30. Телекомунікаційні мережі з технологією dsss. Визначення, математичні моделі процесів. Основні характеристики (14 лекция)
Как известно, расширение спектра сигнала приводит к увеличению его базы.
Из википедии:
DSSS— в телекомунікації технологія модуляції, що забезпечує більшу продуктивність локальних бездротових мереж шляхом розширення спектра випромінюваного сигналу. Метод полягає в підвищенні тактової частоти модуляції, при цьому кожному символу передаваного повідомлення ставиться у відповідність деяка досить довга псевдовипадкова послідовність.
Модель системы беспроводного доступа с расширением спектра методом прямой последовательности на основе технологии DSSS представлена на риунке:
а) Передатчик
б) Приемник
Рассмотрим схему DSSS с модуляцией BPSK (Binary Phase Shift Keying). Сигнал BPSK можно описать следующей формулой:
.
(1)
Здесь
—
амплитуда сигнала;
—
несущая частота;
—
дискретная функция, принимающая значение
+1, если соответствующий бит потока
данных равен 1, и -1, когда бит данных
равен 0.
Чтобы получить сигнал DSSS,
необходимо умножить
на функцию
,
которая соответствует псевдослучайной
последовательности и принимает значения
-1 и +1:
(2)
При поступлении сигнала на
приемник он еще раз умножается на
.
Поскольку
,
в результате умножения будет восстановлен
исходный сигнал:
.
(3)
Рассмотрим другие схемы системы DSSS.
Мы рассмотрели первый способ
— модуляция по схеме BPSK
потока данных
с
последующим умножением полученной
функции
на
.
Второй способ - умножение
на
с
последующим применением модуляции
BPSK.
Реализация второй трактовки приведена на следующем рисунке:
Рассмотрим помехоустойчивость системы DSSS.
Как и для схемы FНSS, представление об эффективности DSSS можно получить, проанализировав устойчивость системы связи к подавлению помех. Предположим, что намеренная помеха ставится на центральной частоте системы DSSS. Сигнал помех имеет следующий вид:
.
(4)
Полученный сигнал можно представить так:
.
(5)
Здесь:
-
переданный сигнал;
-
сигнал намеренных помех;
- аддитивный белый шум;
-
мощность сигнала помех.
Устройство сужения спектра
в приемнике умножает
на
.
Компоненту сигнала, соответствующую
намеренным помехам,
можно записать в следующем виде:
.
(6)
Таким образом, имеем простое
применение модуляции BPSK
к несущему тону. Следовательно, мощность
несущей
,
распределена в полосе, ширина которой
приблизительно равна
.
В то же время демодулятор BPSK,
следующий за устройством сужения
спектра, включает полосовой фильтр с
шириной полосы
,
который согласован с данными BPSK.
Значит, большая часть мощности помех
отфильтровывается.
Таким образом, использование
расширенного спектра снизило мощность
намеренных помех в
раз.
Величина, обратная данному коэффициенту,
выражает выигрыш в отношении сигнал/шум:
.
(8)
Здесь:
-
скорость передачи данных кода расширения;
-
скорость передачи данных;
-
ширина полосы сигнала;
-
ширина полосы сигнала расширенного
спектра.
Результат подобен результату
для схемы FHSS,
где для FHSS:
(
отношение мощности сигнала к мощности
шума возрастет на величину, именуемую
коэффициентом расширения спектра).