Rozprostřené spektrum přímé sekvence Rozprostřené spektrum přímé sekvence Rozprostřené spektrum přímé sekvence Rozprostřené spektrum přímé sekvence Rozprostřené spektrum přímé sekvence Rozprostřené spektrum přímé sekvence Přímá sekvenční modulace Jedná se o metodu generování širokopásmového rádiového signálu , ve které je původní bitová sekvence převedena na pseudonáhodnou sekvenci používanou pro modulaci nosné [1] . Používá se v sítích IEEE 802.11 a CDMA k záměrnému rozšíření spektra přenášených signálů.
Metodu přímé sekvence (DSSS) lze v nejjednodušším případě znázornit následovně. Každý přenášený bit informace je reprezentován jako sekvence určitého počtu kódových symbolů. To je realizováno přidáním modulo 2 původní bitové sekvence se sekvencí rozprostření kódu [2] . Část kódové sekvence se nazývá čip. Ve standardu IEEE 802.11 se jako kódová sekvence používá 11prvkový Barkerův kód , který je přidán modulo 2 s každým bitem informace [3] . V důsledku toho se spektrum signálu rozšíří 11krát. Při příjmu je přijatá sekvence čipů dekódována přidáním modulo 2 k přijaté sekvenci čipů se stejnou kódovou sekvencí. Jiný pár přijímač-vysílač může používat jinou kódovou sekvenci.
Prvním zřejmým výsledkem aplikace této metody je ochrana přenášených informací před odposlechem ("cizí" DSSS přijímač používá jinou kódovou sekvenci a nebude schopen dekódovat informace, které nejsou ze svého vysílače). Současně, když je na přijímači použita jiná kódová sekvence, poměr úrovně přenášeného signálu k úrovni šumu (tj. náhodné nebo záměrné rušení) je na výstupu pásmové propusti značně snížen, takže přenášený signál na výstupu filtru je v celkovém šumu jakoby nerozeznatelný. Přijímací zařízení tedy nerozpozná vysílanou informační sekvenci.
Další mimořádně užitečnou vlastností zařízení DSSS je, že díky nízké hustotě výkonu signálů ve spektrální doméně prakticky neinterferují s běžnými rádiovými zařízeními (úzkopásmový vysoký výkon), protože tato přijímají širokopásmový signál jako šum v přípustném rozsahu. limity. A naopak - konvenční zařízení neruší širokopásmová, protože jejich vysoce výkonné signály „šumí“ každý pouze ve svém vlastním úzkém kanálu a nedokážou zcela přehlušit celý širokopásmový signál.
Využití širokopásmových technologií umožňuje využít stejnou část rádiového spektra dvakrát – s konvenčními úzkopásmovými zařízeními a „navrch“ s těmi širokopásmovými.
V každém přenášeném informačním bitu (logická 0 nebo 1) je vložena sekvence tzv. čipů . Jestliže informační bity - logické nuly nebo jedničky - mohou být reprezentovány jako sekvence obdélníkových impulsů při potenciálním kódování informace, pak je každý jednotlivý čip také obdélníkovým impulsem, ale jeho trvání je několikrát kratší než trvání informačního bitu. Posloupnost čipů je posloupnost pravoúhlých impulzů, tedy 1 a -1, ale nejsou informační. Protože doba trvání jednoho čipu je nkrát menší než doba trvání informačního bitu, bude šířka spektra převedeného signálu nkrát větší než šířka spektra původního signálu. V tomto případě se amplituda spektrálních složek přenášeného signálu nkrát sníží.
Čipové sekvence vložené do informačních bitů se nazývají šumové kódy (PN-sekvence), což zdůrazňuje skutečnost, že výsledný signál se stává šumovým a je obtížné jej odlišit od přirozeného šumu.
Sekvence čipů používané k šíření spektra signálu musí splňovat určité požadavky na autokorelaci . Termín autokorelace v matematice znamená míru podobnosti funkce sama se sebou v různých časových okamžicích. Pokud vybereme takovou sekvenci čipu, pro kterou bude mít autokorelační funkce výrazný vrchol pouze v jednom časovém okamžiku, pak lze takový informační signál identifikovat na úrovni šumu. Za tímto účelem se přijímaný signál vynásobí stejnou čipovou sekvencí v přijímači, to znamená, že se vypočítá autokorelační funkce signálu. Tím se signál opět stává úzkopásmovým, takže je filtrován v úzkém frekvenčním pásmu a jakákoliv interference, která spadne do pásma původního širokopásmového signálu, se po vynásobení sekvencí čipů naopak stává širokopásmovým a je ořezána vypnout filtry a do úzkého informačního pásma se dostane jen část rušení, podle výkonu je mnohem menší než šum působící na vstupu přijímače.
Variantou metody DSSS je technologie ortogonálního kódového multiplexování (OCDM) [4] . V tomto případě je "každý bit (skupina bitů) informačního toku nahrazen jednou z ortogonálních kódových sekvencí (např. Walsh-Hadamard)" [4] .