در روش مالتی پلکس تقسیم زمانی (TDM)، سیگنال های هر کانال نمونه برداری می شود و مقادیر لحظه ای آنها به صورت متوالی در زمان ارسال می شود. بنابراین، هر پیام در پالس های کوتاه - گسسته منتقل می شود. در یک خط ارتباطی برای مدت زمان معین - دوره تکرار، که برای انتقال اختصاص داده شده است، امکان انتقال تعداد متناظر از چنین پیام هایی وجود دارد.

نمودار ساختاری سیستم برای انتقال اطلاعات از VRC. روی انجیر 4.3 یک بلوک دیاگرام ساده شده از یک سیستم با VRC را نشان می دهد. به عنوان مثال، در ارتباطات تلفنی، پیامی به شکل سیگنال های صوتی، وارد P in می شود، جایی که ارتعاشات صوتی به ارتعاشات الکتریکی تبدیل می شوند. توزیع کننده های طرف فرستنده P1 و گیرنده P2 باید به صورت همزمان و فاز کار کنند. سوئیچینگ توزیع کننده ها از پالس های GTI انجام می شود. در پایان هر سیکل، یک پالس فازبندی وارد خط ارتباطی می شود تا از عملکرد داخل فاز هر دو توزیع کننده اطمینان حاصل کند. همزمانی عملکرد آنها با ثبات فرکانس GTI طرف های فرستنده و گیرنده تضمین می شود.

توزیع کننده مدارها را به صورت سری به هم متصل می کند تا پیام ها را از طریق کانال مناسب منتقل کند. از آنجایی که زمان کمی برای ارسال پیام ها اختصاص داده می شود، پالس های کوتاهی در طول خط ارتباطی دنبال می شوند که مدت زمان آن با زمانی که توزیع کننده این مدار را متصل کرده است تعیین می شود. در سمت گیرنده، به دلیل عملکرد همزمان و درون فاز توزیع‌کننده‌ها، پالس‌های کوتاه به P vy x وارد می‌شوند، جایی که تبدیل معکوس سیگنال‌های الکتریکی به سیگنال‌های صوتی انجام می‌شود.

با TRC، بین سیگنال های هر کانال که به طور متوالی در زمان از طریق خط ارتباطی ارسال می شود، یک بازه زمانی نگهبان معرفی می شود (شکل 4.4)، که برای از بین بردن تأثیر متقابل (همپوشانی) کانال ها ضروری است. مورد دوم به دلیل وجود اعوجاج های فرکانس فاز در خط ارتباطی رخ می دهد که باعث می شود زمان انتشار ناهموار سیگنال های فرکانس های مختلف شود.

تعداد کانال ها در TRC به مدت زمان پالس کانال بستگی دارد و فرکانس تکرار آنها، که هنگام انتقال پیام های مداوم، توسط قضیه کوتلنیکوف در مورد تبدیل سیگنال های پیوسته به سیگنال های گسسته تعیین می شود.

بدین ترتیب، تعداد کلکانال ها در VRK

(4.1)

جایی که T p - دوره تکرار.
- مدت زمان پالس سینفازی؛ - مدت زمان فاصله حفاظتی؛ - مدت زمان پالس کانال.

پهنای باند مورد نیاز یک سازمان پکانال ها در طول TRC، با حداقل مدت زمان پالس کانال تعیین می شود
، که بستگی به تعداد کانال های ارتباطی سازمان یافته و ماهیت پیام دارد، از بیان مشخص می شود

(4.2)

که در آن K p ضریب بسته به شکل پالس است (برای یک پالس مستطیلی K p ~ 0.7).

بیایید باند فرکانس مورد نیاز را تعیین کنیم، به عنوان مثال، برای سازماندهی 12 کانال تلفن برای TDC. مدت زمان پالس هنگام سازماندهی 12 کانال تلفن از طریق خط ارتباطی از ملاحظات زیر تعیین می شود. دوره تکرار T p \u003d 1 / f p، که در آن f p فرکانس تکرار است که با عبارت f p \u003d 2f max \u003d 2 3400 \u003d 6800 هرتز تعیین می شود. در اینجا f max = 3400 هرتز حداکثر فرکانس هنگام ارسال پیام های تلفنی است. برای انتقال، f p \u003d 8000 هرتز گرفته می شود. سپس f p \u003d 1/8000 \u003d 125 میکرو ثانیه.

از عبارت (4.1)

با جایگزینی مقادیر T p = 125 μs و n = 12 در آخرین عبارت، به دست می آوریم
1 میکرو ثانیه دانستن مدت زمان پالس کانال
و با گرفتن K p = 0.7 از عبارت (4.2)، پیدا می کنیم

بنابراین، باند فرکانسی برای سازماندهی 12 کانال تلفن در FDM به طور قابل توجهی از باند فرکانسی مورد نیاز برای سازماندهی همان تعداد کانال در FDM فراتر می رود که 48 کیلوهرتز است (12(3400 + 600) = 48000 هرتز، که در آن 600 هرتز باند فرکانسی است. اختصاص داده شده برای فیلتر کانال های مجاور).

بنابراین، استفاده از VRC برای انتقال پیام های آنالوگ (به عنوان مثال، تلفن، فکس، تلویزیون) دارای تعدادی محدودیت است. در عین حال، انتقال پیام های گسسته (تلگراف، تله مکانیک، انتقال داده) در طول TRC مزایای قابل توجهی را ارائه می دهد. این به این دلیل است که سیگنال های گسسته برای این نوع پیام ها دارای مدت زمان قابل توجهی هستند و طیف فرکانس این گونه سیگنال ها در قسمت پایین قرار دارد. محدوده فرکانسبنابراین، مدت زمان و دوره تکرار پالس های کانال می تواند نسبتا زیاد باشد که به طور قابل توجهی پهنای باند مورد نیاز را کاهش می دهد.

در TDM، انواع مختلفی از مدولاسیون کانال را می توان برای تطبیق یک پیام با یک کانال ارتباطی استفاده کرد.

معایب TRC باید شامل یک باند فرکانسی نسبتاً وسیع مورد نیاز برای انتقال پیام باشد. پیچیدگی تجهیزات سوئیچینگ (توزیع کنندگان) هنگام سازماندهی تعداد قابل توجهی از کانال های ارتباطی و نیاز به اصلاح ویژگی های فرکانس فاز خط ارتباطی برای از بین بردن تأثیر متقابل کانال های ارتباطی.

روش های جداسازی کانال: فضایی، خطی (فرکانس، زمان)، بر اساس شکل. شرایط جداسازی خطی کانال ها.

در سیستم های چند کاناله، مسیرهای همه سیگنال ها باید به نحوی از هم جدا شوند تا سیگنال هر منبع به گیرنده مناسب برسد. چنین رویه ای نامیده می شود جداسازی کانالیا جداسازی سیگنال های کانال.

مالتی پلکس کردن(eng. MUX) - روشی برای ترکیب (فشرده سازی) سیگنال های کانال در MSP.

روش معکوس مالتی پلکسی به جداسازی کانال مربوط می شود مالتی پلکسینگ(انگلیسی DMX یا DeMUX).

MUX + DMX = MULDEX - "مولدکس"

طبقه بندی روش های جداسازی کانال

همه استفاده شده روش های جداسازی کانالرا می توان به دسته بندی کرد خطیو غیر خطی(تصویر را ببینید).

شکل - طبقه بندی روش های جداسازی کانال

در شرکت های کوچک و متوسط، روش های جداسازی کانال زیر متمایز می شوند:

- فضایی (مدار)؛

- خطی: فرکانس - FDM، زمان - VRK، جداسازی کانال بر اساس فرم - RKF.

- غیر خطی: قابل تقلیل به خطی و اکثریت.

جداسازی فضایی

این ساده ترین نوع جداسازی است که در آن به هر کانال یک خط ارتباطی اختصاص داده می شود:

شکل - MSP با تقسیم فضای کانال ها

هوش مصنوعی منبع اطلاعات است

PI - گیرنده اطلاعات

LS - خط ارتباطی

سایر اشکال جداسازی کانال شامل انتقال پیام ها از طریق یک خط ارتباطی واحد است. به همین دلیل، انتقال چند کاناله نیز نامیده می شود آب بندی کانال.

بلوک دیاگرام تعمیم یافته MSP با جداسازی خطی سیگنال های کانال

M i - تعدیل کننده کانال i

P i - ضرب کننده کانال i

و i یکپارچه کننده کانال i است

D i - تعدیل کننده کانال i-ام

SS - سیگنال ساعت سمت فرستنده

PS - گیرنده سیگنال ساعت در سمت گیرنده

LAN - خط ارتباطی

در سمت فرستنده، سیگنال های اولیه C 1 (t)، C 2 (t)،...، C N (t)به در ورودی بیا M 1، M 2،...، M N، که ورودی دیگر آن از ژنراتورهای حامل حامل های مستقل یا متعامد خطی را دریافت می کند. ψ 1 (t)، ψ 2 (t)،...،ψ N (t)، انتقال سیگنال های اولیه به سیگنال های کانال S 1 (t)، S 2 (t)،..، S N (t). سپس سیگنال های کانال جمع می شوند و یک سیگنال چند کاناله گروهی تشکیل می شود. S گرم (t).

در سمت دریافت کننده سیگنال گروه S "gr (t) که تحت تأثیر انواع تداخل و اعوجاج n (t) تغییر کرده است، وارد ضرایب می شود. P 1 , P 2 ,..., P N، بیش از ورودی که حامل ها از ژنراتورهای حامل می آیند ψ 1 (t)، ψ 2 (t)،...، ψ N (t). نتایج ضرب به انتگرال‌گرها ارسال می‌شود AND 1، AND 2،...، AND N،در خروجی که سیگنال های کانال با در نظر گرفتن تداخل و اعوجاج به دست می آید، S" 1 (t)، S" 2 (t)،...، S" N (t).سیگنال های کانال سپس به D 1 ,D 2 ,...,D nکه سیگنال های کانال را با در نظر گرفتن تداخل و اعوجاج به سیگنال های اولیه تبدیل می کند C" 1 (t)، C "2 (t)،...، C" N (t).

عملکرد سیستم انتقال با عملکرد همزمان (و گاهی اوقات در فاز) حامل ها بر روی دستگاه های تبدیل M در انتقال و ضرب P در دریافت امکان پذیر است. برای انجام این کار، در سمت فرستنده، یک سیگنال همگام (SS) به سیگنال گروه وارد می شود و در سمت گیرنده، توسط گیرنده سیگنال همگام (PS) از سیگنال گروه جدا می شود.

سیستم های مخابراتی چند کاناله با تقسیم فرکانس کانال ها. روش های تشکیل سیگنال کانال

سیستم مخابراتی با کانال های تقسیم فرکانس سیستمی را که در مسیر خطی آن برای انتقال سیگنال های کانال قرار دارد فراخوانی کنید باندهای فرکانسی غیر همپوشانی اختصاص داده شده است.

