Me ndarjen kohore të kanaleve (TDM), sinjalet e secilit kanal janë kampionuar dhe vlerat e tyre të menjëhershme transmetohen në mënyrë sekuenciale në kohë. Kështu, çdo mesazh transmetohet në pulse të shkurtra - mostra. Mbi një linjë komunikimi për një periudhë të caktuar kohore - periudha e përsëritjes, e cila është lënë mënjanë për transmetim, ju mund të transmetoni numrin përkatës të mesazheve të tilla.

Bllok diagrami i sistemit të transmetimit të informacionit me VRK. Në fig. 4.3 tregon një bllok diagramë të thjeshtuar të një sistemi me një VRM. Mesazhi, për shembull, gjatë komunikimit telefonik në formën e sinjaleve zanore, hyn në P in, ku dridhjet e zërit shndërrohen në elektrike. Shpërndarësit e anëve transmetuese P1 dhe marrëse P2 duhet të punojnë në mënyrë sinkrone dhe në fazë. Shpërndarësit ndërrohen me impulse nga GTI. Në fund të çdo cikli, një puls i fazës dërgohet në linjën e komunikimit për të siguruar që të dy valvulat të funksionojnë në fazë. Sinkronizimi i funksionimit të tyre sigurohet nga qëndrueshmëria e frekuencës GTI të anëve transmetuese dhe marrëse.

Distributori lidh qarqet në seri për të transmetuar mesazhe në kanalin përkatës. Meqenëse për transmetimin e mesazheve është caktuar një kohë e shkurtër, përgjatë linjës së komunikimit do të pasojnë impulse të shkurtra, kohëzgjatja e të cilave përcaktohet nga koha kur është lidhur shpërndarësi i këtij qarku. Në anën marrëse, për shkak të funksionimit sinkron dhe në fazë të shpërndarësve, pulset e shkurtra futen në P VY x, ku ndodh shndërrimi i kundërt i sinjaleve elektrike në zë.

Në rastin e TDM, ndërmjet sinjaleve të çdo kanali, të transmetuara në mënyrë sekuenciale në kohë përmes linjës së komunikimit, futet një interval kohor mbrojtës (Fig. 4.4), i cili është i nevojshëm për të eliminuar ndikimin (mbivendosjen) reciproke të kanaleve. Kjo e fundit lind për shkak të pranisë së shtrembërimeve të frekuencës fazore në linjën e komunikimit, gjë që shkakton kohë të pabarabartë të përhapjes së sinjaleve të frekuencave të ndryshme.

Numri i kanaleve në VRK varet nga kohëzgjatja e pulseve të kanalit dhe frekuenca e përsëritjes së tyre, e cila në transmetimin e mesazheve të vazhdueshme përcaktohet nga teorema e Kotelnikov për shndërrimin e sinjaleve të vazhdueshme në ato diskrete.

Kështu, numri i përgjithshëm i kanaleve në VRK

(4.1)

ku T p është periudha e përsëritjes;
- kohëzgjatja e pulsit në fazë; - kohëzgjatja e intervalit mbrojtës; - kohëzgjatja e pulsit të kanalit.

Brezi i frekuencës i kërkuar për organizatën P kanalet në VRK, përcaktohet nga kohëzgjatja minimale e pulsit të kanalit
, e cila varet nga numri i kanaleve të organizuara të komunikimit dhe natyra e mesazhit, përcaktohet nga shprehja

(4.2)

ku K p është një koeficient në varësi të formës së pulsit (për një impuls drejtkëndor K p ~ 0,7).

Le të përcaktojmë brezin e frekuencës që kërkohet, për shembull, për organizimin e 12 kanaleve telefonike në VRK. Kohëzgjatja e pulsit kur organizohen 12 kanale telefonike mbi linjën e komunikimit do të përcaktohet nga konsideratat e mëposhtme. Periudha e përsëritjes T p = 1 / f p, ku f p është frekuenca e përsëritjes, e cila përcaktohet nga shprehja f p = 2f max = 2 3400 = 6800 Hz. Këtu f max = 3400 Hz është frekuenca maksimale gjatë transmetimit të mesazheve telefonike. Për transmetim merrni f p = 8000 Hz. Atëherë f p = 1/8000 = 125 μs.

Nga shprehja (4.1)

Duke zëvendësuar në shprehjen e fundit vlerat e T p = 125 μs dhe n = 12, marrim
1 μs. Njohja e kohëzgjatjes së pulsit të kanalit
dhe duke marrë K p = 0.7 nga shprehja (4.2), gjejmë

Kështu, brezi i frekuencës për organizimin e 12 kanaleve telefonike me FDC e tejkalon ndjeshëm brezin e frekuencës që kërkohet për organizimin e të njëjtit numër kanalesh me FDC, i cili është 48 kHz (12 (3400 + 600) = 48000 Hz, ku 600 Hz është brezi i frekuencës. alokuar për të filtruar kanalet ngjitur).

Rrjedhimisht, përdorimi i VRM për transmetimin e mesazheve analoge (për shembull, telefon, faks, televizion) ka një sërë kufizimesh. Në të njëjtën kohë, transmetimi i mesazheve diskrete (telegrafi, telemekanika, transmetimi i të dhënave) me VRK ofron përparësi të konsiderueshme. Kjo për faktin se sinjalet diskrete për këto lloj mesazhesh kanë një kohëzgjatje të konsiderueshme, dhe spektri i frekuencës së sinjaleve të tilla ndodhet në pjesën e poshtme të diapazonit të frekuencës, prandaj, kohëzgjatja dhe periudha e përsëritjes së pulseve të kanalit mund të jetë relativisht i madh, i cili redukton ndjeshëm brezin e kërkuar të frekuencës.

Me TDM, lloje të ndryshme të modulimit të kanalit mund të përdoren për të përputhur mesazhin me kanalin e komunikimit.

Disavantazhet e VRM përfshijnë një brez relativisht të gjerë të frekuencës që kërkohet për transmetimin e mesazheve; kompleksiteti i pajisjeve komutuese (shpërndarësit) kur organizohet një numër i konsiderueshëm i kanaleve të komunikimit dhe nevoja për të korrigjuar karakteristikat e frekuencës fazore të linjës së komunikimit për të eliminuar ndikimin e ndërsjellë të kanaleve të komunikimit.

Metodat e ndarjes së kanaleve: hapësinore, lineare (frekuenca, koha), forma. Kushti linear i ndarjes së kanalit.

Në sistemet me shumë kanale, të gjitha rrugët e sinjalit duhet të ndahen në një farë mënyre në mënyrë që sinjali i secilit burim të mund të arrijë marrësin përkatës. Kjo procedurë quhet ndarja e kanaleve ose ndarja e sinjaleve të kanaleve.

Multipleksimi(eng. MUX) - një procedurë për kombinimin (multipleksimin) e sinjaleve të kanalit në MRP.

Procedura e anasjelltë e multipleksimit lidhet me ndarjen e kanalit - demultipleksimi(Anglisht DMX ose DeMUX).

MUX + DMX = MULDEX - "Muldex"

Klasifikimi i metodave të ndarjes së kanaleve

Te gjitha te perdorura Metodat e ndarjes së kanaleve mund të klasifikohen në lineare dhe jolineare(shih figurën).

Figura - Klasifikimi i metodave të ndarjes së kanaleve

Në SME-të, dallohen metodat e mëposhtme të ndarjes së kanaleve:

- hapësinore (skematike);

- lineare: frekuenca - FDK, koha - FDK, ndarja e kanalit sipas formës - RKF;

- jolineare: e reduktueshme në lineare dhe shumicë.

Ndarja hapësinore.

Ky është lloji më i thjeshtë i ndarjes, në të cilin çdo kanal i caktohet një linjë komunikimi individuale:

Figura - ISP me ndarje hapësinore të kanaleve

AI është një burim informacioni

PI - marrës informacioni

LAN - linjë komunikimi

Forma të tjera të ndarjes së kanaleve përfshijnë transmetimin e mesazheve në një linjë të vetme komunikimi. Në këtë drejtim, quhet edhe transmetimi shumëkanalësh mbyllja e kanalit.

Blloku i përgjithësuar i një MSP me ndarje lineare të sinjaleve të kanalit

M i - modulator i kanalit i-të

P i - shumëzuesi i kanalit i-të

Dhe unë jam integruesi i kanalit i-të

D i - modulator i kanalit i-të

SS - transmetimi i sinjalit të sinkronizimit anësor

PS - marrësi i sinjalit të sinkronizimit në anën marrëse

LAN - linjë komunikimi

Në anën transmetuese, sinjalet primare C 1 (t), C 2 (t), ..., C N (t) arrijnë në hyrje M 1, M 2, ..., M N, në hyrjen tjetër të së cilës vijnë bartës linearisht të pavarur ose ortogonal nga gjeneratorët bartës ψ 1 (t), ψ 2 (t), ..., ψ N (t) transferimi i sinjaleve parësore në sinjalet e kanalit S 1 (t), S 2 (t), .., S N (t)... Pastaj sinjalet e kanalit përmblidhen dhe formohet një sinjal grupor shumëkanalësh. S gr (t).

Në anën marrëse, sinjali i grupit S "gr (t), i cili ka ndryshuar nën ndikimin e llojeve të ndryshme të ndërhyrjeve dhe shtrembërimeve n (t), i jepet shumëzuesve. P 1, P 2, ..., P N, mbi hyrjen e të cilit mbartësit vijnë nga gjeneratorët e vektorëve ψ 1 (t), ψ 2 (t), ..., ψ N (t)... Rezultatet e shumëzimit u dërgohen integruesve Dhe 1, Dhe 2, ..., Dhe N, në daljen e të cilit sinjalet e kanalit merren duke marrë parasysh zhurmën dhe shtrembërimin, S "1 (t), S" 2 (t), ..., S "N (t). Pastaj sinjalet e kanalit futen në D 1, D 2, ..., D n që konvertojnë sinjalet e kanalit në primare, duke marrë parasysh interferencat dhe shtrembërimet С "1 (t), С" 2 (t), ..., С "N (t).

Funksionimi i sistemit të transmetimit është i mundur me një efekt sinkron (dhe nganjëherë në fazë) të transportuesve në pajisjet e konvertimit M në transmetim dhe shumëzimin P në pritje. Për ta bërë këtë, në anën transmetuese, një sinjal sinkronizimi (SS) futet në sinjalin e brezit bazë, dhe në anën marrëse, ai ndahet nga sinjali i brezit bazë nga marrësi i sinjalit të sinkronizimit (SS).

Sisteme telekomunikacioni shumëkanalësh me multipleksim të ndarjes së frekuencës. Metodat për formimin e sinjaleve të kanalit.

Sistemi i telekomunikacionit multipleksimi i ndarjes së frekuencës quhet sistem në rrugën lineare të të cilit për transmetimin e sinjaleve të kanalit ndahen brezat e frekuencës që nuk mbivendosen.

Le të shqyrtojmë parimin e ndarjes së frekuencës së kanaleve, duke përdorur skemën e sistemit të kanaleve N dhe planet e frekuencës në pikat e tij karakteristike.

