Înțelegerea modulației spectrului de răspândire în sistemele RF

coMra-Therapy -- A Brief Explanation (Mai 2019).

$config[ads_text] not found
Anonim

Înțelegerea modulației spectrului de răspândire în sistemele RF


Această scurtă tehnică discută caracteristicile și beneficiile modulației spectrului de frecvențe radio utilizate în sistemele RF.

Informații înrudite

  • Protocolul rețelei noi pentru fire wireless

Există o șansă bună să vedeți termenul "spectru extins", sau cel puțin abrevierea DSSS, care reprezintă "spectrul de răspândire direct secvențial". Dacă v-ați întrebat vreodată ce înseamnă acest lucru sau de ce vorbesc oamenii, citiți mai departe.

În primul rând, trebuie să înțelegem că termenul "spectru extins" poate fi utilizat atât în ​​contextul sistemelor electronice digitale, cât și al sistemelor RF. Acest articol se concentrează pe spectrul răspândit în relație cu RF, și vom aborda partea digitală a spectrului împrăștiat într-un articol separat.

Semnalul de bandă îngustă

O transmisie tipică RF implică o undă purtătoare sinusoidală la o anumită frecvență. Informațiile sunt transferate prin modularea amplitudinii, frecvenței sau fazei transportatorului. Reprezentarea în frecvență a semnalului transmis pare cam așa:

După cum puteți vedea, semnalul original a fost "răspândit" în sensul că lățimea de bandă este mult mai mare, dar amplitudinea medie este mult mai mică. Acum avem un semnal spectru larg.

Inverting și Hopping

O modalitate de a răspândi spectrul este de a multiplica semnalul original printr-o secvență compusă din una și una negativă; acest lucru este echivalent cu inversarea semnalului oriunde este multiplicat cu unul negativ. Mai mult, tranzițiile în acest semnal multiplicator apar la o frecvență mai mare (în practică, mult mai mare) decât frecvența inițială a semnalului transmis. Puteți vizualiza acest lucru după cum urmează:

Cele două secțiuni inversate ale sinusoidului indică înmulțirea cu una negativă.

Aceste inversiuni de înaltă frecvență introduc semnalele spectrale de frecvență mai mare în semnal - cu alte cuvinte, lățimea de bandă a crescut, dar nu am făcut nimic pentru a mări puterea totală livrată antenei. Această tehnică este denumită spectru de răspândire secvență directă (DSSS), iar secvența de multiplicare este cunoscută ca un cod pseudo-zgomot (PN).

Puteți obține avantaje similare prin schimbarea repetată a frecvenței purtătoare. Această tehnică este denumită "hopping frequency"; cu toate acestea, este puțin confuz să includem o săritură de frecvență în aceeași categorie ca DSSS, deoarece nu răspândește spectrul în același mod. Suspendarea frecvenței extinde secvențial spectrul; puterea de transmisie este distribuită pe o bandă mai largă numai atunci când este măsurată în timp.

De ce sa te deranjezi?

Tehnicile spectrului de răspândire sunt departe de a fi convenabile, dar în unele aplicații beneficiile justifică complexitatea crescută a sistemului.

Linia de jos este că răspândirea spectrului permite un sistem de comunicații RF mai fiabil și robust. Gândiți-vă la parcelele de frecvență de mai sus: Dacă există un alt transmițător care funcționează la aceeași frecvență ca semnalul inițial de bandă îngustă, veți avea interferențe serioase. Dar același semnal de interferență va fi mult mai puțin problematic pentru semnalul spectrului de răspândire deoarece o mare parte a energiei transmise nu este afectată de această interferență în bandă îngustă.

Aceeași idee se aplică și în cazul frecvenței: un semnal de interferență va provoca probleme inițial, dar comunicarea va fi restabilită imediat ce transmițătorul și receptorul comută la noua frecvență purtătoare.

Concluzie

Acest scenariu de interferență poate fi extins și la alte situații: răspândirea spectrului (sau schimbarea frecvenței purtătoare) face legătura RF rezistentă la blocare (care este doar o interferență intenționată) și interceptare. Astfel, nu este deloc surprinzător faptul că tehnicile spectrului de răspândire sunt valoroase pentru aplicațiile militare, deși sunt utilizate și în protocoalele comerciale, inclusiv Bluetooth și IEEE 802.11.