اجازه دهید اصل تقسیم فرکانس کانال ها را با استفاده از طرح سیستم کانال N و طرح های فرکانس در نقاط مشخصه آن در نظر بگیریم.

شکل - نمودار ساختاری MSP کانال N با FDC

نوسانات هارمونیک با فرکانس های مختلف f 1 , f 2 , …f n(آشفتگی حامل):

ψ من(تی) = سی

سیگنال های کانال در نتیجه مدولاسیون یکی از پارامترهای حامل توسط سیگنال های اولیه تشکیل می شوند C i (t). درخواست دادن دامنه, فرکانسو فازمدولاسیون فرکانس های نوسانات حامل به گونه ای انتخاب می شوند که طیف سیگنال های کانال S 1 (t)و S2(t) همپوشانی نداشتند . سیگنال گروه S گرم (t)دریافت شده در خط ارتباطی، مجموع سیگنال های کانال است

S gr(تی) = اس 1 (تی) + اس 2 (تی) + ...+ S n(تی)

هنگامی که سیگنال از طریق یک مسیر خطی منتقل می شود S gr(تی) دچار اعوجاج خطی و غیر خطی می شود و تداخل n(t) روی آن قرار می گیرد، بنابراین سیگنال اعوجاج به قسمت گیرنده می رسد. .

در قسمت دریافت، سیگنال های کانال با استفاده از فیلترهای باند کانال KPF-1، KPF-2، KPF-n، به عنوان مثال جدا می شوند. از سیگنال گروه سیگنال های کانال جداگانه .

سیگنال های اولیه توسط دمدولاتورهای D 1 , D 2 , ... D n با استفاده از فرکانس های برابر با فرکانس های حامل ها در انتقال بازیابی می شوند.

طرح های فرکانس در نقاط مشخصه آن (نگاه کنید به نمودار)

در FDM، نوع مدولاسیون AM-OBP غالب است، زیرا بیشترین سازش را دارد.

شکل - گزینه های پهنای باند برای AM-OBP

شکل گیری سیگنال AM-OBP در فناوری ارتباطات به دو روش انجام می شود:

1) روش فیلتر

2) روش اختلاف فاز

روش فیلتر بیشتر در تکنیک MSP استفاده می شود، در حالی که روش اختلاف فاز معمولاً در سیستم های انتقال کانال پایین استفاده می شود.

روش فیلتر

در سمت انتقال دهنده

مثال:

طیف سیگنال 0.3 - 3.4 کیلوهرتز. اگر حامل است، نتیجه AM-SSB را تعیین کنید نوسان هارمونیکبا فرکانس 100 کیلوهرتز

در سمت دریافت کننده

توجه داشته باشید:بی ثباتی فرکانس (عدم تطابق) بین تجهیزات تولیدطرف های ارسال و دریافت برای گروه سیگنال اولیه (12x CFC) نباید بیشتر از 1.5 هرتز باشد.

روش اختلاف فاز

اصل عملیات:این طرح شامل دو بازو است که در ورودی و خروجی با کمک دستگاه‌های جداکننده (ID) ترکیب شده‌اند. به مدولاتور (M 2) یک بازو، سیگنال اصلی و فرکانس حامل با π/2 نسبت به سیگنال و فرکانس حامل عرضه شده به مدولاتور (M 1) بازوی دیگر به صورت تغییر فاز عرضه می شود. در نتیجه تنها یک باند جانبی در خروجی مدار نوسان می کند. مدارهای فاز (FC 1 FC FC 2) انتقال فاز π/2 را ارائه می دهند.

شرط تفکیک پذیری سیگنال های کانالدر SMEها با PRK آنها است متعامد بودن، یعنی

جایی که طیف انرژی سیگنال کانال i-ام.

مرزهای باند فرکانس اختصاص داده شده در مسیر خطی برای سیگنال کانال i.

پهنای طیف فرکانس سیگنال گروهی D f S با تعداد کانال های سیستم انتقال (N) تعیین می شود. عرض طیف سیگنال کانال D f i، و همچنین ویژگی های فرکانس تضعیف فیلترهای باند گذر کانال KPF-1، KPF-2، KPF-n.

فیلترهای متقاطع تضعیف باند کم ( آوریل) و مقدار تضعیف مورد نیاز در محدوده حفظ موثر ( apod). بین این باندها نوارهای فیلتر کننده فیلترهای متقاطع وجود دارد. بنابراین، سیگنال های کانال باید با شکاف های محافظ (D fz) که مقادیر آن نباید از باندهای فیلتر کمتر باشد.

از این رو، عرض سیگنال گروهرا می توان با فرمول تعیین کرد

دی f گرم= ن×(D فی+ دی f)

از آنجایی که تضعیف فیلترهای متقاطع در باند توقف محدود است ( apod، در این صورت جداسازی کامل سیگنال های کانال امکان پذیر نیست. در نتیجه وجود دارد متقابل.

در تلفن مدرن MSP، هر CFC دارای باند فرکانسی 4 کیلوهرتز است، اگرچه طیف فرکانسی ارسالی سیگنال های صوتیمحدود به باند از 300 تا 3400 هرتز، یعنی. عرض طیف 3.1 کیلوهرتز است. بین باندهای فرکانس کانال های مجاور، فواصل با عرض 0.9 کیلوهرتز وجود دارد که برای کاهش سطح تداخل متقابل در هنگام فیلتر سیگنال طراحی شده است. این بدان معنی است که تنها حدود 80 درصد از پهنای باند پیوند ارتباطی به طور مؤثر در سیستم های ارتباطی چند کانالی با تقسیم فرکانس سیگنال ها استفاده می شود. علاوه بر این، لازم است از درجه بالایی از خطی بودن کل مسیر سیگنال گروه اطمینان حاصل شود.

شکل - نمودار ساختاری تجهیزات سازند

مبحث 5. روش های جداسازی کانال

5.1 روش های جداسازی کانال: فضایی، خطی (فرکانس، زمان)، بر اساس شکل. شرایط جداسازی خطی کانال ها. حامل های سیگنال و مدولاسیون پارامترهای آنها.

5.2 سیستم های مخابراتی چند کاناله با تقسیم فرکانس کانال ها. روش های تشکیل سیگنال کانال

5.3 سیستم های مخابراتی چند کاناله با تقسیم زمانی کانال ها. تحلیل تطبیقیروش های مدولاسیون پالس آنالوگ

سیستم های انتقال با تقسیم زمانی کانال ها.

ساخت سیستم های انتقال با تقسیم زمانی کانال ها (TSD). قضیه کوتلنیکوف. انواع مدولاسیون پالس تحلیل مقایسه ای انواع مدولاسیون پالس و دامنه آنها.

ایده تقسیم زمانی کانال ها این است که عناصر سیگنال اولیه متعلق به کانال i در فواصل زمانی غیر همپوشانی و بدون سیگنال های کانال های دیگر در یک خط مشترک منتقل می شوند.

بیشتر سیگنال های اولیه آنالوگ (پیوسته) هستند و ایده TRC نیاز به عملیات نمونه برداری را تعیین می کند.

این عملیات مطابق با قضیه کوتلنیکف انجام می شود. به صورت زیر فرموله شده است: هر سیگنال پیوسته زمانی با طیف محدود فرکانس را می توان با دنباله ای از نمونه های آن (مقادیر لحظه ای) که در یک بازه زمانی گرفته شده اند نشان داد:

تی دی = 1/F دی ، اف دی ≥ 2F ب .

به هر سیگنال بازه زمانی خاص خود داده می شود.

عملیات نمونه برداری با استفاده از کلیدهای الکترونیکی کانال انجام می شود

برنج. 8.1. نمودار ساختاری یک سیستم انتقال تقسیم زمان

فاصله زمانی بین نزدیکترین پالس های سیگنال گروه تی کزمان اسلات یا زمان (Time Slot) نامیده می شود. از اصل ترکیب زمانی سیگنال ها نتیجه می گیرد که انتقال در چنین سیستم هایی به صورت چرخه ای انجام می شود ، یعنی به صورت دوره ای در قالب گروه هایی از ن گرم = N + nتکانه ها، کجا ن- تعداد سیگنال های اطلاعاتی n- تعداد سیگنال های سرویس (پالس های همگام سازی - IS، اینترکام، کنترل و تماس ها). سپس مقدار فاصله کانال:

Δt ک = تی دی /ن گرم .

شکل 8.2. به توضیح روش تقسیم زمانی کانال ها.

با تقسیم زمانی کانال ها، انواع مدولاسیون زیر امکان پذیر است:

1.AIM - مدولاسیون دامنه پالس.

2.PWM - مدولاسیون عرض پالس.

3.PIM - مدولاسیون فاز پالس.

4.PFM - مدولاسیون فرکانس پالس.

با AIM، توالی دوره ای پالس ها مطابق با تغییر سیگنال تعدیل کننده تغییر می کند. متمایز کردن (AIM -1) مدولاسیون دامنه- پالس از نوع اول (با آن، بالای پالس ها مطابق با سیگنال تعدیل کننده تغییر می کند) با مدولاسیون دامنه (AIM -2) از نوع دوم، بالای پالس ها صاف و برابر با دامنه پالس در لحظه نمونه برداری است. هنگامی که نسبت پالس بیش از ده باشد، تفاوت بین AIM-1 و AIM-2 ناپدید می شود. مدولاسیون AIM به راحتی قابل پیاده سازی است، اما دارای ایمنی کم نویز است، زیرا هر گونه تداخل دامنه پالس را تغییر می دهد و شکل سیگنال بازیابی شده را مخدوش می کند. AIM معمولاً به عنوان یک نوع متوسط ​​مدولاسیون هنگام تبدیل سیگنال آنالوگ به دیجیتال استفاده می شود.

با PWM، طیف سیگنال بسته به مدت زمان سیگنال تغییر می کند. حداقل سطح سیگنال مربوط به حداقل مدت زمان پالس و بر این اساس، حداکثر طیف سیگنال است.

در این مورد، دامنه پالس ها بدون تغییر باقی می ماند. با PWM یک طرفه (OSWM)، تغییر مدت زمان تنها با حرکت رخ می دهد

یکی از جلو یا عقب. با PWM دو طرفه، تغییر مدت زمان نسبت به نقطه ساعت رخ می دهد. روش انتقال مقاوم تر در برابر نویز در مقایسه با AIM. برای خلاص شدن از اعوجاج دامنه، از یک محدود کننده دامنه استفاده می شود. PWM در SMEهای ارتباطات رادیویی ضربه ای و همچنین در برخی از سیستم های تله متری رادیویی، کنترل از راه دور و سیستم های مکانیک از راه دور استفاده می شود.

PPM نوعی مدولاسیون پالس زمانی است.