Figura - Diagrami strukturor i një MRP me kanal N me një konvertues frekuence

Dridhjet harmonike me frekuenca të ndryshme përdoren si bartës në MSF me PRC. f 1, f 2, ... f n(luhatjet e bartësit):

ψ i(t) = S i

Sinjalet e kanalit formohen si rezultat i modulimit të njërit prej parametrave të transportuesve me sinjale parësore. C i (t)... Janë aplikuar amplituda, frekuenca dhe faza modulimi. Frekuencat e lëkundjeve të bartësit janë zgjedhur në mënyrë që spektrat e sinjaleve të kanalit S 1 (t) dhe S 2 (t) nuk mbivendosen ... Sinjali i grupit S gr (t) marrë në linjën e komunikimit është shuma e sinjaleve të kanalit

S gr(t) = S 1 (t) + S 2 (t) + ...+ S n(t)

Kur transmetohet përgjatë një rruge lineare, sinjali S gr(t) i nënshtrohet shtrembërimeve lineare dhe jolineare dhe mbi të mbivendoset interferenca n (t), kështu, një sinjal i deformuar arrin në pjesën marrëse. .

Në pjesën marrëse, sinjalet e kanalit ndahen duke përdorur filtrat e brezit të kanalit KPF-1, KPF-2, KPF-n, d.m.th. nga sinjali i grupit nxjerrja e sinjaleve të kanaleve .

Sinjalet primare rikthehen nga demoduluesit D 1, D 2, ... D n duke përdorur frekuenca të barabarta me frekuencat e bartësve në transmetim.

Planet e frekuencës në pikat e saj karakteristike (shih diagramin)

Në FDC, pozicionin dominues e zë modulimi AM-SSB, pasi është më kompromisi.

Figura - Variantet e brezit të filtrimit për AM-SSB

Formimi i sinjalit AM-SSB në teknologjinë e komunikimit kryhet në dy mënyra:

1) Metoda e filtrit

2) Metoda e ndryshimit të fazës

Metoda e filtrit përdoret më shpesh në teknologjinë MRP, ndërsa metoda e diferencës së fazës përdoret zakonisht në sistemet e transmetimit me kanal të ulët.

Metoda e filtrit

Në anën transmetuese

Shembull:

Spektri i sinjalit 0,3 - 3,4 kHz. Përcaktoni rezultatin AM-SSB nëse një valë harmonike me një frekuencë prej 100 kHz përdoret si bartës.

Në anën marrëse

Shënim: Paqëndrueshmëria (mospërputhja) e frekuencës midis pajisjeve gjeneruese të anëve transmetuese dhe marrëse për grupin parësor të sinjalit (12x CTCH) duhet të jetë jo më shumë se 1.5 Hz.

Metoda e ndryshimit të fazës

Parimi i funksionimit: qarku përbëhet nga dy krahë, të lidhur në hyrje dhe në dalje me anë të pajisjeve shkëputëse (RU). Tek modulatori (M 2) i njërit krah, sinjali origjinal dhe frekuenca bartëse furnizohen me zhvendosje fazore me π / 2 në lidhje me sinjalin dhe frekuencën e bartësit të furnizuar me modulatorin (M 1) të krahut tjetër. Si rezultat, vetëm një brez anësor do të lëkundet në daljen e qarkut. Konturet e fazës (ФК 1, ФК ФК 2) sigurojnë një zhvendosje fazore prej π / 2.

Kushti i ndashmërisë për sinjalet e kanalit në NVM me CHRK është e tyre ortogonaliteti, d.m.th.

ku spektri energjetik i sinjalit të kanalit i-të;

kufijtë e brezit të frekuencës të alokuar në rrugën lineare për sinjalin e kanalit të i-të.

Gjerësia e spektrit të frekuencës së sinjalit të grupit D f S përcaktohet nga numri i kanaleve në sistemin e transmetimit (N); gjerësia e brezit të sinjaleve të kanalit D f i, si dhe karakteristikat e frekuencës së dobësimit të filtrave të kryqëzimit të brezit të kanalit KPF-1, KPF-2, KPF-n.

Filtrat e kryqëzimit sigurojnë zbutje të brezit të ulët të kalimit ( prill) dhe sasinë e kërkuar të zbutjes në intervalin e mbajtjes efektive ( apod). Midis këtyre brezave janë brezat filtrues të filtrave të kryqëzimit. Prandaj, sinjalet e kanalit duhet të ndahen me boshllëqe mbrojtëse (D fz), vlerat e të cilave nuk duhet të jenë më të vogla se brezat e filtrimit.

Prandaj, gjerësia e sinjalit të grupit mund të përcaktohet me formulë

D f gr= N× (D fi+ D f s)

meqenëse dobësimi i filtrave të kryqëzimit në brezin e ndalimit është i kufizuar ( apod), atëherë ndarja e plotë e sinjaleve të kanalit është e pamundur. Si rezultat, biseda ndër-kanale.

Në SME-të moderne të komunikimit telefonik, çdo KTCH i është caktuar një brez frekuencash prej 4 kHz, megjithëse spektri i frekuencës së sinjaleve audio të transmetuara është i kufizuar në një brez nga 300 në 3400 Hz, d.m.th. gjerësia e spektrit është 3.1 kHz. Ndërmjet brezave të frekuencës së kanaleve ngjitur, sigurohen intervale prej 0.9 kHz, të krijuara për të zvogëluar nivelin e ndërhyrjes reciproke gjatë filtrimit të sinjaleve. Kjo do të thotë se në sistemet e komunikimit shumëkanalësh me sinjale të ndarjes së frekuencës, përdoret në mënyrë efektive vetëm rreth 80% e gjerësisë së brezit të linjës së komunikimit. Përveç kësaj, është e nevojshme të sigurohet një shkallë e lartë e linearitetit të të gjithë shtegut të sinjalit të grupit.

Figura - Blloku i pajisjes së formimit

Tema 5. Metodat për ndarjen e kanaleve

5.1 Metodat e ndarjes së kanaleve: hapësinore, lineare (frekuencë, kohore), në formë. Kushti linear i ndarjes së kanalit. Sinjalet bartëse dhe modulimi i parametrave të tyre.

5.2 Sistemet e telekomunikacionit shumëkanalësh me ndarje frekuence të kanaleve. Metodat për formimin e sinjaleve të kanalit.

5.3 Sistemet e telekomunikacionit shumëkanalësh me ndarje kohore të kanaleve. Analiza krahasuese e metodave të modulimit analog-puls.

Sistemet e transmetimit multipleks të ndarjes së kohës.

Ndërtimi i sistemeve të transmetimit me multipleksim të ndarjes së kohës (TDM) Thelbi i ndarjes kohore të kanaleve, bllok diagrami i një SP me një TDM. Teorema e Kotelnikovit. Llojet e modulimit të pulsit. Analizë krahasuese e llojeve të modulimit të pulsit dhe zonës së tyre të aplikimit.

Ideja e ndarjes kohore të kanaleve është që elementët e sinjalit primar që i përkasin kanalit të i-të të transmetohen në intervale kohore jo të mbivendosura pa sinjale nga kanalet e tjera përgjatë një linje të përbashkët.

Në pjesën më të madhe, sinjalet parësore janë analoge (të vazhdueshme), dhe ideja e FDC përcakton nevojën për një operacion kampionimi.

Ky operacion kryhet në përputhje me teoremën Kotelnikov. Ai është formuluar si më poshtë: çdo sinjal i vazhdueshëm në kohë me një spektër të kufizuar nga frekuenca mund të përfaqësohet nga një sekuencë e leximeve të tij (vlerat e menjëhershme), të marra në një interval kohor:

T D = 1 / F D , F D ≥ 2F B .

Secilit sinjal i caktohet koha e vet.

Operacioni i marrjes së mostrave kryhet duke përdorur çelësat elektronikë të kanalit

Oriz. 8.1. Bllok diagrami i një sistemi transmetimi multipleks të ndarjes kohore

Intervali kohor ndërmjet pulseve më të afërta të sinjalit të grupit T K i quajtur timeslot ose time slot (Time Slot). Nga parimi i kombinimit të përkohshëm të sinjaleve, rrjedh se transmetimi në sisteme të tilla kryhet në cikle, domethënë periodikisht në formën e grupeve të N gr = N + n pulses, ku N- numri i sinjaleve të informacionit, n- numri i sinjaleve të shërbimit (pulset e sinkronizimit - IS, komunikimi i shërbimit, kontrolli dhe thirrjet). Pastaj vlera e slotit kohor:

Δt K = T D / N gr .

Figura 8.2. Tek shpjegimi i metodës së ndarjes kohore të kanaleve.

Me ndarjen kohore të kanaleve, llojet e mëposhtme të modulimit janë të mundshme:

1.AIM - modulim impuls-amplitudë;

2. PWM - modulimi i gjerësisë së pulsit;

3.FIM –modulimi fazor-puls;

4.PHIM - Modulimi i Frekuencës së Pulsit.

Me AIM, sekuenca periodike e pulseve ndryshon në përputhje me ndryshimin në sinjalin modulues. Dalloni (AIM -1) modulimin e amplitudës së pulsit të llojit të parë (në të cilin majat e pulseve ndryshojnë në përputhje me sinjalin modulues) Me ( AIM -2) modulimi i amplitudës së llojit të dytë, maja e pulseve është e sheshtë dhe është e barabartë me amplituda e pulsit në momentin e diskriminimit. Kur raporti i impulsit është më shumë se dhjetë, ndryshimet midis AIM-1 dhe AIM-2 zhduken. Modulimi AIM është i lehtë për t'u zbatuar, por ka imunitet të ulët ndaj zhurmës, pasi çdo ndërhyrje ndryshon amplituda e pulsit dhe shtrembëron formën e sinjalit të rindërtuar.AIM zakonisht përdoret si një formë e ndërmjetme modulimi kur konvertohet një sinjal analog në një dixhital.

Me PWM, spektri i sinjalit ndryshon në varësi të kohëzgjatjes së sinjalit.Niveli minimal i sinjalit korrespondon me kohëzgjatjen minimale të pulsit dhe, në përputhje me rrethanat, me spektrin maksimal të sinjalit.

Në këtë rast, amplituda e pulseve mbetet e pandryshuar. Me PWM të njëanshme (OWM), ndryshimi i kohëzgjatjes ndodh vetëm duke lëvizur

një nga pjesët e përparme të pasme ose të përparme. Me PWM me dy drejtime, ndryshimi në kohëzgjatje ndodh në lidhje me pikën e orës. Metoda e transmetimit më rezistente ndaj zhurmës në krahasim me AIM. Për të hequr qafe shtrembërimin e amplitudës, përdoret një kufizues i amplitudës. PWM përdoret në MSP-të e komunikimit radio me puls, si dhe në disa sisteme radio telemetrie, telekomandë dhe sisteme telemekanike.

PPM është një lloj modulimi i pulsit kohor.

