مثير للإعجاب

طيف انتشار التسلسل المباشر: الأساسيات

طيف انتشار التسلسل المباشر: الأساسيات


DSSS ، الطيف المنتشر بالتتابع المباشر هو شكل من أشكال إرسال الطيف الممتد الذي يستخدم شفرات التمديد لنشر الإشارة عبر عرض نطاق أوسع ، ثم عادة ما تكون مطلوبة.

إن التقنية الكامنة وراء طيف الانتشار المباشر المتسلسل ، DSSS هي للوهلة الأولى غير بديهية ، ولكن يتم استخدام DSSS في عدد من المجالات حيث تتيح الحصول على فوائد كبيرة.

توزيع الطيف بالتسلسل المباشر

انتشار الطيف بالتسلسل المباشر هو شكل من أشكال الإرسال يشبه إلى حد بعيد الضوضاء البيضاء على عرض النطاق الترددي للإرسال. ومع ذلك ، بمجرد استلامها ومعالجتها باستخدام رموز فك الترميز الصحيحة ، يمكن استخراج البيانات المطلوبة.

عند إرسال إشارة طيف انتشار DSSS ، يتم مضاعفة إشارة البيانات المطلوبة مع ما يُعرف باسم دفق بيانات الانتشار أو رمز رقاقة. يحتوي دفق البيانات الناتج على معدل بيانات أعلى من البيانات نفسها. غالبًا ما يتم ضرب البيانات باستخدام دالة XOR (OR حصرية).

كل بت في تسلسل الانتشار تسمى رقاقة ، وهذا أقصر بكثير من كل بتة معلومات. تسلسل الانتشار أو تسلسل الشريحة له نفس معدل البيانات مثل الناتج النهائي من مضاعف الانتشار. يُطلق على المعدل اسم معدل الشريحة ، وغالبًا ما يتم قياسه من حيث عدد شرائح M / ثانية.

يتم بعد ذلك تشكيل دفق بيانات النطاق الأساسي على ناقل ، وبهذه الطريقة تنتشر الإشارة الإجمالية على نطاق أوسع بكثير مما لو كانت البيانات قد تم تشكيلها ببساطة على الموجة الحاملة. وذلك لأن الإشارات ذات معدلات البيانات العالية تشغل نطاقات إشارة أوسع من تلك ذات معدلات البيانات المنخفضة.

لفك تشفير الإشارة واستقبال البيانات الأصلية ، يتم أولاً إزالة تشكيل إشارة CDMA من الناقل لإعادة تكوين دفق البيانات عالي السرعة. يتم ضرب هذا مع كود الانتشار لإعادة توليد البيانات الأصلية. عند القيام بذلك ، يتم إعادة إنشاء البيانات التي تم إنشاؤها بنفس كود الانتشار فقط ، ويتم تجاهل جميع البيانات الأخرى التي تم إنشاؤها من تدفقات كود الانتشار المختلفة.

يعد استخدام الطيف المنتشر بالتتابع المباشر مبدأً قوياً وله العديد من المزايا.

عملية تشفير / فك تشفير الطيف المنتشر بالتتابع المباشر DSSS

من أجل تصور كيفية عمل عملية انتشار الطيف بالتسلسل المباشر ، فإن أسهل طريقة هي إظهار مثال على كيفية عمل النظام فعليًا من حيث بتات البيانات ، وكيف يتم استرداد البيانات من DSSS ، إشارة الطيف المنتشرة بالتسلسل المباشر.

الجزء الأول من العملية هو توليد إشارة DSSS. خذ كمثال أن البيانات التي سيتم إرسالها هي 1001 ، والرقاقة أو كود الانتشار هو 0010. لكل بتة بيانات ، يتم استخدام كود الانتشار الكامل لمضاعفة البيانات ، وبهذه الطريقة ، لكل بتة بيانات ، الانتشار أو الإشارة الموسعة تتكون من أربع بتات.