انواع مختلفی از FIM وجود دارد

PIM از نوع اول با آن، تغییر زمانی پالس ها متناسب با مقدار سیگنال تعدیل کننده در لحظه ظاهر شدن پالس است. مدولاسیون پالس FIM-2 که در آن شیفت زمانی متناسب با مقدار سیگنال تعدیل کننده در نقاط ساعت است. معمولاً از PIM-2 استفاده می شود. با مقادیر منفی سیگنال تعدیل کننده، پالس ها به سمت چپ و با مقادیر مثبت به سمت راست منتقل می شوند.

در تجهیزات با روش‌های مدولاسیون TRC و آنالوگ، FIM بیشترین استفاده را داشته است، زیرا در هنگام استفاده از آن، می‌توان با محدود کردن پالس‌ها در دامنه در دو طرف، اثر تداخلی نویز افزایشی و تداخل را کاهش داد و همچنین تطبیق بهینه را نیز انجام داد. مدت زمان ثابت پالس با پهنای باند کانال. در سیستم های انتقال با VRC است که FIM عمدتا استفاده می شود.

با PFM، نرخ تکرار پالس بسته به دامنه سیگنال تعدیل کننده تغییر می کند.

سوالاتی برای خودکنترلی

1. قضیه کوتلنیکف چگونه به نظر می رسد؟

2. چرا قضیه کوتلنیکف فقط برای سیگنال های پیوستهطیف محدود؟

3. AIM-1 و AIM-2 چیست، تفاوت آنها چیست؟

4. PWM - مدولاسیون، راه هایی برای پیاده سازی مزایا و معایب؟

5. FIM - مدولاسیون، راه هایی برای پیاده سازی مزایا و معایب؟

6. تعیین فیلترهای پایین گذر روشن در ورودی مدولاتورهای دامنه پالس کانال.

7. تعیین فیلترهای پایین گذر روشن در خروجی سلکتورهای کانال.

8. نیاز به عملکرد همزمان مدولاتورهای دامنه- پالس کانال و انتخابگرهای کانال.

سخنرانی 6 روش های تقسیم کد

(چند پلکسی و دسترسی چندگانه)؛ پاصل و ویژگی اصلی CDMA ; طیف گسترش مستقیم؛ مترچند کاناله گسترش طیف; پرش طیف; پرش طیف; پترتیب عبور داده های صوتی در ایستگاه سیار تا زمانی که روی آنتن ارسال شود; اوه تکامل سیستم های ارتباط سلولی با استفاده از فناوری CDMA.

6.1 طبقه بندی سیستم های انتقال با استفاده از یک منبع واحد

هر سیگنالی یک باند فرکانسی مشخص را اشغال می کند، برای مدتی وجود دارد، انرژی محدودی دارد و در منطقه خاصی از فضا منتشر می شود. مطابق با این، چهار نوع منبع کانال متمایز می شود: فرکانس، زمانی، انرژی و فضایی.

مسئله استفاده موثرمنبع کانال مشترکبدلیل نیاز به اطمینان از ارتباط در شرایط ناهموار و غیرقابل پیش بینی درخواست های مصرف کننده در طول زمان تشدید شده است. هنگام تصمیم گیریاین مشکلات از روش های مالتی پلکس و دسترسی چندگانه استفاده می کنند. مفاهیم "چند پلکسی" و "دسترسی چندگانه" از این جهت مشابه هستند که شامل توزیع یک منبع بین کاربران می شود. در عین حال، تفاوت های قابل توجهی بین آنها وجود دارد.در مالتی پلکس کردنمنبع کانال ارتباطی از طریق توزیع می شودتجهیزات ترمینال عمومی، تشکیل سیگنال گروه S Σ (t ) . در دسترسی چندگانه, S Σ (t ) در نتیجه شکل گرفته استجمع بندی سیگنالکاربران به طور مستقیمدر کانال (شکل 6.1 ). در این شکلIS منبع پیام، TX فرستنده، RRP گیرنده، PS گیرنده پیام است). دسترسی چندگانه برای کانال های ماهواره ای، کانال های رادیویی، کانال ها ارتباطات سیار.

شکل 6.1 - سیستم انتقال دسترسی چندگانه

م مالتی پلکس بر اساس سخت افزار رایج است،آ دسترسی چندگانه (MA) از رویه های خاصی (پروتکل) استفاده می کند که با استفاده از نرم افزار ذخیره شده در حافظه هر ترمینال پیاده سازی شده است. روی عکس unke 6. 2 روش های چندگانه سازی را ارائه می دهد.

در بیشتر موارد برایمالتی پلکس کردنکانال، یک منبع پیام یک سیگنال خاص به نام سیگنال کانال اختصاص داده شده است. سیگنال های کانال مدوله شده با پیام ترکیب می شوند تا یک سیگنال گروهی را تشکیل دهند. S گرم (t) . اگر عملیات اتحاد خطی باشد، پس S gr (t) \u003d S Σ (t) . یک سیگنال گروه خطی خواهد بود. معمولاً با جمع خطی سیگنال های کانال مدوله شده تشکیل می شود.

برنج unok 6. 2 - روش های چند پلکسی

در سیستم های به اصطلاح فشرده سازی ترکیبی، یک سیگنال گروهی با استفاده از یک پردازش منطقی خاص (غیر خطی) تشکیل می شود که در نتیجه هر عنصر سیگنال تولید شده اطلاعات (ترکیبی از نمادها) را از تمام IC ها نمایش می دهد. . نمونه کلاسیک چنین سیستمی سیستم تلگراف دو فرکانس است. چهار فرکانس برای انتقال چهار ترکیب از نمادها در دو کانال استفاده می شود: f 1 - 00، f 2 - 01، f 3 - 10، f 4 - 11.

جداکننده گروه خط S Σ (t) مجموعه ای از مدارهای انتخابی خطی است که هر یک فقط سیگنال کانال خود را انتخاب می کند و در حالت ایده آل، اصلاً به سیگنال های کانال دیگر واکنش نشان نمی دهد. برای اجرای چنین جداسازی ایده آلی، لازم و کافی است که سیگنال های کانال مدوله شده مجموعه ای از سیگنال های مستقل خطی را تشکیل دهند. معمولاً از مجموعه سیگنال های متعامد به عنوان سیگنال استفاده می شود.

در کلاس مالتی پلکس خطی، با توجه به نوع وجه تمایز سیگنال کانال، تقسیم زمانی کانال ها (TDM)، تقسیم فرکانس (FDM) و تقسیم کانال ها به صورت سیگنال به نام تقسیم کد کانال ها (CDC) ) متمایز می شوند. به جای اصطلاح «جداسازی» از اصطلاح «مهر» نیز استفاده می شود. با FDM، باند فرکانس کانال مشترکΔf به چند باند باریک تقسیم می شودΔfi که هر کدام یک کانال IS را تشکیل می دهند. با VRK، کل گروهΔf در فواصل منظم ارائه می شود منابع مختلفبرای ارسال پیام در QKD، هیچ تقسیمی از کانال مشترک بین IS وجود ندارد، نه از نظر فرکانس و نه از نظر زمان. سیگنال‌های کانال آی‌سی‌های مختلف که از نظر زمان و فرکانس همپوشانی دارند، به دلیل تفاوت در شکل، متعامد باقی می‌مانند که جدایی آنها را تضمین می‌کند.

ترکیبی از این روش ها امکان پذیر است. بنابراین، در ارتباطات سیار به عنوان یک روشدسترسی چندگانهترکیبات پرکاربرد FDC و CRC، CRC و CRC. در ترکیب اول، هر کانال فرکانس برای بازه های زمانی مشخص در اختیار چند کاربر قرار می گیرد. با ترکیب دوم در باند فرکانسΔf کانال هایی را با تقسیم زمانی تشکیل دهید که بر اساس اصول QKD در اختیار چندین کاربر قرار می گیرد.

هنگام سازماندهی انتقال اطلاعات چند کاناله، سیگنال های کانال را می توان به روشی از پیش تعیین شده بین منابع پیام توزیع کرد. به چنین آب بندی، آب بندی کانال ثابت می گویند. مربوط به او سیستم چند کانالهانتقال نیز یک سیستم با نامیده می شودکانال های اختصاص داده شده. چنین سازماندهی انتقال اطلاعات چند کانالی نیز ممکن است، زمانی که سیگنال های کانال از قبل بین منابع توزیع نشده باشند، اما در صورت نیاز به هر منبع اختصاص داده می شوند. به چنین مهری مهر با می گویندکانال های شل. بدیهی است برای تفکیک صحیح کانال ها در سیستم های دارای کانال های غیر اختصاصی، لازم است به نحوی اطلاعات آدرس به سمت گیرنده مخابره شود.

مفاهیم و تعاریف اساسی معرفی شده برایچند کاناله سیستم ها برای سیستم ها نیز قابل اجرا هستنددسترسی چندگانه(MD) . تا به امروز، تعداد زیادی از روش های مختلف MD مطالعه و پیشنهاد شده است. آنها در نحوه تخصیص منبع کانال مشترک (ثابت یا پویا)، در ماهیت فرآیندهای تصمیم گیری (متمرکز یا توزیع شده)، و در درجه ای که حالت دسترسی با شرایط متغیر تطبیق داده می شود، متفاوت هستند.

دسترسی چندگانه برای کانال های ماهواره ای (در این مورد از اصطلاح "دسترسی چندگانه" استفاده می شود)، کانال های رادیویی (ارتباط رادیویی بسته)، کانال های ارتباطی سیار و همچنین برای خطوط تلفن چند نقطه ای، شبکه های محلی معمول است.

تمام روش های DM موجود را می توان گروه بندی کرد و روش مدیریت توزیع منبع کانال مشترک را می توان به عنوان مبنای طبقه بندی انتخاب کرد (شکل 1). Unok 6. 3).

برنج unok 6. 3 - روش های دسترسی چندگانه

پروتکل های دسترسی تصادفیبا DM تصادفی، کل منبع کانال ارتباطی به عنوان یک کانال نشان داده می شود که دسترسی به آن به طور تصادفی رخ می دهد، در نتیجه برخورد بسته های اطلاعات ارسال شده امکان پذیر است. از خبرنگاران دعوت می شود تا دنباله خاصی از اقدامات را برای حل تعارض انجام دهند. هر کاربر می تواند به صورت اختیاری داده ها را بدون مذاکره صریح با سایر کاربران به کانال ارسال کند. وجود بازخورد به خبرنگاران در حال تعامل اجازه می دهد تا عبور اطلاعات ارسال شده را کنترل کنند.

دو گزینه برای اجرای استراتژی دسترسی تصادفی وجود دارد: بدون سنجش حامل و با سنجش حامل.

دسترسی تصادفیبدون سنجش حاملاین واقعیت شامل این واقعیت است که در صورت نیاز به انتقال داده ها، پایانه کاربر بلافاصله شروع به ارسال بسته ها می کند. از آنجایی که بسته ها با یکدیگر هماهنگ نیستند، می توانند همپوشانی داشته باشند که باعث تداخل متقابل می شود. هنگامی که چنین برخوردی رخ می دهد، که توسط یک سیگنال بازخورد تایید می شود، پایانه ها بسته های خراب را دوباره ارسال می کنند. به منظور جلوگیری از تکرار برخورد، فواصل زمانی قبل از شروع ارسال مجدد در هر پایانه به طور تصادفی انتخاب می شود.