Ekzistojnë disa lloje të FIM

PPM e llojit të parë ME të, zhvendosja kohore e impulseve është proporcionale me vlerën e sinjalit modulues në momentin e shfaqjes së pulsit. Modulimi i pulsit FIM-2 në të cilin zhvendosja e kohës është proporcionale me vlerën e sinjalit modulues në pikat e orës. Zakonisht përdoret FIM-2. Me vlera negative të sinjalit modulues, impulset zhvendosen majtas, dhe me vlera pozitive në të djathtë.

Në pajisjet me një VRM dhe metoda të modulimit analog, PPM ka marrë aplikimin më të madh, pasi gjatë përdorimit të tij, është e mundur të zvogëlohet efekti ndërhyrës i zhurmës shtesë dhe ndërhyrjes me kufizimin e dyanshëm të pulseve në amplitudë, dhe gjithashtu të përputhet në mënyrë optimale. kohëzgjatja konstante e pulsit me gjerësinë e brezit të kanalit. Pikërisht në sistemet e transmetimit me VRK përdoret kryesisht FIM.

Me PFM, shkalla e përsëritjes së pulsit ndryshon në varësi të amplitudës së sinjalit modulues.

Pyetje për vetëkontroll.

1. Si tingëllon teorema e Kotelnikovit?

2. Pse teorema e Kotelnikovit vlen vetëm për sinjalet e vazhdueshme me spektër të kufizuar?

3.Çfarë është AIM-1 dhe AIM-2, cili është ndryshimi i tyre?

4. PWM - modulimi, mënyrat e realizimit të avantazheve dhe disavantazheve?

5.Modulimi FIM, si të zbatohen avantazhet dhe disavantazhet?

6. Përcaktimi i filtrave me kalim të ulët të përfshirë në hyrjen e modulatorëve të amplitudës së impulsit të kanalit.

7. Përcaktimi i filtrave të kalimit të ulët të përfshirë në daljen e përzgjedhësve të kanaleve.

8. Nevoja për funksionimin sinkron të modulatorëve të amplitudës-pulsit të kanalit dhe përzgjedhësve të kanaleve.

Leksioni 6 Metodat e ndarjes së kodit të kanaleve

(multipleksimi dhe aksesi i shumëfishtë); P parim dhe karakteristika kryesore CDMA ; përhapja e drejtpërdrejtë e spektrit; m nogochannel duke zgjeruar spektrin; zgjerimi i spektrit nga kërcimi i frekuencës; zgjerimi i spektrit nga kërcimi i frekuencës; Pprocedura për kalimin e të dhënave të të folurit në një stacion celular përpara se t'i dërgoni ato në transmetim; eh vullneti i sistemeve celulare duke përdorur teknologjinë CDMA.

6.1 Klasifikimi i sistemeve të transmetimit duke përdorur një burim të vetëm

Çdo sinjal zë një brez të caktuar frekuencash, ekziston për ca kohë, ka energji të kufizuar dhe përhapet në një zonë të caktuar të hapësirës. Në përputhje me këtë, dallohen katër lloje të burimeve të kanalit: frekuenca, koha, energjia dhe hapësinore.

Problemi i përdorimit efikas të burimit të një kanali të përbashkët është rënduar për shkak të nevojës për të siguruar komunikim në kushte të kërkesave të pabarabarta dhe të paparashikueshme të konsumatorëve me kalimin e kohës. Kur vendoset kjo problemet aplikojnë metoda të multipleksimit dhe aksesit të shumëfishtë. Konceptet e "multipleksimit" dhe "aksesit të shumëfishtë" janë të ngjashëm në atë që nënkuptojnë shpërndarjen e një burimi midis përdoruesve. Në të njëjtën kohë, ka dallime domethënëse midis tyre. Në multipleksimiburimi i kanalit të komunikimit ndahet nëpërmjetpajisje terminale të përgjithshme duke formuar e sinjal grupi S Σ (t). Në akses të shumëfishtë, S Σ (t) formuar si rezultatshtimi i sinjalevepërdoruesit drejtpërdrejt në kanal (Fig. 6 .1 ). Në këtë figurëIS - burimi i mesazhit, TX - transmetuesi, RX - marrësi, PS - marrësi i mesazhit). Qasja e shumëfishtë është tipike për kanalet satelitore, kanalet e radios, kanalet e komunikimit celular.

Figura 6.1 - Sistemi i transmetimit me akses të shumëfishtë

M ultipleximi bazohet në pajisje të zakonshme, a qasja e shumëfishtë (MD) përdor disa procedura (protokolle) të zbatuara nga softueri i ruajtur në memorien e secilit terminal. Fik unke 6. 2 tregon metodat e shumëfishimit.

Në shumicën e rasteve, përmultipleksimikanal, një sinjal i veçantë i quajtur kanal i ndahet burimit të mesazhit. Sinjalet e kanalit të moduluara nga mesazhi kombinohen për të formuar një sinjal të brezit bazë S gr (t) ... Nëse operacioni i bashkimit është linear, atëherë S gr (t) = S Σ (t) ... do të jetë një sinjal grupor linear. Zakonisht formohet nga përmbledhja lineare e sinjaleve të kanalit të moduluar.

Oriz unok 6.2 - Metodat e shumëfishimit

Në sistemet e të ashtuquajturit multipleksim i kombinuar, sinjali i brezit bazë gjenerohet me anë të një përpunimi të caktuar logjik (jolinear), si rezultat i të cilit secili element i sinjalit të gjeneruar shfaq informacion (kombinim simbolesh) nga të gjitha IC-të. . Një shembull klasik i një sistemi të tillë është sistemi i telegrafisë me frekuencë të dyfishtë. Katër frekuenca përdoren për të transmetuar katër kombinimet e simboleve të dy kanaleve: f 1 - 00, f 2 - 01, f 3 - 10, f 4 - 11.

Ndarës i sinjalit të grupit linear S Σ (t) është një grup qarqesh përzgjedhëse lineare, secila prej të cilave zgjedh vetëm sinjalin e vet të kanalit dhe, në mënyrë ideale, nuk reagon fare ndaj sinjaleve të kanaleve të tjera. Për të arritur këtë ndarje ideale, është e nevojshme dhe e mjaftueshme që sinjalet e kanaleve të moduluara të përbëjnë një grup sinjalesh linearisht të pavarur. Si sinjale të tilla zakonisht përdoren ansamblet e sinjaleve ortogonale.

Në klasën e multipleksimit linear, sipas formës së veçorisë dalluese të sinjalit të kanalit, ndarja kohore e kanaleve (TDM), ndarja e frekuencës (FDM) dhe ndarja e kanaleve sipas formës valore, e quajtur multipleksimi i ndarjes së kodit (QDC). dallohen. Në vend të termit “ndarje” përdoret edhe termi “ngjeshje”. Me FDC, brezi i frekuencës së kanalit të përbashkëtΔ f ndahet në disa breza më të ngushtëΔ f i , secila prej të cilave formon një kanal IS. Me VRK, i gjithë breziΔ f ofrohet me radhë në intervale të caktuara në burime të ndryshme për transmetimin e mesazheve. Me QKD, nuk ka ndarje të kanalit të përbashkët midis IC-ve as në frekuencë dhe as në kohë. Sinjalet e kanaleve të IC-ve të ndryshme, të mbivendosura në kohë dhe frekuencë, mbeten ortogonale për shkak të ndryshimit në formë, gjë që siguron ndarjen e tyre.

Variantet e kombinimit të këtyre metodave janë të mundshme. Pra, në komunikimet celulare, si metodëakses të shumëfishtëKombinimet e CHRK dhe VRK, VRK dhe KKK përdoren gjerësisht. Në kombinimin e parë, çdo kanal frekuencash u ofrohet disa përdoruesve për periudha të caktuara kohore. Me kombinimin e dytë në brezin e frekuencësΔ f formojnë kanale me ndarje kohore, të cilat u ofrohen disa përdoruesve në parimet e QKD.

Kur organizoni transmetimin e informacionit me shumë kanale, sinjalet e kanalit mund të shpërndahen në një mënyrë të paracaktuar midis burimeve të mesazhit. Një vulë e tillë quhet vulë kanali fiks. Sistemi përkatës i transmetimit shumëkanalësh do të quhet gjithashtu një sistem mekanale fikse... Një organizim i tillë i transmetimit të informacionit shumëkanalësh është gjithashtu i mundur kur sinjalet e kanalit nuk shpërndahen paraprakisht midis burimeve, por ndahen në secilin burim sipas nevojës. Një vulë e tillë quhet vulë mekanale të lirshme... Natyrisht, për ndarjen e saktë të kanaleve në sistemet me kanale të pacaktuara, është e nevojshme që disi të transmetohet informacioni i adresës në anën marrëse.

Konceptet dhe përkufizimet bazë të prezantuara për shumëkanalësh sistemet janë të aplikueshme për sistemetakses të shumëfishtë(MD) ... Deri më sot, janë studiuar dhe propozuar një numër i madh metodash të ndryshme MD. Ato ndryshojnë në mënyrën e ndarjes së burimit kolektiv të kanalit (fiks ose dinamik), natyrën e proceseve të vendimmarrjes (të centralizuara ose të shpërndara) dhe shkallën e përshtatjes së mënyrës së aksesit ndaj kushteve në ndryshim.

Qasja e shumëfishtë është tipike për kanalet satelitore (në këtë rast përdoret termi "qasje e shumëfishtë"), kanalet e radios (komunikimi radio me paketë), kanalet e komunikimit celular, si dhe për linjat telefonike me shumë pika, rrjetet lokale.

Të gjitha metodat ekzistuese MD mund të grupohen dhe metoda e menaxhimit të alokimit të burimeve të kanalit të përbashkët mund të zgjidhet si bazë për klasifikimin (Fig. Unok 6.3).

Oriz unok 6.3 - Metodat e shumëfishta të aksesit

Protokollet e aksesit të rastësishëm.Në rastin e MD të rastësishme, i gjithë burimi i kanalit të komunikimit përfaqësohet si një kanal, qasja në të cilën ndodh rastësisht, si rezultat i së cilës është e mundur një përplasje e paketave të informacionit të transmetuar. Korrespondentët ftohen të kryejnë një sekuencë të caktuar veprimesh për të zgjidhur konfliktin. Çdo përdorues, nëse është e nevojshme, mund të transmetojë të dhëna në kanal pa negociuar në mënyrë eksplicite me përdoruesit e tjerë. Prania e reagimeve lejon korrespondentët ndërveprues të kontrollojnë kalimin e informacionit të transmetuar.

Ekzistojnë dy opsione për zbatimin e strategjisë së aksesit të rastësishëm: sensibilizimi i transportuesit dhe sensi i transportuesit.

