Метод расширения спектра с прямой последовательностью для снижения помех.
Direct-sequence spread spectrum
DSSS: метод разнесения спектра для снижения помех в телекоммуникациях. Расширяет полосу пропускания сигнала, восстанавливает исходную и уменьшает интерференцию.
Сравнивайте с английским: нажмите на абзац — оригинал откроется в окне. Кнопка EN под абзацем показывает его прямо в тексте.
Введение
Метод модуляции для снижения помех сигналу
Modulation technique to reduce signal interference
В телекоммуникациях, расширение спектра с прямой последовательностью (DSSS) – это метод модуляции расширенного спектра, используемый главным образом для снижения общего уровня помех сигналу. Модуляция с прямой последовательностью расширяет полосу пропускания передаваемого сигнала по сравнению с информационной полосой пропускания. После деспрединга, или удаления модуляции прямой последовательностью, в приемнике восстанавливается исходная информационная полоса, при этом нежелательные и преднамеренные помехи существенно снижаются. Швейцарский изобретатель Густав Гуанелла предложил «средство и метод для передачи секретных сигналов». В DSSS символы сообщения модулируются последовательностью комплексных значений, известной как расширяющая последовательность. Каждый элемент расширяющей последовательности, называемый чипом, имеет длительность меньше, чем исходные символы сообщения. Модуляция символов сообщения рассеивает и расширяет сигнал в спектре, что приводит к полосе пропускания, определяемой расширяющей последовательностью. Чем меньше длительность чипа, тем больше полоса пропускания результирующего сигнала DSSS; увеличение полосы пропускания, мультиплексированной с сигналом сообщения, обеспечивает более высокую устойчивость к узкополосным помехам. Некоторые практические и эффективные применения DSSS включают в себя метод множественного доступа с кодовым разделением (CDMA), спецификацию IEEE 802.11b, используемую в сетях Wi-Fi, и глобальную систему позиционирования.
In telecommunications, direct sequence spread spectrum (DSSS) is a spread spectrum modulation technique primarily used to reduce overall signal interference. The direct sequence modulation makes the transmitted signal wider in bandwidth than the information bandwidth. After the despreading or removal of the direct sequence modulation in the receiver, the information bandwidth is restored, while the unintentional and intentional interference is substantially reduced. Swiss inventor, Gustav Guanella proposed a "means for and method of secret signals". With DSSS, the message symbols are modulated by a sequence of complex values known as spreading sequence. Each element of the spreading sequence, a so called chip, has a shorter duration than the original message symbols. The modulation of the message symbols scrambles and spreads the signal in the spectrum, and thereby results in a bandwidth of the spreading sequence. The smaller the chip duration, the larger the bandwidth of the resulting DSSS signal; more bandwidth multiplexed to the message signal results in better resistance against narrowband interference. Some practical and effective uses of DSSS include the code division multiple access (CDMA) method, the IEEE 802.11b specification used in Wi Fi networks, and the Global Positioning System.
Способ передачи
Прямые последовательности расширения спектра умножают последовательность передаваемых символов на расширяющую последовательность, скорость которой выше скорости исходного сообщения. Обычно последовательности выбираются таким образом, чтобы результирующий спектр был спектрально белым. Знание той же последовательности используется для восстановления исходных данных на принимающей стороне. Это обычно реализуется посредством поэлементного умножения на расширяющую последовательность с последующим суммированием за период символа сообщения. Этот процесс, называемый деспредингом (расшифровкой), математически представляет собой корреляцию переданной расширяющей последовательности с расширяющей последовательностью. В канале AWGN отношение сигнал/шум деспредированного сигнала увеличивается на коэффициент расширения, который является отношением скорости расширяющей последовательности к скорости передачи данных. Хотя передаваемый сигнал DSSS занимает большую полосу пропускания, чем потребовала бы прямая модуляция исходного сигнала, его спектр может быть ограничен стандартной фильтрацией формы импульса. Если нежелательный передатчик передает на том же канале, но с другой расширяющей последовательностью, процесс деспрединга уменьшает мощность этого сигнала. Этот эффект является основой метода множественного доступа с кодовым разделением (CDMA), который позволяет нескольким передатчикам совместно использовать один и тот же канал в пределах свойств перекрестной корреляции их расширяющих последовательностей.
Direct sequence spread spectrum transmissions multiply the symbol sequence being transmitted with a spreading sequence that has a higher rate than the original message rate. Usually, sequences are chosen such that the resulting spectrum is spectrally white. Knowledge of the same sequence is used to reconstruct the original data at the receiving end. This is commonly implemented by the element wise multiplication with the spreading sequence, followed by summation over a message symbol period. This process, despreading, is mathematically a correlation of the transmitted spreading sequence with the spreading sequence. In an AWGN channel, the despreaded signal's signal to noise ratio is increased by the spreading factor, which is the ratio of the spreading sequence rate to the data rate. While a transmitted DSSS signal occupies a wider bandwidth than the direct modulation of the original signal would require, its spectrum can be restricted by conventional pulse shape filtering. If an undesired transmitter transmits on the same channel but with a different spreading sequence, the despreading process reduces the power of that signal. This effect is the basis for the code division multiple access (CDMA) method of multi user medium access, which allows multiple transmitters to share the same channel within the limits of the cross correlation properties of their spreading sequences.