دسترسی تصادفیبا حس حاملبه معنای توانایی کنترل انتقال اطلاعات توسط سایر خبرنگاران است. در غیاب انتقال داده ها، شکاف های زمانی خالی برای انتقال اطلاعات موجود است. در صورت برخورد، کاربران ارسال بسته ها را با فاصله زمانی به تاخیر می اندازندΔt . در حال حاضر دو نوع پروتکل وجود دارد:پایدار و ناپایدار. تفاوت در این واقعیت است که در حالت اول، کاربران اجسام متحرک، با تشخیص برخورد، بلافاصله و در حالت دوم، پس از یک بازه زمانی مشخص، انتقال را آغاز می کنند.

پروتکل های پین کردن منابع ثابت شدارائه کانال تخصیص استاتیکمنبع کانال بین کاربران معمول ترین نمایندگان این نوع پروتکل ها دسترسی چندگانه تقسیم فرکانس (FDMA)، دسترسی چندگانه تقسیم زمانی (TDMA)، دسترسی چندگانه تقسیم کد (CDMA) هستند.

پین کردن منبع پیوند ثابت نمی تواند نیازهای متغیر کاربران شبکه را برآورده کند. کنترل شدید دارد

مواد و روش ها تخصیص منابع در صورت تقاضابه شما این امکان را می دهد که از شر کاستی های ذاتی روش های فوق خلاص شوید، اما به اطلاعات دقیق و واضح در مورد نیازهای کاربران شبکه نیاز دارید. بر اساس ماهیت فرآیندهای تصمیم گیری، روش های تخصیص منابع بر اساس تقاضا به دو دسته تقسیم می شوندمتمرکزو توزیع شد.

متمرکزروش‌های تخصیص منبع بر اساس تقاضا با وجود درخواست‌های انتقال از پایانه‌های منبع پیام مشخص می‌شوند. تصمیم برای اعطای منبع توسط ایستگاه مرکزی گرفته می شود. پروتکل‌های مربوطه با وجود کانال‌های افزونگی که به شدت به هر شی متحرک اختصاص داده شده و وجود یک ایستگاه کنترل مرکزی متمایز می‌شوند. پروتکل ها مشخص می شوند ارزش بالاضریب استفاده از پهنای باند ایستگاه پایه، با این حال، آنها برای کنترل خرابی های سیستم حیاتی هستند.

توزیع شده است روش‌های تخصیص منابع بر حسب تقاضا از این جهت متفاوت است که همه کاربران عملیات مشابهی را بدون استفاده از کمک ایستگاه مرکزی انجام می‌دهند و از یک ایستگاه اضافی استفاده می‌کنند. اطلاعات خدماتکه با یکدیگر مبادله می شوند. همه الگوریتم های دارای کنترل توزیع شده نیازمند تبادل اطلاعات کنترلی بین کاربران هستند. پروتکل ها با تخصیص صلب کانال های افزونگی به یک شی متحرک مشخص می شوند. در همان زمان، هر شیء دارای جدولی از تخصیص کانال های درخواست است، بنابراین، هر شی تلفن همراه در هر زمان اطلاعاتی در مورد وضعیت کل شبکه دارد.

ترکیب شدهمواد و روش ها ترکیبی از روش‌های تخصیص منابع قبلی هستند، و استراتژی‌هایی را پیاده‌سازی می‌کنند که در آن انتخاب روش برای آنها سازگار است کاربران مختلفبه منظور به دست آوردن ویژگی های منبع کانال مورد استفاده که نزدیک به بهینه هستند. به عنوان معیار بهینه بودن، به عنوان یک قاعده، ضریب استفاده از ظرفیت کانال در نظر گرفته می شود. بر اساس پروتکل های این نوع، پارامترها با شرایط خاص در شبکه تنظیم می شوند.

بنابراین، هر یک از روش های در نظر گرفته شده برای تخصیص منابع دارای مزایا و معایبی است. در عمل، توصیه می شود که کل مجموعه روش ها را داشته باشید و تحت تغییرات خاصی در شرایط عملیاتی، یک انتقال تطبیقی ​​از یک روش به روش دیگر انجام دهید.

6.2 اصل و ویژگی اصلی CDMA

محبوب اصل عملکرد سیستم های ارتباط سلولی (CCS) با تقسیم کد کانال ها را می توان به صورت زیر توضیح داد.من یک نمونه ام . فرض کنید شما نشسته ایداتاق انتظار ایستگاه. در هر تصویری دو نفر هستند یک زوج در حال صحبت با یکدیگر زبان انگلیسی، دیگری به روسی ، سومی به آلمانی و غیره.بنابراین در سالن همه همزمان با هم صحبت می کنندکه در همان محدوده فرکانس (گفتار از 3 کیلوهرتز تا 20 کیلوهرتز)، در حالی که شما با حریف خود صحبت می کنید، فقط او را می فهمید، اما همه را می شنوید.

اصول تقسیم کد کانال های ارتباطی CDMAمبتنی بر استفاده از سیگنال‌های باند پهن (WBS) هستند، که پهنای باند آن به طور قابل‌توجهی از پهنای باند مورد نیاز برای پیام‌رسانی معمولی، مانند سیستم‌های تقسیم فرکانس باند باریک (FDMA) فراتر می‌رود. ویژگی اصلی SPS این استپایه سیگنال، به عنوان حاصلضرب عرض طیف آن تعریف می شوداف برای مدت آنتی :

B= F*T

در نتیجه ضرب سیگنال منبع نویز شبه تصادفی با سیگنال اطلاعات، انرژی دومی در یک باند فرکانسی گسترده توزیع می شود، یعنی طیف آن گسترش می یابد. در دستگاه های رادیویی ساخته شده استایکس توسط فناوری طیف گسترده(گسترش طیف)،گسترش طیف سیگنال ارسالی با استفاده از یک دنباله شبه تصادفی (Pseudorandom Number، PN) انجام می شود که الگوریتم توزیع را مشخص می کند.هر گیرنده برای رمزگشایی پیام باید دنباله کدگذاری را بداند. دستگاه هایی با PN های مختلف عملاً یکدیگر را نمی شنوند. از آنجایی که قدرت سیگنال در یک باند گسترده توزیع می شود، سیگنال خود در نویز "مخفی" است و از نظر ویژگی های طیفی آن نیز شبیه نویز در یک کانال رادیویی است.

روش انتقال پهنای باند به طور مفصل توسط K. Shannon توضیح داده شده است، که مفهوم ظرفیت کانال را معرفی کرد و رابطه ای بین امکان انتقال بدون خطا اطلاعات از طریق یک کانال با نسبت سیگنال به نویز معین و باند فرکانس برقرار کرد. برای انتقال اطلاعات اختصاص داده شده است. برای هر نسبت سیگنال به نویز معین، با افزایش پهنای باند موجود برای انتقال اطلاعات، نرخ خطای انتقال پایینی به دست می آید.

در سیستم های ارتباطی دیجیتال که اطلاعات را به شکل انتقال می دهند کاراکترهای باینری، مدت زمان NPSتی و نرخ پیامبا مربوط به نسبت T = 1/C . بنابراین، پایه سیگنال B=F/C گسترش طیف NLS را مشخص می کند (S shps ) نسبت به طیف پیام.عرض طیف با حداقل مدت پالس تعیین می شود ( t 0)، یعنی F \u003d 1 / t 0 و B \u003d T / t 0 \u003d F / Δ f (Δ f عرض طیف است سیگنال اطلاعات).

گسترش طیف فرکانس پیام های دیجیتال ارسالی را می توان با روش های مختلف و/یا ترکیب آنها انجام داد. ما موارد اصلی را لیست می کنیم:

1. گسترش مستقیم طیف فرکانس ( DSSS-CDMA)؛
2. با طیف گسترده چند کاناله(MC-CDMA)
3. پرش فرکانس حامل ( FHSS-CDMA).

6. 3 طیف گسترده مستقیم - DSSS (طیف پخش توالی مستقیم)

کانال های ترافیکی با استفاده از این روش جداسازی رسانه ایجاد می شوندخوردن سیگنال رادیویی با کد مدوله شده باند پهن -شبیه سر و صدا سیگنالی که به یک کانال مشترک برای سایر فرستنده های مشابه، در یک محدوده فرکانس وسیع منفرد ارسال می شود. در نتیجه عملکرد چندین فرستنده، هوا در یک محدوده فرکانس مشخص حتی بیشتر شبیه نویز می شود. هر فرستنده سیگنال را با استفاده از اختصاص داده شده خود مدوله می کند این لحظههر کاربر یک عدد جداگانهکد یک گیرنده روی کد مشابهی تنظیم شده است، شمااز کل سیگنال رادیویی تقسیم می شود قطعه ای که برای این گیرنده در نظر گرفته شده است. به صراحت گم شده استموقت یا مکرر جداسازی کانال، هر مشترک دائماً از کل عرض کانال استفاده می کند، سیگنالی را در محدوده فرکانسی مشترک ارسال می کند و سیگنالی را از محدوده فرکانسی مشترک دریافت می کند. که در آن کانال های باند پهندریافت و ارسال در باندهای فرکانسی متفاوتی هستند و تداخلی با یکدیگر ندارند. باند فرکانسی یک کانال بسیار وسیع است،گفتگو مشترکین بر روی یکدیگر قرار می گیرند، اما از آنجایی که کدهای مدولاسیون سیگنال آنها متفاوت است، می توان آنها را با سخت افزار و نرم افزار گیرنده متمایز کرد.

تکنیک ها گسترش طیفبه شما این امکان را می دهد که توان عملیاتی را با قدرت سیگنال ثابت افزایش دهید. داده های ارسالی با یک سیگنال شبه تصادفی شبیه نویز سریعتر با استفاده از یک عملیات OR متقابلاً منحصر به فرد ترکیب می شوند.(xor - مدول اضافه 2) (شکل 6.4). سیگنال داده با عرض پالس Tb با عملیات OR ترکیب شده است(ماژول 2 اضافه شد)با یک کد سیگنال که مدت زمان پالس آن برابر است T c (عرض پهنای باندمتناسب 1/T، جایی که T - زمان ارسال یک بیت)، بنابراین پهنای باند سیگنال داده برابر است 1/ T b و پهنای باند سیگنال دریافتی است 1/ T c. از آنجایی که T c بسیار کمتر از T b است ، پهنای باند سیگنال دریافتی بسیار بزرگتر از سیگنال داده ارسالی اصلی است. مقدار T b / T c پایه سیگنال است و تا حدی حد بالایی تعداد کاربران پشتیبانی شده توسط ایستگاه پایه را در یک تعیین می کندبه طور موقت .