Qasje e rastësishmepa kontroll të transportuesitkonsiston në faktin se nëse është e nevojshme të transmetohen të dhëna, terminali i përdoruesit fillon menjëherë të transmetojë paketa. Meqenëse paketat transmetohen pa sinkronizim me njëra-tjetrën, ato mund të mbivendosen, gjë që shkakton ndërhyrje reciproke. Kur ndodh një konflikt i tillë, siç dëshmohet nga sinjali feedback, terminalet ritransmetojnë paketat e dëmtuara. Për të shmangur përsëritjen e përplasjeve, hapësirat kohore para fillimit të ritransmetimit në çdo terminal zgjidhen në mënyrë të rastësishme.

Qasje e rastësishmeme sensorin bartëssupozon aftësinë për të kontrolluar disponueshmërinë e transmetimit të informacionit nga korrespondentët e tjerë. Në mungesë të transmetimit të të dhënave, hapësirat kohore të pabanuara janë të disponueshme për transmetimin e informacionit të tyre. Në rast përplasjeje, përdoruesit vonojnë transmetimin e paketave për një interval kohorΔ t ... Aktualisht, ekzistojnë dy shije të protokollit:të vazhdueshme dhe të paqëndrueshme... Dallimi qëndron në faktin se në rastin e parë, përdoruesit e objekteve të lëvizshme, duke zbuluar përplasjet, fillojnë transmetimin menjëherë, dhe në të dytin, pas një intervali të caktuar kohor.

Protokollet e fiksimit të fiksimit të burimevekanalet ofrojnë shpërndarje statike të burimit të kanalit ndërmjet përdoruesve. Përfaqësuesit më tipikë të këtij lloji të protokolleve janë qasja e shumëfishtë e ndarjes së frekuencës (FDMA), qasja e shumëfishtë e ndarjes së kohës (TDMA), qasja e shumëfishtë e ndarjes së kodit (CDMA).

Fiksimi fiks i burimit të kanalit nuk mund të sigurojë kërkesat në ndryshim dinamik të përdoruesve të rrjetit, d.m.th. ka kontroll të rreptë.

Metodat caktimi i burimeve sipas kërkesësju lejon të heqni qafe disavantazhet e natyrshme në metodat e mësipërme, por supozoni informacion të detajuar dhe të qartë në lidhje me kërkesat e përdoruesve të rrjetit. Nga natyra e proceseve të vendimmarrjes, metodat e caktimit të burimeve sipas kërkesës ndahen nëi centralizuar dhe shpërndahet.

I centralizuarmetodat e caktimit të burimeve sipas kërkesës, të karakterizuara nga prania e kërkesave për transmetim nga terminalet e burimit të mesazhit. Vendimi për sigurimin e burimit merret nga stacioni qendror. Protokollet përkatëse dallohen nga prania e kanaleve të tepërta të caktuara në mënyrë të ngurtë për çdo objekt celular dhe prania e një stacioni qendror kontrolli. Protokollet karakterizohen nga një vlerë e lartë e faktorit të përdorimit të gjerësisë së brezit të stacionit bazë, megjithatë, ato janë kritike për shqetësimet në funksionimin e sistemit të kontrollit.

Shpërndarë metodat e caktimit të burimeve sipas kërkesës ndryshojnë në atë që të gjithë përdoruesit kryejnë të njëjtat operacione pa përdorur ndihmën e një stacioni qendror dhe përdorin informacion shtesë të shërbimit që shkëmbehen me njëri-tjetrin. Të gjithë algoritmet e kontrollit të shpërndarë kërkojnë shkëmbimin e informacionit të kontrollit ndërmjet përdoruesve. Protokollet karakterizohen nga caktimi i ngurtë i kanaleve të rezervimit tek objekti lëvizës. Në të njëjtën kohë, çdo objekt ka një tabelë për caktimin e kanaleve të kërkesës, prandaj, çdo objekt celular në çdo kohë ka informacion për gjendjen e të gjithë rrjetit.

Të kombinuara metodat janë kombinime të metodave të mëparshme të shpërndarjes së burimeve dhe zbatojnë strategji në të cilat zgjedhja e metodës është përshtatëse për përdorues të ndryshëm në mënyrë që të përftohen karakteristikat e burimit të kanalit të përdorur afër optimales. Si kriter i optimalitetit, si rregull, merret faktori i shfrytëzimit të gjerësisë së brezit të kanalit. Bazuar në protokollet e këtij lloji, parametrat përshtaten me situatën specifike në rrjet.

Kështu, secila nga metodat e konsideruara të shpërndarjes së burimeve ka avantazhe dhe disavantazhe. Në praktikë, këshillohet që të keni të gjithë grupin e metodave dhe të kryeni një kalim adaptiv nga një metodë në tjetrën nën ndryshime të caktuara në kushtet e punës.

6.2 Parimi dhe karakteristika kryesore CDMA

Popullore n Parimi i funksionimit të sistemeve të komunikimit celular (CCS) me multipleksimin e ndarjes së kodit mund të shpjegohet si më poshtë Unë jam një shembull Ohm ... Supozoni se jeni ulur brendadhoma e pritjes së stacionit... Në çdo paraqitje janë dy persona. Një çift flet me njëri-tjetrin në anglisht, një tjetër në rusisht, i treti në gjermanisht, etj. Kështu, në sallë të gjithë flasin në të njëjtën kohë v një gamë frekuencash (të folurit nga 3 kHz në 20 kHz), ndërsa flisni me kundërshtarin tuaj, ju e kuptoni vetëm atë, por dëgjoni të gjithë.

Parimet e ndarjes së kodit të kanaleve të komunikimit CDMAbazohen në përdorimin e sinjaleve me brez të gjerë (BSS), gjerësia e brezit të të cilave tejkalon ndjeshëm gjerësinë e brezit të kërkuar për transmetimin e mesazheve konvencionale, për shembull, në sistemet e shumëfishimit të ndarjes së frekuencës me brez të ngushtë (FDMA). Karakteristika kryesore e NLS është bazë sinjal, i përcaktuar si produkt i gjerësisë së spektrit të tij F për kohëzgjatjen e tij T :

B = F * T

Si rezultat i shumëzimit të sinjalit të burimit pseudo të rastësishëm të zhurmës me sinjalin e informacionit, energjia e këtij të fundit shpërndahet në një brez të gjerë frekuencash, d.m.th., spektri i tij zgjerohet. Në pajisjet radio të ndërtuara X Teknologjia Spread Spectrum(spektri i shpërndarë),përhapja e spektrit të sinjalit të transmetuar kryhet duke përdorur një sekuencë pseudo të rastësishme (Numri pseudorandom, PN), i cili specifikon algoritmin e shpërndarjes.Çdo marrës duhet të dijë sekuencën e kodimit për të deshifruar një mesazh. Pajisjet me PN të ndryshme në fakt nuk "dëgjojnë" njëra-tjetrën. Meqenëse fuqia e sinjalit shpërndahet në një brez të gjerë, vetë sinjali është "i fshehur" në zhurmë dhe, për sa i përket karakteristikave të tij spektrale, gjithashtu i ngjan zhurmës në një kanal radioje.

Metoda e transmetimit me brez të gjerë është përshkruar në detaje nga K. Shannon, i cili prezantoi konceptin e kapacitetit të kanalit dhe vendosi një marrëdhënie midis mundësisë së transmetimit pa gabime të informacionit mbi një kanal me një raport të caktuar sinjal-zhurmë dhe frekuencës. brezi i caktuar për transmetimin e informacionit. Për çdo raport të caktuar sinjal-zhurmë, një shkallë e ulët gabimi në transmetim arrihet duke rritur gjerësinë e brezit të caktuar për transmetimin e informacionit.

Në sistemet e komunikimit dixhital që transmetojnë informacion në formën e simboleve binare, kohëzgjatja e NLS T dhe shpejtësia e mesazheve ME lidhur me raportin T = 1 / C ... Prandaj, baza e sinjalit B = F / C karakterizon zgjerimin e spektrit NLS (S shps ) në lidhje me spektrin e mesazheve.Gjerësia e spektrit përcaktohet nga kohëzgjatja minimale e pulsit ( t 0), d.m.th. F = 1 / t 0 dhe B = T / t 0 = F / Δ f (Δ f - gjerësia e spektrit të sinjalit të informacionit).

Përhapja e spektrit të frekuencës së mesazheve dixhitale të transmetuara mund të kryhet me metoda të ndryshme dhe/ose kombinime të tyre. Le të rendisim ato kryesore:

1. përhapja e drejtpërdrejtë e spektrit të frekuencës ( DSSS-CDMA);
2. spektri i përhapjes shumëkanalësh(MC-CDMA)
3. një ndryshim kërcimtar në frekuencën e transportuesit ( FHSS-CDMA).

6. 3 Spektri i përhapjes së drejtpërdrejtë - DSSS (Spektri i përhapjes së sekuencës së drejtpërdrejtë)

Kanalet e trafikut me këtë metodë të ndarjes së mediumit krijojnë aplikacione hani sinjal radio i moduluar me kod me brez të gjerë - e zhurmshme sinjal i transmetuar në një kanal të përbashkët për transmetuesit e tjerë të ngjashëm në një gamë të gjerë frekuence të vetme. Si rezultat i funksionimit të disa transmetuesve, ajri në këtë interval frekuencash bëhet edhe më i ngjashëm me zhurmën. Çdo transmetues modulon sinjalin duke përdorur vlerën numerike individuale të caktuar aktualisht për çdo përdorues. kodi , një marrës i sintonizuar me një kod të ngjashëm, ju ndahet nga sinjali total i radios a pjesa që është e destinuar për këtë marrës. Mungon shprehimisht të përkohshme ose të shpeshta ndarja e kanaleve, çdo pajtimtar përdor vazhdimisht të gjithë gjerësinë e kanalit, duke transmetuar një sinjal në një gamë të përbashkët frekuencash dhe duke marrë një sinjal nga një gamë e përbashkët frekuencash. Në këtë rast, kanalet e transmetimit dhe marrjes me brez të gjerë janë në intervale të ndryshme frekuencash dhe nuk ndërhyjnë me njëri-tjetrin. Gjerësia e brezit të një kanali është shumë e gjerë, bisedat abonentët mbivendosen me njëri-tjetrin, por meqenëse kodet e tyre të modulimit të sinjalit janë të ndryshëm, ato mund të diferencohen nga hardueri dhe softueri i marrësit.

Teknika duke zgjeruar spektrinju lejon të rrisni xhiron duke ruajtur të njëjtën forcë sinjali. Të dhënat e transmetuara kombinohen me një sinjal pseudo të rastësishëm më të shpejtë, të ngjashëm me zhurmën, duke përdorur një funksion OR ekskluzivisht reciprokisht të bitave.(xor - moduli i shtimit 2) (Figura 6.4)... Sinjali i të dhënave me gjerësi pulsi T b kombinuar duke përdorur operacionin OR(shtuar moduli 2)me një kod sinjali, gjerësia e pulsit të të cilit është T c (gjerësia gjerësia e brezitproporcionale 1 / Т, ku Т - koha e transmetimit prej një biti), prandaj gjerësia e brezit të sinjalit të të dhënave është 1 / T b, dhe gjerësia e brezit të sinjalit të marrë është 1 / T c. Meqenëse T c është shumë më e vogël se T b , gjerësia e brezit të sinjalit të marrë është shumë më e madhe se ajo e sinjalit origjinal të transmetuar të të dhënave. Madhësia T b / T c është baza e sinjalit dhe, në një farë mase, përcakton kufirin e sipërm të numrit të përdoruesve të mbështetur nga stacioni bazë. përkohësisht.

