4.2. Пряма псевдовипадкова модуляція сигнала (dsss).

Структурна схема системи з прямою модуляцією псевдовипадковим сигналом показана на рис.4.1.

На передавальній стороні генерують швидкозмінний псевдовипадковий (PN) сигнал k(t), що належить до системи ортонормованих псевдовипадкових сигналів. Спектр S_k сигнала k(t) є значно ширший, ніж спектр вхідного сигнала даних S_d, а період повторення Т_р не перевищує періоду найвищої частотної компоненти сигнала d(t). Остання особливість означає, що за період Т_р сигнал d(t) майже не змінюється. Далі k(t) перемножується зі сигналом вхідних даних d(t), що можна уявити як амплітудну модуляцію високочастотної PN піднесучої k(t) сигналом d(t). Ширина спектру добутку d(t)·k(t) майже співпадає з шириною спектру PN сигнала. Саме так досягається значне розширення спектру вхідного сигнала.

В передавачі здійснюється модуляція несучої широкосмуговим сигналом d(t)·k(t) і подальше випромінювання в простір. В каналі передачі додаються завади i(t).

Після детектування в приймачі виділяються головним чином сигнал d(t)·k(t) і перетворений сигнал завад i^’(t). В результаті множення на сигнал k(t), строго ідентичний та синхронізований з PN сигналом на передавальній стороні, утворюється сигнал

x(t)=(d(t)·k(t)+ i^’(t))·k(t)=d(t)·k²(t)+ i^’(t)·k(t).

Якщо Т_р достатньо малий, то сигнал d(t) не встигає помітно змінитись за час Т_р. За умови ортонормованості k(t) наступне кореляційне інтегрування на періоді Т_р породжує сигнал

Останнім інтегралом, що містить сигнал завад, можна знехтувати, бо інтегрування вирізає зі широкого спектру підінтегральної функції головно низькочастотні складові нижче частоти 1/Т_р, тобто малу частину спектру. Загалом інтегратор-корелятор із задовільною точністю можна заступити фільтром нижніх частот ФНЧ з частотою зрізу 1/Т_р. Таким простим заходом забезпечують високу завадостійкість системи.

Виграш перетворення G=S_k/S_d може бути значним, до 100000.

Недоліком цього методу розширення спектру є загалом технічно складне множення на широкосмуговий високочастотний PN сигнал як на передавальній стороні, так і на приймальній.

4.3. Псевдовипадкова зміна частоти (fhss).

Ідея методу FHSS (Frequency Hopping Spread Spectrum) полягає в частотній модуляції несучої, частота якої змінюється відповідно до псевдовипадкового (PN) сигнала (рис.4.2).

У передавальному пристрої генератор PN сигнала k(t) задає частоту сигналу синтезатора f(t), яка змінюється в межах робочої смуги частот f_s. Сигнал синтезатора змінної частоти модулюється за амплітудою вхідним сигналом d(t). Далі частота несучої помножується на m і високочастотний сигнал надходить у канал зв’язку, де до корисного сигнала додається сигнал завад.

На приймальній стороні спочатку ділять на m частоту несучої.

При наступному частотному детектуванні опорним є гармонічний сигнал, частота якого задана PN сигналом, що строго співпадає завдяки синхронізатору зі сигналом f(t) на передавальній стороні. Вихідним сигналом детектора приблизно є

d(t)+ i^’(t)·f(t),

де складова i^’(t)·f(t), що містить завади, є високочастотною з шириною спектра f_s.

Фільтр низьких частот пропускає лише спектр сигнала даних f_d « f_s, що забезпечує високу завадостійкість системи. Виграш перетворення G=mf_s/f_d є суттєвим і може сягати 10⁴.

Слабким місцем системи FHSS є технічно складний швидкодіючий синтезатор частоти, необхідний на передавальній стороні та на приймальній.