شکل 6.4 - کدگذاری کد سیگنال گسسته(حوزه زمانی)

در با استفاده از روش DSSS-CDMA سیگنال باند باریک (شکل. Unok 6.5 ) در یک دنباله شبه تصادفی (PRS) با دوره تکرار ضرب می شودتی، از جمله N مدت زمان توالی بیتبه هر کس. در این حالت، پایه NPS از نظر عددی برابر با تعداد عناصر PSS است B \u003d N * t 0 / t 0 \u003d N.

تصویر 6.5 - بلوک دیاگرام کد نویسیو طیف سیگنال

بنابراین، برای یک تغییر فاز حاملدر طول دستکاری فازجریان بیت سریع استفاده می شود. پهنای باند به طور مصنوعی با افزایش نرخ داده (افزایش تعداد بیت های ارسالی) گسترش می یابد.این کار با جایگزینی هر بیت اطلاعات با یک انفجار ده بیتی یا بیشتر انجام می شود.به نام "تراشه". در همان زمان، باند فرکانس نیز به طور متناسب گسترش می یابد. چنین توالی بیتی نامیده می شودنویز مانند یا PN . این دنباله های دوتایی به طور خاص به گونه ای تولید می شوند که تعداد صفر و یک در آنها تقریباً برابر است. هر یک از بیت های صفر جریان اطلاعات با یک کد PN و بیت های صفر با یک کد PN معکوس جایگزین می شوند. این مدولاسیونتماس گرفت مدولاسیون با وارونگی بیت این اختلاط منجر به یک سیگنال PN می شود.. در همبسته، یک کد PN غیر معکوس که دقیقاً با کد PN محلی مطابقت دارد، کمی اطلاعات تولید می کند. 0 ". در همان زمان، دنباله مربوط به " 1 "، منجر به تکمیل می شودتزیینات ، از آنجایی که کد PN برای این بیت اطلاعات معکوس شده است. بنابراین، همبسته یک جریان از یک ها برای دنباله PN معکوس و یک جریان صفر برای یک غیر وارونه تولید می کند که به معنای بازیابی اطلاعات ارسال شده است. گاهی اوقات از یک تغییر فاز 180 درجه ای برای انتقال جریان بیت حاصل استفاده می شود که به آن کلید زنی باینری فاز (BPSK) می گویند. یا (اغلب) انتقال توسط کلیدهای تغییر فاز چهارگانه (QPSK) اجرا می شود، یعنی دو بیت (عددی از 0 تا 4) که توسط چهار شیفت فاز مختلف فرکانس حامل کدگذاری می شوند، به طور همزمان ارسال می شوند. فرستنده ای با یک کد PN نمی تواند دقیقا همان باندهای جانبی (مولفه های طیفی) فرستنده دیگر را با استفاده از کد PN متفاوت تولید کند.

دریافت NPS توسط یک گیرنده بهینه انجام می شود که برای یک سیگنال با یک طبقه انجام می شود ness پارامترهای شناخته شده انتگرال همبستگی را محاسبه می کند

z =∫ x (t ) u (t ) dt ,

جایی که x(t) - سیگنال ورودی که مجموع سیگنال مفید است u (t) و تداخل n (t) (در مورد نویز سفید). سپس مقدار z در مقایسه با آستانهز . مقدار انتگرال همبستگی با استفاده از یک همبسته یا یک فیلتر همسان پیدا می شود. همبسته با ضرب آن در کپی مرجع، طیف سیگنال ورودی باند پهن را فشرده می کند. u(t) به دنبال آن فیلتر، که منجر به بهبود نسبت سیگنال به نویز در خروجی همبسته می شود. AT بار نسبت به ورودی

افزایش سیگنال به نویز حاصل در خروجی گیرنده تابعی از نسبت پهنای باند سیگنال پهنای باند به سیگنال باند پایه است: هرچه گسترش بیشتر باشد، بهره بیشتر است. در حوزه زمان، این تابعی از نسبت نرخ بیت در کانال رادیویی به نرخ بیت سیگنال اطلاعات زیربنایی است. برای استاندارد IS-95(استاندارد اول CDMA) نسبت 128 استبار، یا 21 دسی بل. این به سیستم اجازه می دهد تا با سطوح تداخل تا 18 دسی بل بالاتر از سیگنال مورد نظر کار کند، زیرا پردازش سیگنال در خروجی گیرنده تنها به 3 دسی بل سطح سیگنال بالاتر از سطح تداخل نیاز دارد. در شرایط واقعی، سطح تداخل بسیار کمتر است. علاوه بر این، گسترش طیف سیگنال (تا 1.23 مگاهرتز) را می توان به عنوان یک کاربرد تکنیک های تنوع فرکانس دریافت در نظر گرفت. سیگنال در حین انتشار در مسیر رادیویی به دلیل ماهیت چند مسیری انتشار در معرض محو شدن است. در حوزه فرکانس، این پدیده را می توان به عنوان اثر یک فیلتر ناچ با پهنای باند ناچ متغیر (معمولاً بیش از 300 کیلوهرتز) نشان داد. در استاندارد AMPS(استاندارد موبایل آنالوگ)این مربوط به سرکوب ده کانال است و در سیستم CDMA فقط حدود 25٪ از طیف سیگنال سرکوب می شود که هیچ مشکل خاصی در بازیابی سیگنال در گیرنده ایجاد نمی کند.(شکل 6.6). در استاندارد AMPS پهنای باند یک کانال 30 کیلوهرتز، اینچ GSM - 200 کیلوهرتز).

شکل 6.6 - تاثیر تداخل باند باریک (الف) و محو شدن (ب) بر سیگنال پهنای باند.

به شدت دارایی مفیددستگاه های DSSS در این واقعیت نهفته است که به دلیل سطح توان بسیار پایینخود سیگنال آنها عملا هستندبا دستگاه های رادیویی معمولی تداخل نداشته باشید(باند باریک قدرت بالا) ، زیرا این دومی سیگنال پهن باند را برای نویز در محدوده قابل قبول می گیرد.از طرف دیگر - دستگاه های معمولی با دستگاه های باند پهن تداخلی ندارند، زیرا سیگنال های پرقدرت آنها هر کدام فقط در کانال باریک خود "نویز" می کنند و نمی توانند کل سیگنال پهن باند را از بین ببرند. انگار با یک مداد نازک، اما یک نامه بزرگ نوشته شده با یک قلم نمدی پررنگ سایه می اندازد - اگر ضربه ها در یک ردیف نباشند، می توانیم نامه را بخوانیم.

در نتیجه می توان گفت که استفاده از فناوری های باند پهن امکان استفاده از همان قسمت از طیف رادیویی را فراهم می کند.دو برابر - دستگاه های باند باریک معمولی و "در بالای آنها" - پهنای باند.

خلاصه، ما می توانیم موارد زیر را برجسته کنیدمهم ویژگی های فناوری SHPS، با توجه به حداقلبرای روش توالی مستقیم:

پ ایمنی سر و صدا;

کم اهمیت تداخل با دستگاه های دیگر;

به محرمانه بودن پخش;

اوه اقتصاد در تولید انبوه;

که در توانایی استفاده مجدد از همان قسمت از طیف.

6.4 چند کاناله گسترش طیف MC-CDMA (چند حامل)

این روشیک نوع DSSS است. در سال 1993، موسسه فناوری ارتباطات یک طرح اشتراک گذاری همزمان جدید را معرفی کرد. طرح پیشنهادی مزایای تکنیک DS-CDMA را با مولتی پلکسینگ تقسیم فرکانس متعامد کارآمد ترکیب می کند. OFDM ). طرح اشتراک گذاری جدید به عنوان CDMA چند فرکانس ( MC-CDMA) یا به عنوان OFDM-CDMA و دارای انعطاف پذیری بالا و کارایی پهنای باند قابل مقایسه با DS-CDMA است.

در سیستم MC-CDMA بیت های پس از کدگذاری کانال به تبدیل می شوندچیپس با ضرب در توالی کد جداسازی کاربر، که برای به حداقل رساندن تداخل بین مشترکین ضروری است. برای تشکیل این کدها از توابع متعامد والش استفاده می شود. ویژگی کلیدی سیستم MC-CDMA این است که تمام تراشه های مرتبط با یک بیت کد منتقل می شوندبه صورت موازی در کانال های فرعی باند باریک، با استفاده از OFDM.

این را می توان با در نظر گرفتن این فناوری بر اساس استاندارد 802.11 تجسم کرد.(رادیو اترنت) . تصور کنید که کل باند فرکانسی "عریض" به تعداد مشخصی از کانال های فرعی تقسیم شده است - (طبق استاندارد 802.11 - 11 کانال). هر بیت از اطلاعات ارسال شده، طبق الگوریتم خاصی، به دنباله ای 11 بیتی تبدیل می شود، این 11 بیت به طور همزمان و به صورت موازی با استفاده از هر 11 کانال فرعی ارسال می شوند. هنگام دریافت، دنباله بیت های دریافتی با استفاده از الگوریتم مشابه رمزگذاری رمزگشایی می شود. یک جفت گیرنده-فرستنده دیگر ممکن است از الگوریتم رمزگذاری-رمزگشایی متفاوتی استفاده کند و ممکن است تعداد زیادی از این الگوریتم های مختلف وجود داشته باشد.

نتیجه آشکار استفاده از این روش محافظت از اطلاعات ارسالی در برابر استراق سمع است (گیرنده "خارجی" از الگوریتم متفاوتی استفاده می کند و نمی تواند اطلاعات را از فرستنده خود رمزگشایی کند). اما یکی دیگر از ویژگی های روش توصیف شده مهم تر است. این در این واقعیت نهفته است که به لطف 11 برابرافزونگی انتقال را می توان کنار گذاشتسیگنال قدرت بسیار کم(در مقایسه با سطح قدرت سیگنال هنگام استفاده از فناوری باند باریک معمولی)،بدون افزایش اندازه آنتن ها. در این مورد، نسبت سطح سیگنال ارسالی به سطحسر و صدا ، (یعنی تداخل تصادفی یا عمدی)، به طوری که سیگنال ارسال شده در حال حاضر، همانطور که بود، در نویز عمومی قابل تشخیص نیست. اما به لطف افزونگی 11 برابری، دستگاه دریافت کننده همچنان می تواند آن را تشخیص دهد. این هستتقریباً مشابهدر 11 برگ نوشته شده است همان کلمه و برخیورق ها معلوم شد که با دست خطی ناخوانا نوشته شده است، برخی دیگر نیمه پاک شده یا روی یک تکه کاغذ سوخته - اما با این حال، در بیشتر موارد، ما قادر خواهیم بود با مقایسه هر 11 نسخه مشخص کنیم که چه نوع کلمه ای است.

در این مرحله برای سیستم های MS-CDMA باند فرکانسی 1, 25 مگاهرتز به 512 زیر حامل تقسیم شده است. در آزمایش‌ها مشخص شد که نسبت به سیستم‌های DS-CDMA نسبت به مشکل «نزدیک دور» حساسیت کمتری دارند.