Figura 6.4 - Kodimi i kodit të një sinjali diskret (domeni i kohës)

Në duke përdorur metodën DSSS-CDMA sinjal me brez të ngushtë (Fig unok 6.5 ) shumëzohet me një sekuencë pseudo të rastësishme (PSP) me një periudhë përsëritjeje T duke përfshirë N kohëzgjatja e bitit të sekuencës t o secili. Në këtë rast, baza NPS është numerikisht e barabartë me numrin e elementeve PSP B = N * t 0 / t 0 = N.

Vizatim 6.5 - Bllok diagrami i kodimit të kodit dhe spektrit të sinjalit

Kështu, për të zhvendosur fazën e bartësitme çelësin e ndërrimit të fazëspërdoret një rrjedhë e shpejtë bit. Gjerësia e brezit zgjerohet artificialisht duke rritur shpejtësinë e transferimit të të dhënave (duke rritur numrin e biteve të transmetuara).Kjo bëhet duke zëvendësuar çdo bit informacioni me një shpërthim prej dhjetë ose më shumë bit.quajtur "patate të skuqura". Në këtë rast, brezi i frekuencës gjithashtu zgjerohet proporcionalisht. Sekuenca të tilla bit quhen të ngjashme me zhurmën ose PN. Këto sekuenca binare janë krijuar posaçërisht në mënyrë që numri i zerove dhe njësheve të jetë afërsisht i barabartë. Secili prej biteve zero të rrjedhës së informacionit zëvendësohet me një kod PN dhe ato me një kod PN të përmbysur. Ky modulim thirrur modulim me inversion bit. Kjo përzierje rezulton në një sinjal PN. Në korrelator, një kod PN jo i përmbysur që përputhet ngushtë me kodin lokal PN gjeneron pak informacion " 0 ". Në të njëjtën kohë, sekuenca që korrespondon me" 1 “, çon në kompletim dekorrelacion meqenëse kodi PN është i përmbysur për këtë bit informacioni. Kështu, korrelatori do të prodhojë një rrymë njësh për sekuencën PN të përmbysur dhe një rrjedhë zerosh për atë jo të përmbysur, që do të thotë rivendosjen e informacionit të transmetuar. Ndonjëherë një zhvendosje fazore prej 180 gradë përdoret për të transmetuar rrjedhën e bitit që rezulton, e cila quhet tastim binar i zhvendosjes së fazës (BPSK). Ose (më shpesh) transmetimi zbatohet nga çelësi i zhvendosjes së fazës kuadratike (QPSK), domethënë, dy bit (një numër nga 0 në 4) transmetohen njëkohësisht, të koduar me katër ndërrime të ndryshme fazore të frekuencës së bartësit. Një transmetues me një kod PN nuk mund të gjenerojë saktësisht të njëjtat breza anësor (përbërës spektral) si një transmetues tjetër duke përdorur një kod PN të ndryshëm.

Marrja e NLS kryhet nga një marrës optimal, i cili për një sinjal nga dyshemeja ness me parametra të njohur njehson integralin e korrelacionit

z = ∫ x (t) u (t) dt,

ku x (t) - sinjali hyrës, i cili është shuma e sinjalit të dobishëm u (t) dhe zhurma n (t) (në rast të zhurmës së bardhë). Pastaj vlera z krahasohet me pragun Z ... Vlera e integralit të korrelacionit gjendet duke përdorur një korrelator ose një filtër të përputhur. Korrelatori "ngjesh" spektrin e sinjalit hyrës me brez të gjerë duke e shumëzuar atë me një kopje referencë u (t) me filtrim të mëvonshëm, i cili çon në një përmirësim të raportit sinjal-zhurmë në daljen e korrelatorit në V herë në lidhje me hyrjen.

Fitimi që rezulton në raportin sinjal-zhurmë në daljen e marrësit është një funksion i raportit të gjerësisë së brezit të sinjaleve të brezit të gjerë ndaj sinjaleve bazë: sa më i madh të jetë përhapja, aq më i madh është fitimi. Në fushën e kohës, është një funksion i raportit të shpejtësisë së biteve të rrymës dixhitale në kanalin e radios me shpejtësinë e biteve të sinjalit bazë të informacionit. Për standardin IS-95(standard i parë CDMA) raporti është 128herë, ose 21 dB. Kjo lejon që sistemi të funksionojë në një nivel interference që tejkalon nivelin e sinjalit të dobishëm me 18 dB, pasi përpunimi i sinjalit në daljen e marrësit kërkon që niveli i sinjalit të tejkalojë nivelin e ndërhyrjes vetëm me 3 dB. Në kushte reale, niveli i ndërhyrjes është shumë më i vogël. Përveç kësaj, përhapja e sinjalit (deri në 1.23 MHz) mund të shihet si një aplikim i teknikave të diversitetit të frekuencës së marrjes. Përhapja e sinjalit në shtegun e radios është subjekt i zbehjes për shkak të përhapjes me shumë rrugë. Në domenin e frekuencës, ky fenomen mund të mendohet si efekti i një filtri notch me një gjerësi brezi të ndryshueshme notch (zakonisht jo më shumë se 300 kHz). AMPS(standard analog celular)kjo korrespondon me shtypjen e dhjetë kanaleve, dhe në sistemin CDMA vetëm rreth 25% e spektrit të sinjalit shtypet, gjë që nuk shkakton ndonjë vështirësi të veçantë gjatë rikuperimit të sinjalit në marrës.(Figura 6.6). AMPS gjerësia e brezit të një kanali 30 kHz, in GSM - 200 kHz).

Figura 6.6 - Ndikimi i interferencës me brez të ngushtë (a) dhe zbehjes (b) në një sinjal me brez të gjerë.

Një veti jashtëzakonisht e dobishme e pajisjeve DSSS është se, për shkak të nivelit shumë të ulët të fuqisë e tij sinjalizojnë se janë praktikishtmos ndërhyni me pajisjet konvencionale të radios(fuqi e lartë me brez të ngushtë), pasi këto të fundit marrin sinjalin e brezit të gjerë për zhurmë brenda intervalit të pranueshëm. Ne anen tjeter - pajisjet konvencionale nuk ndërhyjnë me ato me brez të gjerë, pasi sinjalet e tyre të fuqisë së lartë "zhurmë" secila vetëm në kanalin e vet të ngushtë dhe nuk mund ta mbysin plotësisht sinjalin me brez të gjerë. Është sikur me një laps të hollë, por një shkronjë e madhe e shkruar do të hijezohej me një stilolaps të theksuar - nëse goditjet nuk janë në një rresht, ne do të jemi në gjendje ta lexojmë letrën.

Si rezultat, mund të themi se përdorimi i teknologjive me brez të gjerë bën të mundur përdorimin e së njëjtës pjesë të spektrit të radios. dy herë - pajisjet konvencionale me brez të ngushtë dhe pajisjet me brez të gjerë "në krye të tyre".

Duke përmbledhur, ne mundemi theksoni sa vijon e rëndësishme vetitë e teknologjisë NLS, të paktën për metodën e sekuencës së drejtpërdrejtë:

P rezistencë ndaj antibiotikëve;

i vogël ndërhyrje me pajisje të tjera;

për të konfidencialiteti i transmetimit;

eh ekonomike në prodhim masiv;

v aftësia për të ripërdorur të njëjtën pjesë të spektrit.

6.4 Shumë kanale duke zgjeruar spektrin MC-CDMA (Multi Carrier)

Kjo metodë është një nëngrup i DSSS. Në vitin 1993, Instituti për Teknologjinë e Komunikimeve prezantoi një skemë të re të ndarjes sinkrone. Skema e propozuar kombinon avantazhet e DS-CDMA me shumëfishimin efikas të ndarjes së frekuencës ortogonale ( OFDM ). Skema e re e ndarjes quhet CDMA me shumë frekuencë ( MC-CDMA) ose si OFDM-CDMA , dhe përmban fleksibilitet të lartë dhe efikasitet të gjerësisë së brezit të krahasueshëm me DS-CDMA.

Në sistemin MC-CDMA, bitet pas kodimit të kanalit konvertohen në patate të skuqura duke shumëzuar me sekuencën e kodit të ndarjes së përdoruesit, e cila është e nevojshme për të minimizuar ndërhyrjen midis abonentëve. Funksionet ortogonale Walsh përdoren për të gjeneruar këto kode. Vetia kryesore e sistemit MC-CDMA është që të gjithë çipat e lidhur me një bit kodi transmetohenparalele në nënkanale me brez të ngushtë, duke përdorur OFDM.

Kjo mund të vizualizohet qartë duke marrë parasysh këtë teknologji të bazuar në standardin 802.11(Radio Ethernet) ... Le të imagjinojmë që i gjithë brezi "i gjerë" i frekuencës është i ndarë në një numër të caktuar nënkanalesh - (sipas 802.11 - 11 kanale). Çdo bit informacioni i transmetuar kthehet, sipas një algoritmi të caktuar, në një sekuencë prej 11 bitësh, këto 11 bit transmetohen njëkohësisht dhe paralelisht, duke përdorur të 11 nënkanalet. Gjatë marrjes, sekuenca e biteve që rezulton deshifrohet duke përdorur të njëjtin algoritëm si për kodimin. Një palë tjetër marrës-transmetues mund të përdorë një algoritëm të ndryshëm kodimi-dekodimi dhe mund të ketë shumë algoritme të tilla të ndryshme.

Rezultati i dukshëm i përdorimit të kësaj metode është mbrojtja e informacionit të transmetuar nga përgjimi (një marrës "i huaj" përdor një algoritëm të ndryshëm dhe nuk do të jetë në gjendje të dekodojë informacionin nga një transmetues i ndryshëm nga ai i tij). Por një veçori tjetër e metodës së përshkruar doli të ishte më e rëndësishme. Ajo qëndron në faktin se në sajë të 11-fish tepricat transferimi mund të shpërndahetsinjal me fuqi shumë të ulët(krahasuar me nivelin e fuqisë së sinjalit kur përdoret teknologjia konvencionale me brez të ngushtë),pa rritur madhësinë e antenave... Në të njëjtën kohë, raporti i nivelit të sinjalit të transmetuar me nivelin zvogëlohet shumë. zhurma , (d.m.th. ndërhyrje aksidentale ose e qëllimshme), kështu që sinjali i transmetuar është tashmë, si të thuash, i padallueshëm në zhurmën e përgjithshme. Por falë tepricës së saj 11-fish, pajisja marrëse do të jetë ende në gjendje ta njohë atë. Kjopothuajse njësoj si shkruar në 11 fletë e njëjta fjalë dhe disa fletët rezultoi të ishte shkruar me shkrim të palexueshëm, të tjerët janë gjysmë të fshirë ose në një copë letre të djegur - por megjithatë, në shumicën e rasteve, ne do të jemi në gjendje të përcaktojmë se çfarë është kjo fjalë duke krahasuar të 11 kopjet.

