẫn an toàn. Lượng thời gian dành cho mỗi bước nhảy tần số được gọi làDwell time.

Phổ trải rộng trình tự trực tiếp

Bất cứ khi nào người dùng muốn gửi dữ liệu bằng kỹ thuật DSSS này, mỗi bit dữ liệu người dùng được nhân với một mã bí mật, được gọi là mã chipping. Điều nàychipping codekhông là gì khác ngoài mã lan truyền được nhân với thông điệp gốc và được truyền đi. Người nhận sử dụng cùng một mã để lấy lại tin nhắn gốc.

DSSS này còn được gọi là Code Division Multiple Access (CDMA).

So sánh giữa FHSS và DSSS / CDMA

Cả hai kỹ thuật trải phổ đều phổ biến vì các đặc tính của chúng. Để hiểu rõ hơn, hãy cùng chúng tôi xem qua những so sánh của chúng.

FHSS	DSSS / CDMA
Nhiều tần số được sử dụng	Tần số đơn được sử dụng
Khó tìm thấy tần suất của người dùng bất kỳ lúc nào	Tần suất người dùng, sau khi được phân bổ luôn giống nhau
Cho phép sử dụng lại tần số	Không cho phép sử dụng lại tần số
Người gửi không cần đợi	Người gửi phải đợi nếu phổ bận
Công suất của tín hiệu cao	Công suất của tín hiệu thấp
Nó mạnh hơn và xuyên qua các chướng ngại vật	Nó yếu hơn so với FHSS
Nó không bao giờ bị ảnh hưởng bởi sự can thiệp	Nó có thể bị ảnh hưởng bởi sự can thiệp
Nó rẻ hơn	Nó đắt
Đây là kỹ thuật được sử dụng nhiều nhất	Kỹ thuật này không được sử dụng thường xuyên

Ưu điểm của Spread Spectrum

Sau đây là những ưu điểm của Spread Spectrum.

Loại bỏ nói chuyện chéo
Đầu ra tốt hơn với tính toàn vẹn của dữ liệu
Giảm ảnh hưởng của việc làm mờ nhiều đường
An ninh tốt hơn
Giảm tiếng ồn
Cùng tồn tại với các hệ thống khác
Khoảng cách hoạt động dài hơn
Khó phát hiện
Khó giải điều chế / giải mã
Khó làm nhiễu tín hiệu hơn

Mặc dù kỹ thuật trải phổ ban đầu được thiết kế cho mục đích quân sự, nhưng hiện nay chúng đang được sử dụng rộng rãi với mục đích thương mại.