www.chms.ru - вывоз мусора в Балашихе 

Динамо-машины  Сигналы и спектры 

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 [ 221 ] 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233 234 235 236 237 238 239 240 241 242 243 244 245 246 247 248 249 250 251 252 253 254 255 256 257 258 259 260 261 262 263 264 265 266 267 268 269 270 271 272 273 274 275 276 277 278 279 280 281 282 283 284 285 286 287 288 289 290 291 292 293 294 295 296 297 298 299 300 301 302 303 304 305 306 307 308 309 310 311 312 313 314 315 316 317 318 319 320 321 322 323 324 325 326 327 328 329 330 331 332 333 334 335 336 337 338 339 340 341 342 343 344 345 346 347 348 349 350 351 352 353 354 355 356 357 358

прошествии (т-\)Т/М секунд (1 lt;т lt;М) после создания пакета. Таким образом, для TDMA среднее время ожидания пакета перед отправкой составит следующее:

1 .T Г Т {М-1)М гГ, П

т-1 п=0

Sii S\2 S-[,k-\ S\i( Si,)( +

Источнике!

Smi Sm2 Sm.)(-1 Smk Sm.(t+l

Источник 6m

Smi Sm2 Sm,)(-i Smic Sm,(c+i

Источник 6m

Скорость fij

передачи битов = -

кадр TDMA

S2( lt;

Smk - fc-й пакет объемом b бит, переданный источником 6m

а) TDMA

Скорость передачи битов =

Sii, Si2.....Sik,...

Скорость

передачи битов = у

SmT, Sm2, ... , Sm,

Скорость

передачи битов = у

Полная скорость д, передачи битов = -

Smi, Sm2, ..., Smic, ...

Smk - к-й пакет объемом b бит, переданный источником 6т

б) FDMA

Рис. 11.13. Распределение по каналам: а) TDMA; б) FDMA

111 Ряг:ппр gt;лр gt;лр gt;нир gt; nenvDca связи



Максимальное время ожидания пакета перед отправкой составляет (М - \)Т1М секунд. В соответствии с уравнением (11.12), среднее время задержки пакета равно 1/2(М-1)(Г/М) = (Г/2)(1-1/М).

Для сравнения среднего времени задержки и Dtd при использовании FDMA и TDMA, соответственно, подставим уравнения (11.9) и (11.11) в (11.8) и уравнения (11.10) и (11.12) в (11.8). В результате получим следующее:

D=T, (11.13)

т т

(11.14)

с помощью уравнения (11.7) формулу (11.14) можно записать в следующем виде:

Oro = OpD-(M-l) . (11.15)

Результат свидетельствует о том, что FDMA значительно уступает TDMA по времени задержки сообщения. Несмотря на то что уравнение (11.5) строго справедливо для детерминистического источника данных, малые задержки передачи сообщений для TDMA сохраняются для любого независимого процесса получения данных [1,2].

11.1.5. Множественный доступ с кодовым разделением

В случае FDMA (рис. 11.3) плоскость ресурса связи была разделена на горизонтальные отрезки, соответствующие частотным диапазонам. Та же плоскость на рис. 11.7 была разбита по вертикали на временные интервалы TDMA. Эти два подхода являются наиболее распространенными в приложениях множественного доступа. На рис. 11.14 приводится иллюстрация метода множественного доступа, являющегося результатом совмещения FDMA и TDMA. Этот метод называется множе-ственньш доступом с кодовым разделением (code-division multiple access - CDMA). CDMA является практическим приложением методов расширения спектра (spread-spectrum - SS), которые можно разделить на две основные категории: расширение спектра методом прямой последовательности (direct sequence - DS) и расширение спектра методом скачкообразной перестройки частоты (frequency hopping - FH). В данной главе будет рассмотрена схема CDMA с перестройкой частоты (FH-CDMA), описание схемы множественного доступа с кодовым разделением методом прямой последовательности приводится в главе 12.

Простейший пример CDMA с перестройкой частоты, кратковременное распределение частотного диапазона для различных источников сигнала, изображен на рис. 11.14. В каждом из коротких временных интервалов происходет перераспределение частотных диапазонов. Как показано на рисунке, в течение интервала 1 сигнал 1 использует диапазон 1, сигналы 2 и 3 - диапазоны 2 и 3. Во время интервала 2 сигнал 1 перескакивает в диапазон 3, сигнал 2 - в диапазон 1, сигнал 3 - в диапазон 2 и т.д. Таким образом, ресурс связи используется полностью, причем диапазоны пользователей перераспределяются в каждый последующий момент времени. Каждому пользователю присваивается псевдошумовой (pseudonoise - PN) код, который указывает последовательность перестройки частоты. Псевдошумовые коды ортогональны друг другу (или близки к ортогональным). Более подробно псевдошумовые коды будут рассмотрены в разделе 12.2.



На рис. 11.14 представлена существенно упрощенная модель схемы CDMA с перестройкой частоты, поскольку в приведенном примере из требований симметрии вытекает, что каждый сигнал изменяет частоту синхронно со всеми остальными сигналами. Однако в действительности этого не происходит. Одним из преимуществ схемы CDMA в сравнении с TDMA является то, что группы пользователей не нуждаются в синхронизации (синхронизироваться должны только передатчики и приемники каждой группы).

Частота

Полоса 3

Полоса 2

Полоса 1


Время

Интервал 1 Интервал 2 Интервал 3 Рис. II. 14. Уплотнение с кодовым разделением

На блок-схеме, представленной на рис. 11.15, показан процесс модуляции с использованием перестройки частоты. Во время каждого изменения частоты генератор псевдощумовой последовательности направляет кодовую последовательность на устройство скачкообразной перестройки частоты. Данное устройство выдает одну из допустимых для скачка частоту. Допустим, что используется М-арная частотная манипуляция (М-агу frequency shift keying - MFSK). При обычной системе MSFK данные модулируют несущую волну с фиксированной частотой. В случае MFSK с перестройкой частоты (FH-MFSK) частота несущей скачет по всему диапазону частот. FH-модуляцию на рис. 11.15 можно рассматривать как процесс, состоящий из двух этапов: модуляции данных и модуляции перестройки частоты. Указанные действия могут быть совмещены - в этом случае модулятор на основе псевдощумового кода и собственно данных генерирует тон передачи. Подробно системы с перестройкой частоты рассматриваются в разделе 12.4.

Может возникнуть вопрос: если схемы FDMA и TDMA достаточно эффективны при распределении ресурса связи, какой смысл в использовании смещанного метода? Ответом могут служить уникальные преимущества CDMA.

1. Конфиденциальность. Если код группы пользователей известен лишь разрешенным членам этой группы, CDMA обеспечивает конфиденциальность связи, поскольку несанкционированные лица, не имеющие кода, не могут получить доступ к передаваемой информации.

2. Каналы с замираниями. Если для определенной части используемого спектра характерно замирание, сигналы в данной части будут ослабленными. При исполь-

11 1 Ряг



1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 [ 221 ] 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233 234 235 236 237 238 239 240 241 242 243 244 245 246 247 248 249 250 251 252 253 254 255 256 257 258 259 260 261 262 263 264 265 266 267 268 269 270 271 272 273 274 275 276 277 278 279 280 281 282 283 284 285 286 287 288 289 290 291 292 293 294 295 296 297 298 299 300 301 302 303 304 305 306 307 308 309 310 311 312 313 314 315 316 317 318 319 320 321 322 323 324 325 326 327 328 329 330 331 332 333 334 335 336 337 338 339 340 341 342 343 344 345 346 347 348 349 350 351 352 353 354 355 356 357 358