Në këtë fazë, një gjerësi brezi prej 1, 25 MHz i ndarë në 512 nënbartës. Ata janë gjetur të jenë më pak të ndjeshëm ndaj problemeve të fushës së afërt sesa sistemet DS-CDMA gjatë testimit.

6.5 Shpërndarja e kërcimit të frekuencës

Hyrja e frekuencës së operatorit metoda e tretë (oriz unok 6.7 ), kryhet duke akorduar shpejt frekuencën e daljes së sintetizuesit në përputhje me ligjin e formimit të një sekuence pseudo të rastësishme (Frekuenca Spektri i Përhapur CDMA - FHSS-CDMA). Çdo frekuencë e operatorit dhe brezat anësor të lidhur duhet të qëndrojnë brenda gjerësisë së brezit të specifikuar të FCC(Komisioni Federal i Komunikimeve i SHBA)... Vetëm kur marrësi i synuar e di sekuencën e kërcimeve të frekuencës së transmetuesit, marrësi i tij mund të ndjekë këto kërcime të frekuencës.

Oriz unoc 6.7 - Spektri i përhapjes së transportuesit

Në kodimin e kërcimit të frekuencës (FHSS), i gjithë gjerësia e brezit të caktuar për transmetimet ndahet në një numër nënkanalesh (sipas standardit 802.11, këto kanale janë 79). Çdo transmetues përdor vetëm një nga këto nënkanale në të njëjtën kohë, duke kërcyer rregullisht nga një nënkanal në tjetrin. Standardi 802.11 nuk rregullon frekuencën e kërcimeve të tilla - ai mund të vendoset ndryshe në secilin vend. Këto kërcime ndodhin në mënyrë sinkronike në transmetues dhe marrës në një sekuencë të paracaktuar pseudo të rastësishme të njohur për të dy; është e qartë se pa e ditur sekuencën e ndërrimit, është gjithashtu e pamundur të marrësh një ingranazh.

Çifti tjetër transmetues-marrës do të përdorë një sekuencë kërcimi të ndryshme të frekuencës, të vendosur në mënyrë të pavarur nga e para. Mund të ketë shumë sekuenca të tilla në një brez frekuencash dhe në një territor të linjës së shikimit (në një "qelizë"). Është e qartë se me rritjen e numrit të transmetimeve të njëkohshme, rritet edhe probabiliteti i përplasjeve, kur, për shembull, dy transmetues u hodhën njëkohësisht në frekuencën nr.45, secili në përputhje me sekuencën e vet dhe u mbytën njëri-tjetrin. Për rastet kur dy transmetues përpiqen të përdorin të njëjtën frekuencë në të njëjtën kohë, ekziston një protokoll i zgjidhjes së përplasjes në të cilin transmetuesi përpiqet të ridërgojë të dhënat në frekuencën tjetër me radhë.

6 . 6 Rrjetet e bazuara në CDMA

Historia dhe dispozitat e përgjithshme

1991 - Draft standardi IS-95 i zhvilluar nga Qualcomm.

1993 - Shoqata e Industrisë së Telekomunikacionit (TIA - Shoqata e Industrisë së Telekomunikacionit) miratoi versionin bazë të IS-95 dhe në korrik 1993 Komisioni Federal i Komunikimeve i SHBA (FCC) njohu teknologjinë celulare dixhitale të propozuar nga Qualcomm si IS-95 bazuar në CDMA.

1995 - Funksionimi i sistemit të parë komercial të komunikimit celular celular në Teknologjia CDMA IS-95 në Hong Kong.

Rrjetet dhe pajisjet me akses të shumëfishtë të ndarjes së kodit bazohen në standardet e TIA-s. Këto janë kryesisht standarde:

IS-95 CDMA - ndërfaqe radio; IS-96 CDMA - Shërbimet zanore;

IS-97 CDMA - stacion celular;IS-98 CDMA - stacion bazë;

IS-99 CDMA - shërbimet e transmetimit të të dhënave.

Stacioni i gjeneratës së dytë cdma One u implementua në bazë të një sërë standardesh. Më vonë, këto ide u zhvilluan në standardin e sistemit të brezit të gjerë CDMA - 2000.

Shërbimet bazë: fq transmetimi i të dhënave dhe zërit me shpejtësi 9.6 kbps, 4.8 kbps, 2.4 kbps; m thirrje në distancë; R oaming (kombëtare dhe ndërkombëtare); telefonata e radhës; P përcjellja e telefonatave (pa përgjigje, i zënë); telefonatë konferencë; dhe Treguesi i mesazhit në pritje të thirrjes; postë zanore; T Transmetimi i tekstit dhe pranimi i mesazheve.

Arkitektura e rrjetit

Figura 6.8 tregon një bllok diagramë të përgjithësuar të një rrjeti celular radio celular CDMA IS-95.

Elementet kryesore të këtij rrjeti (BTS, BSC, MSC, OMC) në përbërje përkojnë me elementët e përdorur në rrjetet e ndarjes së kohës celulare (për shembull, GSM). Dallimi kryesor është se rrjeti CDMA IS-95 përfshin pajisjet e vlerësimit të cilësisë dhe përzgjedhjes së bllokut (SU - Selector Unit). Përveç kësaj, për të zbatuar procedurën e dorëzimit të butë midis stacioneve bazë të kontrolluara nga kontrollues të ndryshëm (BSC), futen linjat e transmetimit midis SU dhe BSC (Inter BSC Soft handover). Në qendrën e komutimit celular (MSC), është shtuar një transkoder (TCE - Transcoder Equipment), i cili konverton mostrat e të folurit, formatin e të dhënave nga një format dixhital në tjetrin.

Sistemi CDMA i Qualcomm është krijuar për të funksionuar në intervalin e frekuencës 800 MHz. Ajo ndërtuar me metodën e përhapjes së drejtpërdrejtë të spektrit të frekuencës bazuar në përdorimin e 64 llojeve të sekuencave të formuara sipas ligjit të funksioneve Walsh. Për transmetimin e mesazheve zanore, u zgjodh një pajisje për konvertimin e të folurit me algoritmin CELP me një shkallë konvertimi prej 8000 bit / s (9600 bit / s në kanal). Mënyrat e mundshme të funksionimit me shpejtësi 4800, 2400, 1200 bit / s.

Standardi përdor përpunim të veçantë të sinjaleve të reflektuara që vijnë me vonesa të ndryshme dhe shtimin e peshës së tyre të mëvonshme, gjë që redukton ndjeshëm ndikimin negativ të efektit me shumë rrugë. Me përpunim të veçantë të trarëve në çdo kanal marrës në bazë stacionet Përdoren 4 korrelatorë që funksionojnë paralelisht dhe 3 korrelatorë përdoren në stacionin celular. Prania e korrelatorëve me punë paralele lejon një mënyrë të butë "dorëzimi" kur kaloni nga qeliza në qelizë.

Oriz i pakët 6.8 - Arkitektura e rrjetit CDMA

Modaliteti i butë "handoff" ndodh duke kontrolluar një stacion celular me dy ose më shumë stacione bazë. Transkoderi, i cili është pjesë e pajisjes kryesore, vlerëson cilësinë e marrjes së sinjalit nga dy stacione bazë në mënyrë sekuenciale kornizë për kornizë. Procesi i zgjedhjes së kornizës më të mirë çon në faktin se sinjali që rezulton mund të gjenerohet në procesin e ndërrimit të vazhdueshëm dhe "ngjitjes" pasuese të kornizave të marra nga stacione të ndryshme bazë që marrin pjesë në "dorëzimin".

Trafiku dhe kanalet e kontrollit

Në CDMA, kanalet për transmetim nga një stacion bazë në një stacion celular quhen Forward. Kanalet për stacionin bazë për të marrë informacion nga celulari quhen Reverse. Për kanalin e kthimit, IS-95 përcakton brezin e frekuencës nga 824 në 849 MHz. Për kanalin përpara - 869-894 MHz. Kanalet përpara dhe ato të kthimit ndahen nga një interval 45 MHz. Të dhënat e përdoruesit paketohen dhe transmetohen në një kanal me një gjerësi brezi prej 1,2288 Mbps. Kapaciteti i ngarkesës së lidhjes përpara është 128 lidhje telefonike me një shpejtësi trafiku prej 9.6 Kbps. Përbërja e kanalit në CDMA në standardin IS-95 tregohet në oriz unke 6.9.

Në standard IS-95 përdor lloje të ndryshme modulimi për kanalet e përparme dhe të kundërta. Në lidhjen përpara, stacioni bazë transmeton njëkohësisht të dhëna për të gjithë përdoruesit në qelizë duke përdorur kode të ndryshme për ndarjen e kanaleve për secilin përdorues. Sinjali pilot transmetohet gjithashtu, ai ka një nivel më të lartë fuqie, duke i lejuar përdoruesit të sinkronizohen ation.

Oriz i pakët 6.9 - Trafiku CDMA dhe kanalet e kontrollit

Në drejtim të kundërt, stacionet celulare përgjigjen në mënyrë asinkrone (pa përdorur një sinjal pilot), ku niveli i fuqisë që arrin në stacionin bazë nga çdo stacion celular është i njëjtë. Kjo mënyrë është e mundur për shkak të kontrollit të energjisë dhe kontrollit të fuqisë së abonentëve celularë mbi kanalin e shërbimit.

Kanalet direkte

Të dhënat në kanalin e trafikut përpara grupohen në një kornizë 20 ms. Të dhënat e përdoruesit, pas kodimit dhe formatimit, ndërthuren për të rregulluar shpejtësinë aktuale të të dhënave, e cila mund të ndryshojë. Pastaj spektri i sinjalit shpërndahet duke shumëzuar me një nga 64 sekuencat pseudo-rastësore (bazuar në funksionet Walsh) në një vlerë prej 1,2288 Mbps. Çdo abonenti celular i caktohet një PSP, me ndihmën e të cilit th të dhënat e tij do të ndahen nga të dhënat e abonentëve të tjerë. Ortogonaliteti i PRS sigurohet nga kodimi sinkron i njëkohshëm i të gjitha kanaleve në qelizë (d.m.th., fragmentet e përdorura në çdo moment të kohës janë ortogonale). Siç është përmendur tashmë, sistemi transmeton një sinjal pilot (kod) në mënyrë që terminali celular të mund të kontrollojë karakteristikat e kanalit, të marrë stampat kohore, duke siguruar sinkronizimin e fazave për zbulimin koherent. Për sinkronizimin e rrjetit global, sistemi përdor gjithashtu etiketat e radios GPS.(Global Position System) satelitë.

Përbërja e kanaleve direkte

Kanali Pilot është krijuar për të vendosur sinkronizimin fillestar, për të kontrolluar nivelin e sinjalit të stacionit bazë në kohë, frekuencë dhe fazë dhe për të identifikuar stacionin bazë.