6.5 گسترش طیف پرش فرکانس

فرکانس حامل وارد می شودراه سوم (شکل 6.7 ، با تنظیم سریع فرکانس خروجی سینت سایزر مطابق با قانون تشکیل یک دنباله شبه تصادفی (فرکانس) انجام می شود. CDMA پراکنده طیف گسترده - FHSS-CDMA). هر فرکانس حامل و باندهای جانبی مرتبط با آن باید در پهنای باند مشخص شده توسط FCC باقی بماند.(کمیسیون ارتباطات فدرال). تنها زمانی که گیرنده مورد نظر دنباله پرش فرکانس فرستنده را بداند، گیرنده آن می تواند آن پرش های فرکانس را دنبال کند.

برنج UNO 6.7 - طیف گسترده پرش فرکانس حامل

هنگام کدگذاری بر اساس روش پرش فرکانس (FHSS)، کل باند فرکانسی اختصاص داده شده برای انتقال به تعداد مشخصی زیر کانال تقسیم می شود (طبق استاندارد 802.11، این کانال ها 79 کانال هستند). هر فرستنده در یک زمان تنها از یکی از این زیر کانال ها استفاده می کند و به طور منظم از یک زیر کانال به کانال دیگر می پرد. استاندارد 802.11 فرکانس چنین پرش هایی را ثابت نمی کند - می توان آن را در هر کشور متفاوت تنظیم کرد. این جهش ها به طور همزمان در فرستنده و گیرنده در یک توالی شبه تصادفی از پیش تعیین شده که برای هر دو شناخته شده است رخ می دهد. واضح است که بدون دانستن دنباله سوئیچینگ، دریافت انتقال نیز غیرممکن است.

جفت فرستنده و گیرنده دیگر از یک توالی سوئیچینگ فرکانس متفاوت استفاده می کند که مستقل از اولی تنظیم شده است. چنین توالی‌هایی می‌توانند در یک باند فرکانسی و در یک قلمرو خط دید (در یک "سلول") وجود داشته باشند. واضح است که با افزایش تعداد ارسال‌های همزمان، احتمال برخورد نیز افزایش می‌یابد، زمانی که مثلاً دو فرستنده به طور همزمان به فرکانس شماره 45 هر کدام مطابق توالی خود پریدند و یکدیگر را غرق کردند. برای مواردی که دو فرستنده سعی می کنند از فرکانس یکسانی در یک زمان استفاده کنند، یک پروتکل وضوح تصادم ارائه می شود که در آن فرستنده تلاش می کند تا داده ها را در فرکانس بعدی به ترتیب ارسال کند.

6 . 6 شبکه های مبتنی بر CDMA

تاریخ و مقررات عمومی

1991 - کوالکام پیش نویس استاندارد IS-95 را توسعه داد.

1993 - انجمن صنعت مخابرات (TIA) نسخه پایه IS-95 را تأیید کرد و در ژوئیه 1993 کمیسیون ارتباطات فدرال ایالات متحده (FCC) فناوری سلولی دیجیتال پیشنهادی کوالکام را به عنوان استاندارد IS-95 در مبتنی بر CDMA.

1374 - بهره برداری از اولین سیستم مخابراتی تلفن همراه تجاریبر تکنولوژی CDMA IS-95 در هنگ کنگ.

شبکه‌ها و دستگاه‌هایی که از دسترسی چندگانه تقسیم کد استفاده می‌کنند، بر اساس استانداردهای توسعه‌یافته توسط TIA ساخته شده‌اند. اصولاً اینها استانداردها هستند:

IS-95 CDMA - رابط رادیویی؛ IS-96 CDMA - خدمات صوتی.

IS-97 CDMA - ایستگاه سیار.IS-98 CDMA - ایستگاه پایه؛

IS-99 CDMA - خدمات داده.

بر اساس یک سری استانداردها، ایستگاه نسل دوم cdma One پیاده سازی شد. این ایده ها بیشتر در نسل سوم CDMA - استاندارد سیستم پهنای باند 2000 توسعه یافتند.

خدمات پایه : پ انتقال داده و صدا با سرعت های 9.6 کیلوبیت بر ثانیه، 4.8 کیلوبیت بر ثانیه، 2.4 کیلوبیت بر ثانیه; متر تلفن از راه دور; آر oaming (ملی و بین المللی); w دمیدن تماس ; پ انتقال تماس (بدون پاسخ، مشغول است); تماس کنفرانسی؛ و نشانگر پیام انتظار تماس; پست صوتی؛ تی ارسال متن و دریافت پیام.

معماری شبکه

در شکل 6. 8 یک بلوک دیاگرام کلی از شبکه رادیویی سیار سیار CDMA IS-95 ارائه شده است.

عناصر اصلی این شبکه (BTS، BSC، MSC، OMS) در ترکیب با عناصر استفاده شده در شبکه های سلولیبا تقسیم زمانی کانال ها (به عنوان مثال، GSM). تفاوت اصلی این است که شبکه CDMA IS-95 شامل دستگاه های ارزیابی کیفیت و انتخاب بلوک (SU - Selector Unit) است. علاوه بر این، برای اجرای رویه سوئیچینگ نرم بین ایستگاه های پایه که توسط کنترل کننده های مختلف (BSC) کنترل می شوند، خطوط انتقال بین SU و BSC (Inter BSC Soft handover) معرفی شده اند. در مرکز سوئیچینگ سیار (MSC)، یک مبدل رمزگذار (TCE - Transcoder Equipment) اضافه شده است که نمونه های سیگنال گفتار را، یک فرمت داده از یک تبدیل می کند. فرمت دیجیتالدر دیگری.

سیستم CDMA کوالکام برای کار در باند فرکانسی 800 مگاهرتز طراحی شده است.او است بر اساس روش ساخته شده است گسترش مستقیمطیف فرکانس ها بر اساس استفاده از 64 نوع دنباله تشکیل شده بر اساس قانون توابع والش. برای انتقال پیام های صوتی، یک دستگاه تبدیل گفتار با الگوریتم CELP با نرخ تبدیل 8000 bps (9600 bps در کانال) انتخاب شد. حالت های عملیاتی با سرعت های 4800، 2400، 1200 bps امکان پذیر است.

این استاندارد از پردازش جداگانه سیگنال های منعکس شده با تاخیرهای مختلف و اضافه وزن بعدی آنها استفاده می کند که به طور قابل توجهی تأثیر منفی اثر چند مسیری را کاهش می دهد. با پردازش جداگانه پرتوها در هر کانال دریافت کننده روی پایهایستگاه ها 4 همبسته موازی و 3 همبسته در ایستگاه سیار استفاده می شود. وجود همبسته هایی که به صورت موازی کار می کنند، اجرای یک حالت "تحویل" نرم را هنگام حرکت از سلولی به سلول دیگر ممکن می کند.

برنج unok 6. 8 - معماری شبکه CDMA

حالت "تحویل" نرم با کنترل ایستگاه سیار با دو یا چند ایستگاه پایه رخ می دهد. رمزگذار که بخشی از تجهیزات اصلی است، کیفیت دریافت سیگنال از دو ایستگاه پایه را به صورت متوالی فریم به فریم ارزیابی می کند. فرآیند انتخاب بهترین فریم به این صورت است که سیگنال حاصل را می توان با سوئیچینگ مداوم و "چسباندن" فریم های دریافتی توسط ایستگاه های پایه مختلف شرکت کننده در "تحویل" تولید کرد.

کانال های کنترل و ترافیک

در CDMA، کانال های انتقال از یک ایستگاه پایه به یک ایستگاه متحرک به جلو فراخوانی می شوند. کانال های دریافت اطلاعات از ایستگاه پایه موبایل را معکوس (Reverse) می گویند. برای پیوند برگشت، IS-95 باند فرکانسی را از 824 تا 849 مگاهرتز تعریف می کند. برای کانال مستقیم - 869-894 مگاهرتز. کانال های فوروارد و معکوس با فاصله 45 مگاهرتز از هم جدا می شوند. داده های کاربر در کانالی با پهنای باند 1.2288 مگابیت بر ثانیه بسته بندی و ارسال می شود. ظرفیت بار کانال مستقیم 128 اتصال تلفنی با سرعت ترافیک 9.6 کیلوبیت بر ثانیه است. ترکیب کانال ها در CDMA در استاندارد IS-95 در نشان داده شده استبرنج انکه 6. 9.

در استاندارد IS-95 از انواع مختلف مدولاسیون برای کانال های رو به جلو و معکوس استفاده می کند. AT کانال مستقیمایستگاه پایه با استفاده از جداسازی کانال، داده ها را به طور همزمان برای همه کاربران در سلول ارسال می کند کدهای مختلفبرای هر کاربر سیگنال خلبان نیز مخابره می شود، دارای سطح قدرت بالاتری است و به کاربران امکان همگام سازی را می دهد.یون.

برنج unok 6. 9 - کانال های کنترل و ترافیک CDMA

در جهت معکوس، ایستگاه های سیار به صورت ناهمزمان (بدون استفاده از پایلوت) پاسخ می دهند، با همان سطح توان از هر ایستگاه متحرک به ایستگاه پایه می رسد. این حالت به دلیل کنترل برق و کنترل برق مشترکین تلفن همراه از طریق کانال سرویس امکان پذیر است.

کانال های مستقیم

داده ها در کانال ترافیک رو به جلو در یک قاب 20 میلی ثانیه ای گروه بندی می شوند. داده‌های کاربر پس از پیش‌کدگذاری و قالب‌بندی برای تنظیم نرخ داده فعلی، که ممکن است متفاوت باشد، به هم متصل می‌شوند. سپس طیف سیگنال با ضرب در یکی از 64 دنباله شبه تصادفی (بر اساس توابع والش) به مقدار 1.2288 مگابیت در ثانیه گسترش می یابد. به هر مشترک تلفن همراه یک PSP اختصاص داده می شود که با کمک آنهفتم داده های وی از داده های سایر مشترکین جدا می شود. متعامد بودن SRP با کدگذاری همزمان همه کانال ها در سلول تضمین می شود (یعنی قطعات استفاده شده در هر لحظه از زمان متعامد هستند). همانطور که قبلا ذکر شد، یک سیگنال (کد) پایلوت در سیستم منتقل می شود تا ترمینال تلفن همراه بتواند ویژگی های کانال را کنترل کند، مهرهای زمانی را دریافت کند، و همگام سازی فاز را برای تشخیص منسجم فراهم کند. برای همگام سازی شبکه جهانی، این سیستم همچنین از برچسب های رادیویی GPS استفاده می کند(سیستم موقعیت جهانی) - ماهواره ها.

ترکیب کانال های مستقیم

کانال پایلوت برای ایجاد هماهنگی اولیه، کنترل سطح سیگنال ایستگاه پایه در زمان، فرکانس و فاز و شناسایی ایستگاه پایه طراحی شده است.