1001البيانات المراد نقلها
0010001000100010رقاقة أو نشر التعليمات البرمجية
1101001000101101الناتج انتشار البيانات الناتج

مع الحصول على الإشارة وإرسالها ، يجب فك تشفيرها داخل جهاز الاستقبال البعيد:

1101001000101101إشارة CDMA الواردة
0010001000100010رقاقة أو نشر التعليمات البرمجية
1111000000001111نتيجة عدم الانتشار
1001إخراج متكامل


ملحوظة: 1 × 1 = 01 × 0 = 1

وبهذه الطريقة ، يمكن ملاحظة أن البيانات الأصلية يتم استردادها بالضبط باستخدام نفس رمز الانتشار أو رقاقة. لو تم استخدام رمز آخر لتجديد إشارة طيف انتشار CDMA ، لكان قد نتج عن ذلك تسلسل عشوائي بعد إلغاء الانتشار. كان سيظهر هذا كضوضاء في النظام.

كانت شفرة الانتشار المستخدمة في هذا المثال بطول أربعة بتات فقط. هذا مكّن العملية من تصورها بسهولة أكبر. قد تكون رموز النشر الشائعة 64 بت أو حتى 128 بت لتوفير الأداء المطلوب.

كسب نشر DSSS

سيكون عرض النطاق الترددي لإشارة الطيف الممتد أوسع بكثير من تدفق البيانات الأصلي. لتقدير الزيادة في عرض النطاق الترددي ، يتم استخدام مصطلح يُعرف باسم كسب الانتشار. إذا كان عرض النطاق الترددي لـ DSSS ، فإن إشارة انتشار الطيف بالتتابع المباشر هي دبليو وطول أو فترة بت بيانات الإدخال 1 / ص ثم يمكن تحديد كسب انتشار DSSS:

لقد وجد أنه كلما زاد كسب انتشار إشارة الطيف المنتشرة بالتتابع المباشر ، كان أداء النظام أكثر فعالية. هذا لأن الإشارة المطلوبة تصبح أكبر. في المثال الموضح أعلاه ، كسب التمديد هو أربعة ، كما يتضح من حقيقة أنه يتم إنشاء أربعة "1" لكل بتة بيانات مطلوبة. ستظهر البيانات التي تنتجها رموز التوزيع الأخرى كضوضاء ويمكن التخلص منها لأنها ستكون أقل في القيمة.

انتشار تطبيقات الطيف بالتتابع المباشر

يتم استخدام DSSS في عدد من المجالات حيث مكنته خصائصه من تقديم بعض المزايا الفريدة على التقنيات الأخرى.

  • الاتصالات السرية: تم استخدام DSSS لأول مرة لتوفير اتصالات آمنة وسرية. كان من الصعب في البداية اكتشاف الإشارات لأنها بدت مثل ضوضاء النطاق العريض وغالبًا ما كانت مخطئة في ذلك. أيضًا للوصول إلى البيانات ، من الضروري معرفة الكود المستخدم لتوليد الإشارة
  • تقنية الهاتف المحمول CDMA: تم استخدام تقنية DSSS لتوفير مخطط وصول متعدد تم استخدامه لتقنية السيلوفان 3G. استخدم كل هاتف نقال رمز وصول مختلفًا أو رمز انتشار وهذا مكّن العديد من المستخدمين من الوصول إلى المحطة الأساسية على نفس التردد.
  • GNSS: تستخدم أنظمة الملاحة القائمة على الأقمار الصناعية DSSS لأن هذا يعطي كسب إشارة عن طريق نشر الإشارة عبر عرض نطاق عريض. كما أنها تمكن الأقمار الصناعية المختلفة من استخدام نفس القناة دون تدخل متبادل.


شاهد الفيديو: Business Model Canvas مخطط نموذج العمل لأي مشروع (ديسمبر 2021).