Kanali sinkronizues (SCH) ruan nivelin e emetimit pilot, si dhe fazën e sekuencës pseudo të rastësishme të stacionit bazë. Kanali i sinkronizimit transmeton sinjale sinkronizimi në terminalet celulare në 1200 baud.

Një kanal transmetimi i mesazheve të shkurtra, Kanali Paging, përdoret për të thirrur një stacion celular. Numri i kanaleve është deri në 7 për qelizë. Pas marrjes së sinjalit të thirrjes, stacioni celular transmeton një sinjal konfirmimi në stacionin bazë. Pas kësaj, informacioni në lidhje me konfigurimin e lidhjes dhe caktimin e kanalit të komunikimit transmetohet në stacionin celular përmes kanalit të thirrjes së transmetimit. Funksionon në 9600, 4800, 2400 baud.

Forward Traffic Channel (FTCH) është projektuar për të transmetuar mesazhe zanore dhe të dhëna, si dhe për të kontrolluar informacionin nga një stacion bazë në një celular; transferon çdo të dhënë të përdoruesit.

Për të ofruar shërbime të ndryshme komunikimi në CDMA, përdoren dy lloje kanalesh. E para quhet kryesore, dhe e dyta quhet shtesë. Shërbimet e ofruara përmes këtij çifti kanalesh varen nga skema e komunikimit. Kanalet mund të përshtaten për një lloj të caktuar shërbimi dhe të punojnë me madhësi të ndryshme kornizash duke përdorur çdo vlerë shpejtësie nga dy diapazon shpejtësie: RS-1 (1200, 2400, 4800 dhe 9600 bps) ose RS-2 (1800, 3600, 7200 dhe 14400 bps). Zbulimi dhe zgjedhja e shpejtësisë së marrjes kryhet automatikisht.

Secilit kanal logjik i është caktuar kodi i tij Walsh, siç tregohet në Oriz Unke 6.10 ... Në total, një kanal fizik mund të ketë 64 kanale logjike, pasi sekuencat Walsh të cilave u caktohen kanalet logjike janë 64 në total dhe secila prej tyre ka një gjatësi prej 64 bit. Nga të gjitha 64 kanalet:

1. kanalit të parë i është caktuar kodi i parë Walsh (W0), i cili korrespondon me kanalin pilot;
2. kodi i tridhjetë e dytë Walsh (W32) i caktohet kanalit tjetër, shtatë kanaleve të ardhshme u caktohen gjithashtu sekuencat e tyre Walsh (W1, W2, W3, W4, W5, W6, W7) me të cilat korrespondojnë kanalet e paging;
3. 55 kanale janë të destinuara për transmetimin e të dhënave përmes kanalit të trafikut të drejtpërdrejtë.

Oriz unok 6.10 - Struktura e kanalit të drejtpërdrejtë

Përbërja e kanaleve të kthimit

Kanali i Aksesit (ACH) lejon stacionin celular të komunikojë me stacionin bazë kur stacioni celular nuk po përdor ende kanalin e trafikut. Kanali i aksesit përdoret për të vendosur thirrjet dhe përgjigjet, komandat dhe kërkesat e regjistrimit të rrjetit të kanalit Paging. Kanalet e aksesit kombinohen (kombinohen) me kanalet e thirrjeve.

Kanali i trafikut të kundërt (RTCH) përcjell mesazhe zanore dhe informacione kontrolli nga një stacion celular në një stacion bazë.

Karakteristikat kryesore sistemeve

Gama e frekuencës së transmetimit MS	824.040 - 848.860 MHz
Gama e frekuencës së transmetimit BTS	869.040 - 893.970 MHz
Paqëndrueshmëria relative e transportuesit të BTS	+/- 5*10 -8
Paqëndrueshmëria relative e frekuencës së bartësit MS	+/- 2,5*10 -6
Lloji i modulimit të bartësit	QPSK (BTS), O-QPSK (MS)
Gjerësia e spektrit të sinjalit të emetuar:- 3 dB 40 dB	1,25 MHz 1.50 MHz
Frekuenca e orës së gjerësisë së brezit të memories së funksionit M	1,2288 MHz
Numri i kanaleve BTS në 1 frekuencë operatori	1 kanal pilot 1 kanal sinkronizimi Kanale për 7 persona. telefononi 55 kanale komunikimi
Numri i kanaleve MS	1 kanal aksesi 1 kanal komunikimi
Norma Baud në kanale: - sinkronizimi Në kanalin e thirrjes dhe aksesit personal Në kanalet e komunikimit	1200 bps 9600, 4800 bps 9600, 4800, 2400, 1200 bps
Kodimi BTS	Kodi konvolucional R = 1/2, K = 9
Kodimi MS	Kodi konvolucional R = 1/3, K = 9
Raporti i energjisë së bitit të informacionit të kërkuar për marrjen	6-7 dB
Fuqia e rrezatuar maksimale efektive e BTS	50 vat
Fuqia maksimale efektive e rrezatuar MS	6,3 - 1,0 W

6.7 Rendi i kalimit të të dhënave zanore në një stacion celular përpara se t'i dërgoni ato në transmetim

R Konsideroni bllok diagramin e kanalit të trafikut të kundërt(Figura 6.11) ... Në kanalet e përparme dhe të pasme, ky model përsëritet; varësisht se cili kanal është aktualisht në përdorim, disa blloqe të kësaj skeme janë të përjashtuara.

1. Sinjali i të folurit hyn në kodekun e të folurit - në këtë fazë sinjali i të folurit digjitalizohet dhe kompresohet duke përdorur algoritmin CELP.

Parimi është si më poshtë. Rrjedha e të dhënave shkruhet në matricën rresht pas rreshti. Pasi matrica të jetë mbushur, filloni ia jep cha sipas kolonave. Rrjedhimisht, kur disa pjesë informacioni shtrembërohen në ajër me radhë, kur merr një shpërthim gabimesh, duke kaluar nëpër matricën e kundërt, ai shndërrohet në gabime të vetme.

Figura 6.11 - Diagrami strukturor a kanali i trafikut të kthimit

4. Më tej, sinjali hyn në njësinë e kodimit (nga përgjimi) - një maskë (sekuencë) me gjatësi 42 bit është mbivendosur mbi informacionin. Kjo maskë është e klasifikuar. Me përgjimin e paautorizuar të të dhënave në ajër, është e pamundur të deshifrohet sinjali pa e ditur maskën. Metoda e numërimit të të gjitha vlerave të mundshme nuk është efektive sepse kur gjeneroni këtë maskë, duke përsëritur mbi të gjitha vlerat e mundshme, do të duhet të gjeneroni 8, 7 trilion maska ​​42-bit.

5. Blloku për shumëzim me kod Walsh - rryma e të dhënave dixhitale shumëzohet me një sekuencë bitesh të gjeneruar nga funksioni Walsh.

Në këtë fazë të kodimit të sinjalit, spektri i frekuencës përhapet, d.m.th. çdo bit informacioni është i koduar me një sekuencë Walsh 64-bit. Se. shpejtësia e rrjedhës së të dhënave në kanal është rritur me 64 herë. Prandaj, në bllokun e modulimit të sinjalit, shpejtësia e manipulimit të sinjalit rritet, pra zgjerohet spektri i frekuencës.

Funksioni Walsh është gjithashtu përgjegjës për filtrimin e informacionit të panevojshëm nga pajtimtarët e tjerë. Në momentin e fillimit të seancës së komunikimit, abonentit i caktohet frekuenca me të cilën do të operojë dhe një (nga 64 të mundshme) kanal logjik, i cili përcakton funksionin Walsh. Në momentin e marrjes, sinjali shkon në drejtim të kundërt sipas skemës. Sinjali i marrë shumëzohet me sekuencën e kodit Walsh. Nga rezultati i shumëzimit llogaritet integrali i korrelacionit.

Nëse pragu Z e plotëson vlerën kufi, atëherë sinjali është i yni. Sekuenca e funksioneve Walsh janë ortogonale dhe kanë veti të mira korrelacioni dhe autokorrelacioni, kështu që probabiliteti për të ngatërruar sinjalin tuaj me të dikujt tjetër është 0, 01 %.

6. Blloku për shumëzimin e sinjalit me dy funksione M (M1 - 15 bit i gjatë, M2 - 42 bit i gjatë) ose quhen gjithashtu sekuenca PSP-pseudo-rastësore - blloku është krijuar për të përzier sinjalin për bllokun e modulimit. Secilës frekuencë të caktuar i caktohet një funksion i ndryshëm M.

7. Blloku i modulimit të sinjalit - standardi CDMA përdor modulimin fazor PM4, OFM4.

Përfitimet e CDMA

1. Efikasitet i lartë spektral. CDMA ju lejon të shërbeni më shumë abonentë v i njëjti brez frekuencash si llojet e tjera të ndarjes ( TDMA, FDMA).
2. Alokimi fleksibël i burimeve. Me ndarjen e kodit, nuk ka kufizim të rreptë në numrin e kanaleve. Me një rritje të numrit të abonentëve, probabiliteti i gabimeve të deshifrimit rritet gradualisht, gjë që çon në një ulje të cilësisë së kanalit, por jo në një mohim të shërbimit.
3. V Siguri e lartë e kanaleve. Është e vështirë të zgjedhësh kanalin e dëshiruar pa e ditur kodin e tij që në I gjithë brezi i frekuencës është i mbushur në mënyrë uniforme me një sinjal të ngjashëm me zhurmën.
4. Telefonat CDMA kanë fuqi më të ulët të rrezatimit maksimal dhe për këtë arsye janë më pak të dëmshëm.

6.8 Evolucioni i sistemeve celulare duke përdorur teknologjinë CDMA

Aktualisht, pajisjet e standardit CDMA janë më të rejat dhe më të shtrenjtat, por në të njëjtën kohë më të besueshmet dhe më të mbrojturat. Komuniteti Evropian, në kuadër të programit kërkimor RACE, po zhvillon një projekt CODIT për të krijuar një nga variantet e Sistemit Universal të Telekomunikacionit Mobile (UMTS) bazuar në parimin e ndarjes së kodit ndërmjet kanaleve duke përdorur sinjale të spektrit të përhapjes direkte me brez të gjerë.

Dallimi kryesor i konceptit CODIT do të jetë përdorimi efikas dhe fleksibël i burimit të frekuencës. Siç e shpjeguam më herët, sinjalet CDMA me brez të gjerë nuk ndikohen kryesisht nga ndërhyrja me brez të ngushtë. Për shkak të kësaj veçorie, standardi CODIT do të përdorë gjithashtu intervale mbrojtëse midis operatorëve për transmetimin e të dhënave.

Teknologjia e ndarjes së kodit të kanaleve CDMA, për shkak të efikasitetit të lartë spektral, është një zgjidhje radikale për evolucionin e mëtejshëm të sistemeve të komunikimit celular.