کانال همگام سازی (SCH) سطح انتشار سیگنال پایلوت و همچنین فاز توالی شبه تصادفی ایستگاه پایه را حفظ می کند. کانال همگام سازی سیگنال های ساعت را ارسال می کند پایانه های موبایلدر 1200 باود

کانال پخش پیام های کوتاه، کانال پیجینگ برای تماس با ایستگاه تلفن همراه استفاده می شود. تعداد کانال ها تا 7 کانال در هر سلول است. پس از دریافت سیگنال تماس، ایستگاه سیار یک سیگنال تصدیق را به ایستگاه پایه ارسال می کند. پس از آن، اطلاعات مربوط به برقراری ارتباط و تخصیص کانال ارتباطی از طریق کانال تماس پخش به ایستگاه تلفن همراه منتقل می شود. با 9600، 4800، 2400 باود کار می کند.

کانال ترافیک رو به جلو (FTCH) برای انتقال پیام های صوتی و داده ها و همچنین اطلاعات کنترلاز ایستگاه پایه تا موبایل؛ هر داده کاربر را ارسال می کند.

CDMA از دو نوع کانال برای ارائه خدمات ارتباطی مختلف استفاده می کند. اولین آنها اصلی نامیده می شود و دومی - اضافی. خدمات ارائه شده از طریق این جفت کانال به طرح ارتباطی بستگی دارد. کانال ها را می توان برای یک سرویس خاص تطبیق داد و با استفاده از هر یک از دو محدوده سرعت در اندازه های فریم مختلف کار کرد: RS-1 (1200، 2400، 4800 و 9600 bps) یا RS-2 (1800، 3600، 7200 و 14400 bps). تعیین و انتخاب نرخ پذیرش به صورت خودکار انجام می شود.

به هر کانال منطقی یک کد والش متفاوت اختصاص داده می شود، همانطور که در نشان داده شده استبرنج انکه 6.10 . در مجموع، در یک کانال فیزیکی می توان 64 کانال منطقی وجود داشته باشد، زیرا 64 دنباله والش وجود دارد که کانال های منطقی به آنها اختصاص داده شده است و طول هر یک از آنها 64 بیت است. از تمام 64 کانال:

1. اولین کد والش (W0) که کانال آزمایشی مربوط به آن است به کانال 1 اختصاص داده می شود.
2. به کانال بعدی یک کد والش سی و دوم (W32) اختصاص داده می‌شود، به هفت کانال بعدی نیز دنباله‌های والش (W1، W2، W3، W4، W5، W6، W7) اختصاص داده می‌شود که کانال‌های تماس با آنها مطابقت دارند.
3. 55 کانال برای انتقال داده از طریق کانال ترافیک مستقیم در نظر گرفته شده است.

برنج unok 6. 10 - ساختار کانال های مستقیم

ترکیب کانال های بازگشت

کانال دسترسی (ACH) به ایستگاه سیار اجازه می دهد تا زمانی که ایستگاه سیار هنوز از کانال ترافیک استفاده نمی کند، با ایستگاه پایه ارتباط برقرار کند. کانال دسترسی برای برقراری تماس ها و پاسخ به پیام های کانال صفحه بندی، دستورات و درخواست های ثبت شبکه استفاده می شود. کانال های دسترسی با کانال های تماس ترکیب می شوند (ترکیب می شوند).

کانال ترافیک معکوس (RTCH - Reverse Traffic Channel) انتقال پیام های صوتی و اطلاعات کنترلی را از ایستگاه تلفن همراه به ایستگاه پایه فراهم می کند.

ویژگی های اصلیسیستم های

محدوده فرکانس انتقال MS	824.040 - 848.860 مگاهرتز
محدوده فرکانس انتقال BTS	869.040 - 893.970 مگاهرتز
بی تی اس جیتر حامل نسبی	+/- 5*10 -8
ناقل نسبی MS	+/- 2,5*10 -6
نوع مدولاسیون فرکانس حامل	QPSK (BTS)، O-QPSK (MS)
عرض طیف سیگنال ساطع شده:- 3 دسی بل 40 دسی بل	1.25 مگاهرتز 1.50 مگاهرتز
تابع M فرکانس ساعت SNR	1.2288 مگاهرتز
تعداد کانال های BTS روی 1 فرکانس حامل	1 کانال آزمایشی 1 کانال همگام سازی کانال 7 نفره صدا زدن 55 کانال ارتباطی
تعداد کانال های ام اس	1 کانال دسترسی 1 کانال ارتباطی
نرخ انتقالدر کانال ها: - همگام سازی در تماس شخصی و دسترسی به کانال در کانال های ارتباطی	1200 bps 9600، 4800 bps 9600، 4800، 2400، 1200 bps
رمزگذاری در کانال های انتقال BTS	کد کانولوشن R=1/2، K=9
رمزگذاری در کانال های انتقال MS	کد کانولوشن R=1/3، K=9
نسبت انرژی بیت اطلاعات مورد نیاز برای دریافت	6-7 دسی بل
حداکثر توان تابشی موثر BTS	50 وات
حداکثر توان تابشی موثر MS	6.3 - 1.0 وات

6.7 ترتیب عبور داده های صوتی در ایستگاه سیار تا ارسال به هوا

آر در نظر گرفتن نمودار بلوکیکانال ترافیک معکوس(شکل 6.11) . در کانال های رو به جلو و معکوس، این الگو تکرار می شود. بسته به اینکه کدام کانال در حال حاضر در حال استفاده است، برخی از بلوک های این طرح حذف می شوند.

1. سیگنال گفتار به کدک گفتار می رسد - در این مرحله سیگنال گفتاردیجیتالی و با استفاده از الگوریتم CELP فشرده شده است.

اصل این است. جریان داده سطر به سطر در ماتریس نوشته می شود. پس از پر شدن ماتریس، شروع کنید tsya انتقال او چا توسط ستون ها بنابراین، هنگامی که چندین بیت اطلاعات پشت سر هم روی آنتن مخدوش می شوند، هنگام دریافت یکسری خطا، عبور از ماتریس معکوس، به خطاهای منفرد تبدیل می شود.

شکل 6.11 - نمودار ساختاری کانال ترافیک معکوس

4. سپس، سیگنال وارد بلوک کدگذاری (از استراق سمع) می شود - یک ماسک (توالی) 42 بیتی روی اطلاعات قرار می گیرد. این ماسک مخفی است با رهگیری غیرمجاز داده ها در هوا، رمزگشایی سیگنال بدون اطلاع از ماسک غیرممکن است. روش مرتب سازی از طریق تمام مقادیر ممکن موثر نیست. هنگام تولید این ماسک، با عبور از تمام مقادیر ممکن، باید 8 را ایجاد کنید, ۷ تریلیون ماسک ۴۲ بیتی.

5. بلوک ضرب کد والش - جریان داده های دیجیتال با دنباله ای از بیت های تولید شده توسط تابع والش ضرب می شود.

در این مرحله از رمزگذاری سیگنال، طیف فرکانس گسترش می یابد، یعنی. هر بیت از اطلاعات توسط یک دنباله والش به طول 64 بیت کدگذاری می شود. که نرخ داده در کانال 64 برابر افزایش یافته است. در نتیجه، در بلوک مدولاسیون سیگنال، سرعت دستکاری سیگنال افزایش می‌یابد، در نتیجه طیف فرکانس گسترش می‌یابد.

تابع Walsh همچنین مسئول فیلتر کردن اطلاعات غیر ضروری از سایر مشترکین است. در شروع یک جلسه ارتباطی، فرکانس کاری که در آن کار خواهد کرد و یک کانال منطقی (از 64 کانال ممکن) که عملکرد والش را تعیین می کند به مشترک اختصاص می یابد. در لحظه پذیرش، سیگنال طبق طرح به سمت معکوس. سیگنال دریافتی در دنباله کد والش ضرب می شود. از حاصل ضرب برای محاسبه انتگرال همبستگی استفاده می شود.

اگر آستانه Z برآورده شود مقدار محدود، بنابراین سیگنال ما. توالی توابع والش متعامد هستند و خواص همبستگی و خودهمبستگی خوبی دارند، بنابراین احتمال اشتباه گرفتن سیگنال شما با سیگنال شخص دیگری 0 است., 01 %.

6. بلوک برای ضرب سیگنال در دو تابع M (M1 - 15 بیت طول، M2 - 42 بیت طول) یا آنها را نیز دنباله PSP-شبه تصادفی نامیده می شود - بلوک برای مخلوط کردن سیگنال برای بلوک مدولاسیون طراحی شده است. . به هر فرکانس اختصاص داده شده یک تابع M متفاوت اختصاص داده شده است.

7. بلوک مدولاسیون سیگنال - استاندارد CDMA از مدولاسیون فاز FM4، OFM4 استفاده می کند.

مزایای CDMA

1. بازده طیفی بالا CDMA به شما امکان می دهد به مشترکین بیشتری خدمات رسانی کنیدکه در باند فرکانسی مشابهی نسبت به انواع دیگر جداسازی ( TDMA، FDMA).
2. تخصیص منابع انعطاف پذیر با تقسیم کد، محدودیت شدیدی در تعداد کانال ها وجود ندارد. با افزایش تعداد مشترکین، احتمال خطاهای رمزگشایی به تدریج افزایش می یابد که منجر به کاهش کیفیت کانال می شود، اما منجر به انکار سرویس نمی شود.
3. AT امنیت کانال بالا انتخاب کانال مورد نظر بدون دانستن کد آن مشکل است، زیرا در کل باند فرکانس به طور یکنواخت با یک سیگنال نویز مانند پر شده است.
4. تلفن های CDMA دارای حداکثر توان کمتری هستند و بنابراین احتمالاً مضرات کمتری دارند.

6.8 تکامل سیستم های ارتباط سلولی با استفاده از فناوری CDMA

در حال حاضر تجهیزات CDMA جدیدترین و گرانترین و در عین حال مطمئن ترین و ایمن ترین هستند. جامعه اروپا، در چارچوب برنامه تحقیقاتی RACE، در حال توسعه پروژه CODIT برای ایجاد یکی از گزینه ها است. سیستم جهانیارتباطات سیار (UMTS) بر اساس اصل تقسیم کد کانال ها با استفاده از سیگنال های پهن باند با طیف گسترده مستقیم.

تفاوت اصلی مفهوم CODIT استفاده کارآمد و انعطاف پذیر از منبع فرکانس خواهد بود. همانطور که قبلا توضیح دادیم، سیگنال CDMA باند پهن عملا تحت تاثیر تداخل باند باریک قرار نمی گیرد. با توجه به این ویژگی، استاندارد CODIT علاوه بر این از فواصل محافظ بین فرکانس های حامل برای انتقال داده استفاده می کند.

فناوری تقسیم کد CDMA به دلیل کارایی بالای طیفی آن، راه حلی اساسی برای تکامل بیشتر سیستم های ارتباط سلولی است.

