Коллективный класс методов сигнализации используется перед передачей сигнала для обеспечения безопасной связи, известной как модуляция с расширенным спектром . Основным преимуществом метода связи с расширенным спектром является предотвращение «помех», будь то преднамеренное или непреднамеренное.
Сигналы, модулированные этими методами, трудно вмешиваться и не могут быть заблокированы. Злоумышленнику, не имеющему официального доступа, никогда не разрешается взламывать его. Следовательно, эти методы используются в военных целях. Эти сигналы с расширенным спектром передаются с низкой плотностью мощности и имеют широкий разброс сигналов.
Псевдошумовая последовательность
Кодированная последовательность 1 и 0 с определенными свойствами автокорреляции, называемая последовательностью кодирования псевдошума , используется в методах расширения спектра. Это последовательность максимальной длины, которая является типом циклического кода.
Узкополосный сигнал
Узкополосные сигналы имеют концентрацию сигнала, сконцентрированную, как показано в частотном спектре на следующем рисунке.
Вот особенности узкополосных сигналов —
- Полоса сигналов занимает узкий диапазон частот.
- Плотность мощности высокая.
- Распространение энергии низкое и концентрированное.
Хотя функции хороши, эти сигналы подвержены помехам.
Сигналы распространения спектра
Сигналы с расширенным спектром имеют интенсивность сигнала, распределенную, как показано на следующем рисунке частотного спектра.
Вот особенности сигналов с расширенным спектром —
- Полоса сигналов занимает широкий диапазон частот.
- Плотность мощности очень низкая.
- Энергия широко распространена.
Благодаря этим характеристикам сигналы с расширенным спектром обладают высокой устойчивостью к помехам или помехам. Поскольку несколько пользователей могут совместно использовать одну и ту же полосу частот расширенного спектра, не мешая друг другу, это можно назвать методами множественного доступа .
Методы множественного доступа с расширенным спектром используют сигналы с шириной полосы пропускания, величина которой превышает минимальную требуемую ширину полосы РЧ.
Сигналы с расширенным спектром можно классифицировать на две категории:
- Спектр со скачкообразной перестройкой частоты (FHSS)
- Спектр с прямой последовательностью (DSSS)
Спектр со скачкообразной перестройкой частоты
Это техника скачкообразной перестройки частоты, при которой пользователи вынуждены изменять частоты использования от одной к другой в течение определенного промежутка времени, поэтому она называется скачкообразной перестройкой частоты .
Например, частота была выделена отправителю 1 на определенный период времени. Теперь через некоторое время отправитель 1 переключается на другую частоту, а отправитель 2 использует первую частоту, которая ранее использовалась отправителем 1. Это называется повторным использованием частоты .
Частоты данных переключаются от одной к другой, чтобы обеспечить безопасную передачу. Количество времени, затрачиваемое на каждый скачок частоты, называется временем задержки .
Спектр прямой последовательности
Всякий раз, когда пользователь хочет отправить данные, используя эту технику DSSS, каждый бит пользовательских данных умножается на секретный код, называемый кодом чипирования. Этот код чипа является ничем иным, как кодом расширения, который умножается на исходное сообщение и передается. Получатель использует тот же код для извлечения исходного сообщения.
Этот DSSS также называется множественным доступом с кодовым разделением (CDMA) .
Сравнение между FHSS и DSSS / CDMA
Оба метода с расширенным спектром популярны по своим характеристикам. Чтобы иметь четкое понимание, давайте посмотрим на их сравнения.
| FHSS | DSSS / CDMA |
|---|---|
| Несколько частот используются | Используется одна частота |
| Трудно найти частоту пользователя в любой момент времени | Пользовательская частота, однажды выделенная, всегда одинакова |
| Разрешено повторное использование частот | Повторное использование частот не допускается |
| Отправителю не нужно ждать | Отправитель должен ждать, если спектр занят |
| Мощность сигнала высокая | Мощность сигнала низкая |
| Он сильнее и проникает сквозь препятствия | Это слабее по сравнению с FHSS |
| Это никогда не зависит от помех | Это может зависеть от помех |
| Это дешевле | Это дорого |
| Это наиболее используемая техника | Эта техника не часто используется |
Преимущества Spread Spectrum
Ниже приведены преимущества Spread Spectrum.
- Устранение перекрестных помех
- Лучший вывод с целостностью данных
- Уменьшен эффект многолучевого замирания
- Лучшая безопасность
- Снижение шума
- Сосуществование с другими системами
- Большие рабочие расстояния
- Трудно обнаружить
- Трудно демодулировать / декодировать
- Сложнее глушить сигналы
Хотя методы с расширенным спектром были первоначально разработаны для военных целей, в настоящее время они широко используются в коммерческих целях.