CDMA2000 është standardi 3G në zhvillimin evolucionar të rrjeteve cdmaOne (bazuar në IS-95 ). Duke ruajtur parimet bazë të përcaktuara nga versioni IS-95A , teknologjia CDMA po evoluon vazhdimisht.

Zhvillimi i mëpasshëm i teknologjisë CDMA bëhet brenda kornizës së teknologjisë CDMA2000. Kur ndërtohet një sistem komunikimi celular bazuar në teknologjinë CDMA2000 1X, faza e parë siguron transmetimin e të dhënave me një shpejtësi deri në 153 kbps, e cila lejon ofrimin e shërbimeve zanore, transmetimin e mesazheve të shkurtra, e-mail, internet, bazat e të dhënave, transmetimin e të dhënave dhe imazhe të palëvizshme.

Kalimi në fazën tjetër të CDMA2000 1X EV-DO ndodh kur përdorni të njëjtin brez frekuence 1,23 MHz, shpejtësia e transmetimit është deri në 2,4 Mbit / s në kanalin e përparmë dhe deri në 153 kbit / s në anën e pasme, gjë që e bën këtë sistem komunikimi në përputhje me kërkesat 3G dhe bën të mundur ofrimin gamën më të gjerë të shërbimeve, deri në transmetimin e videos në kohë reale.

Faza tjetër në zhvillimin e standardit në drejtim të rritjes së kapacitetit të rrjetit dhe transmetimit të të dhënave është 1XEV-DO Rev A : transferimi i të dhënave me një shpejtësi deri në 3.1 Mbit / s drejt pajtimtarit dhe deri në 1.8 Mbit / s - nga pajtimtari. Operatorët do të jenë në gjendje të ofrojnë të njëjtat shërbime si në bazë të Rev. 0, dhe, përveç kësaj, transmetoni zërin, të dhënat dhe transmetoni përmes rrjeteve IP. Tashmë ekzistojnë disa rrjete të tilla operative në botë.

Zhvilluesit e pajisjeve të komunikimit CDMA kanë nisur një fazë të re - 1XEV-DO Rev B , - për të arritur shpejtësitë e mëposhtme në një kanal frekuence: 4.9 Mbps për abonentin dhe 2.4 Mbps nga abonenti. Përveç kësaj, do të jetë e mundur të kombinohen kanale të shumta frekuencash për të rritur shpejtësinë. Për shembull, kombinimi i 15 kanaleve të frekuencës (numri maksimal i mundshëm) do të lejojë arritjen e shpejtësive prej 73.5 Mbit / s për pajtimtarin dhe 27 Mbit / s nga pajtimtari. Përdorimi i rrjeteve të tilla është performanca e përmirësuar e aplikacioneve të ndjeshme ndaj kohës si p.sh VoIP , Push to Talk, videotelefonia, lojërat në rrjet, etj.

Komponentët kryesorë të suksesit tregtar të sistemit CDMA2000 janë një zonë më e gjerë mbulimi, cilësi e lartë e të folurit (pothuajse e barabartë me sistemet me tela), fleksibilitet dhe kosto e ulët e prezantimit të shërbimeve të reja, imuniteti i lartë i zhurmës dhe stabiliteti i kanalit të komunikimit nga përgjimi. dhe përgjimi.

Gjithashtu, një rol të rëndësishëm luhet nga fuqia e ulët e rrezatuar e transmetuesve radio të pajisjeve të pajtimtarëve. Kështu, për sistemet CDMA2000, fuqia maksimale e rrezatuar është 250 mW. Për krahasim: në sistemet GSM-900 kjo shifër është 2 W (në një puls, kur përdorni GPRS + EDGE membushja maksimale; maksimumi kur mesatarizohet me kalimin e kohës gjatë bisedës normale - rreth 200 mW). Në sistemet GSM-1800 - 1 W (në një impuls, mesatarja është pak më pak se 100 mW).

Parimet e matjes së ndarjes së kanaleve

Nga numri i madh i parimeve të ndryshme të ndarjes së kanaleve në matjen e sistemeve të informacionit, duhet veçuar ndarjen e kanaleve më të përdorura në praktikë: shumëkanalësh (kabllo me fibër optike), frekuencë, kohë, kod dhe ortogonal (në komunikim).

Ndarja e frekuencave të kanaleve ndryshon në atë që çdo sinjali i është caktuar frekuenca e tij e veçantë në mënyrë që brezat e frekuencës së secilit sinjal të vendosen në seksione të frekuencave jo të mbivendosura të diapazonit të frekuencës.

Kapaciteti maksimal i informacionit të pajisjeve të frekuencës për qarqet elektrike dhe filtrat është i kufizuar nga një numër relativisht i vogël votuesish të frekuencës të vendosur në intervalin e frekuencës së funksionimit (për shembull, në një kanal telefonik), i cili shkaktohet nga vështirësitë në zbatimin e votuesve me brez të ngushtë. . Prandaj, në pajisjet e frekuencës me një kapacitet relativisht të madh informacioni, çdo sinjal ndahet jo një frekuencë individuale, por një kombinim i disa frekuencave; në këtë rast, frekuencat mund të transmetohen njëkohësisht ose në mënyrë alternative.

Me transmetimin e njëkohshëm të frekuencave, numri i përgjithshëm i sinjaleve N për n frekuencat e mundshme dhe m frekuencat e përfshira në formimin e një kombinimi të një kodi,

Nëse dy frekuenca të transmetuara njëkohësisht marrin pjesë në secilën fjalë të koduar, atëherë formula thjeshtohet dhe numri i sinjaleve

Kur dërgoni në mënyrë sekuenciale frekuenca, nuk transmetohet më shumë se një frekuencë në çdo kohë. Kjo ju lejon të reduktoni kërkesat për shtrembërim harmonik në kanal dhe pajisje në një vlerë lehtësisht të arritshme. Prandaj, pajisjet për ndarjen e kanaleve matëse me transmetim serik të frekuencave përdoren më gjerësisht.

Në këtë rast

Për kodin e përdorur me zgjedhjen e secilit objekt me dy frekuenca, formula është thjeshtuar:

Gjerësia e brezit të zënë në kanalin e komunikimit është kryesisht e kufizuar nga vetitë selektive dhe stabiliteti i votuesve dhe gjeneratorëve të frekuencës. Përzgjedhësit e frekuencës me qarqe rezonante elektrike dhe filtra të brezit përdoren gjerësisht. Për të rritur faktorin e cilësisë, përdoren induktorë me bërthama ferromagnetike. Ngushtimi i brezit të votuesve të frekuencës bën të mundur përdorimin më ekonomik të brezit të frekuencave në kanalin e komunikimit dhe rritjen e imunitetit ndaj zhurmës së IMS. Prandaj, për zhvillimin e mëtejshëm të pajisjeve të frekuencës, janë me interes përzgjedhësit dhe gjeneratorët elektromekanikë të frekuencës me brez të ngushtë, si dhe RС- filtra dhe gjeneratorë me teknologji hibride të prodhimit.

Metodat e ndarjes së frekuencës bënë të mundur krijimin e përzgjedhësve të thjeshtë të frekuencave të objekteve që nuk kërkojnë burime lokale të energjisë, gjë që është shumë e rëndësishme për pajisjet e kontrollit masiv të shpërndarë në një kanal komunikimi: në tubacione, në ujitje, në fusha nafte, etj.

Ndarja kohore e kanaleve ndryshon në atë secila prej N sinjalet e transmetuara, kanali i komunikimit sigurohet në mënyrë alternative (në mënyrë sekuenciale). Në intervalin kohor T 1 transmetohet sinjali i parë, dhe në intervalin kohor T i sinjali i I-të. Prandaj, çdo sinjal ka një slot kohor të caktuar për të, i cili nuk mund të pushtohet nga sinjale të tjera. Ndarja e sinjaleve në anët transmetuese dhe marrëse të kanalit të komunikimit kryhet në mënyrë sinkrone dhe në fazë nga çelsat e funksionimit (shpërndarësit). Për të gjitha sistemet me ndarje kohore të sinjaleve, sinkronizimi i funksionimit të valvulës është i detyrueshëm.

Elementet e stafetës pa kontakt me burime të pakufizuara ose shumë të mëdha të aktivizimit të elementeve të stafetës rezultuan të këshillohen të përdorni mënyrën ciklike të funksionimit të pajisjeve me një frekuencë të qëndrueshme të orës dhe një cikël kalimi të qëndrueshëm ndaj frekuencës prej një fraksioni të sekondës. Në shumë raste, një rrjet i zakonshëm i energjisë 50 Hz në anët transmetuese dhe direkte është përdorur si frekuencë e orës. Kjo e bëri më të lehtë sinkronizimin e valvulave.

Gjatë ciklit të shpërndarësve në pajisje të tilla të përdorura ende në ekonominë kombëtare, transmetohet vetëm një komandë përgatitore për të zgjedhur qarqet e daljes së objektit. Në trenat e pulsit të përgjigjes në çdo cikël, informacioni për të gjitha TMS transmetohet me metodën shumëkanale. Operatori, pasi konfirmon komandën përgatitore, transmeton komandën ekzekutive. Të gjitha pajisjet e ndarjes së kohës përdorin një sërë mbrojtjesh që rrisin në mënyrë dramatike besueshmërinë e transmetimit të komandës. Besueshmëria e transmetimit të sinjaleve TI dhe TK rritet me përsëritjen e tyre ciklike.

Pajisjet e shumëfishimit të ndarjes së kodit me sinjale të ndarjes së kodit kohor, të quajtura gjithashtu pajisje dixhitale, kanë përparësi të pamohueshme, si imuniteti më i lartë i zhurmës, përdorimi më i mirë i kanalit të komunikimit, mundësi më të mëdha për unifikimin e prodhimit masiv dhe aplikimit në një shumëllojshmëri kushtesh, pavarësisht numër pak më i madh i komponentëve (pjesëve) në sistem për një sinjal.

Duke marrë parasysh shumëllojshmërinë e parimeve të mundshme dhe të përdorura për ndërtimin e pajisjeve kodike (dixhitale), ne kufizohemi në prezantimin e parimeve të përgjithësuara, të thjeshtuara të ndarjes dhe transmetimit të sinjaleve të kodit në pajisjet shumëfunksionale.

Pajisjet kodike (dixhitale) përfshijnë pajisje me ndarje kohore të elementeve të sinjalit, kode me dy pozicione, transmetime të sinjalit të adresave ose me mbizotërim të transmetimeve të adresave mbi ato shumëkanale.

Shpejtësia e transferimit të informacionit në pajisje mund të ndryshojë brenda kufijve të gjerë duke ndërruar frekuencën e orës dhe kufizohet kryesisht nga gjerësia e brezit të kanalit të komunikimit. Vini re se aftësia për të ndryshuar shpejtësinë e transmetimit duke ndryshuar frekuencën e orës është tipike për një klasë të gjerë sistemesh dixhitale. Pajisjet dixhitale IMS mund të funksionojnë nëpërmjet kanaleve telegrafike dhe telefonike me një shpejtësi prej 50 deri në 2000 - 3000 Baud dhe më shumë.