CDMA2000 استاندارد است 3G در تکامل شبکه ها cdmaOne (بر اساس IS-95 ). در حالی که اصول اولیه مندرج در نسخه را حفظ می کند IS-95A ، فناوری CDMA به طور مداوم در حال پیشرفت است.

توسعه بعدی فناوری CDMA در چارچوب فناوری CDMA2000 رخ می دهد. هنگام ساخت یک سیستم ارتباطی سیار بر اساس فناوری CDMA2000 1X، فاز اول انتقال داده را با سرعت حداکثر 153 کیلوبیت در ثانیه فراهم می کند که به شما امکان ارائه خدمات را می دهد. ارتباط صوتی، ارسال پیام کوتاه، کار با پست الکترونیک، اینترنت، پایگاه های داده، انتقال داده ها و تصاویر ثابت.

انتقال به فاز بعدی CDMA2000 1X EV-DO با استفاده از همان باند فرکانسی 1.23 مگاهرتز، سرعت انتقال تا 2.4 مگابیت در ثانیه در کانال فوروارد و تا 153 کیلوبیت بر ثانیه در کانال معکوس است که این سیستم ارتباطی را با الزامات 3G مطابقت می‌دهد و امکان ارائه گسترده‌ترین محدوده را فراهم می‌کند. خدمات تا انتقال ویدئو در زمان واقعی.

فاز بعدی تدوین استاندارد در راستای افزایش ظرفیت شبکه و انتقال داده است 1XEV-DO Rev A : انتقال اطلاعات تا سرعت 3.1 مگابیت بر ثانیه به سمت مشترک و تا 1.8 مگابیت بر ثانیه از سوی مشترک. اپراتورها قادر خواهند بود همان خدماتی را که بر اساس Rev. 0، و علاوه بر این، برای انتقال صدا، داده و پخش از طریق شبکه های IP. در حال حاضر چندین شبکه عامل از این دست در جهان وجود دارد.

توسعه دهندگان تجهیزات ارتباطات CDMAفاز جدیدی را راه اندازی کرد 1XEV-DO Rev B ، - برای دستیابی به سرعت های زیر در یک کانال فرکانسی: 4.9 مگابیت بر ثانیه برای مشترک و 2.4 مگابیت بر ثانیه از سوی مشترک. علاوه بر این، ترکیب چندین امکان پذیر خواهد بود کانال های فرکانسبرای افزایش سرعت به عنوان مثال، ترکیب 15 کانال فرکانس (حداکثر تعداد ممکن) امکان دستیابی به سرعت 73.5 مگابیت در ثانیه برای مشترک و 27 مگابیت در ثانیه از سوی مشترک را فراهم می کند. استفاده از چنین شبکه هایی عملکرد بهبود یافته برنامه های حساس به زمان مانند VoIP ، Push to Talk، تلفن ویدیویی، بازی آنلاین و غیره.

مؤلفه های اصلی موفقیت تجاری سیستم CDMA2000، منطقه خدمات گسترده تر است. کیفیت بالاگفتار (تقریبا معادل سیستم های سیمی)، انعطاف پذیری و هزینه کم در ارائه خدمات جدید، ایمنی بالای نویز، پایداری کانال ارتباطی از شنود و شنود.

قدرت تابشی کم فرستنده های رادیویی نیز نقش مهمی ایفا می کند. دستگاه های مشترک. بنابراین، برای سیستم های CDMA2000، حداکثر توان تابشی 250 مگاوات است. برای مقایسه: در سیستم های GSM-900، این رقم 2 وات است (در یک پالس، هنگام استفاده از GPRS + EDGE باحداکثر پر کردن؛ حداکثر زمانی که میانگین در طول زمان در طول یک مکالمه عادی حدود 200 مگاوات است). در سیستم های GSM-1800 - 1 وات (در یک پالس، میانگین کمی کمتر از 100 مگاوات است).

اصول جداسازی کانال های اندازه گیری

از تعداد زیادی اصول مختلفجداسازی کانال در اندازه گیری سیستم های اطلاعاتی، لازم است متداول ترین جداسازی کانال را در عمل مشخص کنیم: چند کاناله (فیبر نوری کابل)، فرکانس، زمان، کد و متعامد (در ارتباطات).

جداسازی فرکانسکانال ها از این نظر متفاوت هستند که هر سیگنال فرکانس جداگانه خود را به خود اختصاص می دهد به طوری که باندهای فرکانسی هر سیگنال در باندهای فرکانسی قرار می گیرند که از نظر فرکانس همپوشانی ندارند.

حداکثر ظرفیت اطلاعاتی دستگاه های فرکانس برای مدارهای الکتریکیو فیلترها توسط تعداد نسبتاً کمی از انتخابگرهای فرکانس واقع در محدوده فرکانس کاری (مثلاً در یک کانال تلفن) محدود می شود که به دلیل مشکلات در اجرای انتخابگرهای باند باریک ایجاد می شود. بنابراین، در دستگاه های فرکانس با ظرفیت اطلاعات نسبتاً زیاد، به هر سیگنال نه یک فرکانس جداگانه، بلکه ترکیبی از چندین فرکانس اختصاص داده می شود، در حالی که فرکانس ها می توانند به طور همزمان یا متناوب منتقل شوند.

در پخش همزمانفرکانس تعداد کل سیگنال ها نبرای nفرکانس های ممکن و مترفرکانس های دخیل در تشکیل یک ترکیب کد،

اگر دو فرکانس ارسال شده به طور همزمان در هر ترکیب کد شرکت کنند، فرمول ساده شده و تعداد سیگنال ها

با ارسال سریال فرکانس ها، در هر زمان بیش از یک فرکانس مخابره نمی شود. این امر باعث می شود تا الزامات اعوجاج های غیر خطی در کانال و تجهیزات به مقداری که به راحتی قابل دستیابی است کاهش یابد. بنابراین، دستگاه های جداسازی کانال های اندازه گیری با انتقال فرکانس سریال کاربرد گسترده تری دریافت کرده اند.

در این مورد

برای کد اعمال شده با انتخاب هر شی با دو فرکانس، فرمول ساده شده است:

باند فرکانس اشغال شده در کانال ارتباطی عمدتاً توسط خواص انتخابی و پایداری انتخابگرها و ژنراتورهای فرکانس محدود می شود. انتخابگرهای فرکانس با مدارهای تشدید الکتریکی و فیلترهای باند به طور گسترده مورد استفاده قرار گرفته اند. برای افزایش ضریب کیفیت از سلف هایی با هسته فرومغناطیسی استفاده می شود. باریک شدن باند انتخابگرهای فرکانس امکان استفاده اقتصادی تر از باند فرکانس در کانال ارتباطی را فراهم می کند و ایمنی IMS در برابر نویز را بهبود می بخشد. بنابراین، برای توسعه بیشتر دستگاه‌های فرکانس، انتخابگرها و ژنراتورهای فرکانس الکترومکانیکی باند باریک مورد توجه هستند و همچنین RC– فیلترها و ژنراتورها با تکنولوژی هیبریدیتولید

روش های فرکانسجداسازی امکان ایجاد انتخابگرهای فرکانس ساده اجسامی را فراهم کرد که به منابع انرژی محلی نیاز ندارند، که برای اجسام کنترل انبوه پراکنده در یک کانال ارتباطی بسیار مهم است: در خطوط لوله، در آبیاری، در میادین نفتی و غیره.

تقسیم بندی زمانی کانال ها از این نظر متفاوت است نسیگنال های ارسالی، کانال ارتباطی به نوبه خود (به ترتیب) ارائه می شود. در بازه زمانی T 1 اولین سیگنال ارسال می شود و در بازه زمانی T i سیگنال اول. بنابراین، هر سیگنال دارای یک شکاف زمانی است که نباید توسط سیگنال های دیگر اشغال شود. جداسازی سیگنال ها در طرف های فرستنده و گیرنده کانال ارتباطی به صورت همزمان و فاز توسط سوئیچ های عامل (توزیع کننده) انجام می شود. برای تمام سیستم هایی که دارای تقسیم زمانی سیگنال هستند، هماهنگ سازی توزیع کننده ها الزامی است.

عناصر رله غیر تماسی با منابع عملیاتی نامحدود یا بسیار زیاد عناصر رله استفاده از عملکرد چرخه ای دستگاه هایی با فرکانس ساعت پایدار و چرخه سوئیچینگ پایدار فرکانس کسری از ثانیه مصلحت بود. مانند فرکانس ساعتدر بسیاری از موارد از یک شبکه برق مشترک 50 هرتز در دو طرف فرستنده و مستقیم استفاده می شد. این امر همگام سازی توزیع کنندگان را تسهیل کرد.

در طول چرخه توزیع کنندگان در چنین دستگاه هایی، که هنوز در اقتصاد ملی استفاده می شود، تنها یک دستور مقدماتی برای انتخاب مدارهای خروجی شی منتقل می شود. در سری پالس پاسخ در هر سیکل، اطلاعات مربوط به تمام TMS ها با روش چند کانالی مخابره می شود. اپراتور پس از تایید دستور مقدماتی، دستور اجرا را ارسال می کند. همه دستگاه های تقسیم زمانی از تعدادی حفاظت استفاده می کنند که به طور چشمگیری قابلیت اطمینان انتقال فرمان را افزایش می دهد. قابلیت اطمینان انتقال سیگنال های TI و TC با تکرار چرخه ای آنها افزایش می یابد.

دستگاه های تقسیم زمان تقسیم کد، که دستگاه های دیجیتال نیز نامیده می شوند، دارند مزایای غیر قابل انکارمانند ایمنی بیشتر در برابر نویز، بهترین استفادهکانال ارتباطی، فرصت های بزرگیکپارچه سازی تولید انبوه و کاربرد در شرایط مختلف، با وجود چندین بیشتراجزاء (قطعات) در سیستم در هر سیگنال.

با توجه به تنوع اصول ممکن و مورد استفاده برای ساخت دستگاه های رمزگذاری شده (دیجیتال)، ما خود را به ارائه اصول کلی و ساده شده برای جداسازی و انتقال سیگنال های کد در دستگاه های چند منظوره محدود می کنیم.

دستگاه‌های رمزگذاری‌شده (دیجیتال) شامل دستگاه‌هایی با تقسیم زمانی عناصر سیگنال، کدهای دو موقعیتی، انتقال سیگنال آدرس، یا با غلبه انتقال آدرس بر موارد چند کاناله است.

نرخ انتقال اطلاعات در دستگاه‌ها می‌تواند با تغییر فرکانس ساعت در محدوده وسیعی متفاوت باشد و عمدتاً توسط پهنای باند کانال ارتباطی محدود می‌شود. توجه داشته باشید که امکان تغییر نرخ انتقال با تغییر فرکانس ساعت برای کلاس گسترده ای از سیستم های دیجیتال معمول است. دستگاه های دیجیتال IIS می تواند از طریق کانال های تلگراف و تلفن با سرعت 50 تا 2000 - 3000 باود یا بیشتر کار کند.