ЖУРНАЛ СТА 1/2009

(1/79) 2 = 1,6 × 10 × 4. Поэтому метод FHSS позволяет использовать боль шее количество одновременно рабо тающих станций в сети. Практиче ски на одной и той же территории могут работать до 15 передатчиков. FHSS обеспечивает скорость пере дачи 1 и 2 Мбит/с. Используется час тотная модуляция с двумя дискрет ными значениями частот f 1 и f 2 , ко торые позволяют сделать четыре комбинации модулированных сиг налов ( f 0 + f 1 , f 0 – f 1 , f 0 + f 2 , f 0 – f 2 ) и закодировать таким образом 4 бита информации. На практике системы с FHSS спо собны работать при более высоком уровне шума, чем DSSS, благодаря тому, что они занимают более широ кую полосу частот (83,5 МГц по сравнению с 22 МГц для DSSS), а ве роятность того, что помеха будет за нимать полосу 83,5 МГц, ниже, чем аналогичная вероятность для полосы 22 МГц. Однако интерференция, приводящая к замиранию сигнала, сильнее сказывается на FHSS, по скольку в DSSS замирания происхо дят только в узкой полосе частот, что приводит к выпадению нескольких битов из 11 передаваемых, а остав шихся битов достаточно для безоши бочного распознавания закодиро ванного значения 0 или 1. Методы расширения спектра име ют следующие достоинства: ● высокая помехоустойчивость бла годаря большой избыточности ко да и возможности применения оп тимальной фильтрации; ● возможность избежать влияния интерференции, поскольку она происходит только в части широ кополосного диапазона (в методе DSSS она приводит только к поте ре нескольких битов, которые можно восстановить, а в методе FHSS — к потере отдельных фраг ментов сообщений, которые вос станавливаются путём повторной передачи или теряются только один раз, до того как система ис ключит данную частоту из списка используемых по методу AFH); ● широкополосный сигнал сложнее перехватить, чем узкополосный (FHSS выглядит как шум, если в приёмнике не использована та же очерёдность смены частот, что и в передатчике); ● широкополосный передатчик мо жет использовать один и тот же диапазон частот совместно с дру гими типами передатчиков с ми нимальным взаимовлиянием (в ча стности, он практически не вносит помех в узкополосные системы благодаря очень малой мощности); ● работа при спектральной плотно сти сигнала на уровне и ниже уров ня шума позволяет исключить не обходимость получения лицензии на использование таких передат чиков. Методы модуляции несущей Идея модуляции состоит в том, чтобы перенести спектр информаци онного сигнала в область высоких частот, в нашем случае — в диапазон 2,4 ГГц, что позволит передать его с помощью электромагнитной волны. Электромагнитные волны возбужда ются в антенне током синусоидаль ной формы i = A sin( ω t + ϕ ), кото рый называется несущим колебани ем, или просто несущей . По крайней мере один из параметров несущей A , ω , ϕ может зависеть от времени: A = A ( t ), ω = ω ( t ), ϕ = ϕ ( t ). Форма этой зависимости соответствует форме сигнала, который нужно пе редать с помощью радиоканала. Процесс управления параметрами несущей называется модуляцией . Ча стным случаем модуляции является манипуляция , когда модулированные параметры изменяются скачкообраз но между двумя их значениями. В за висимости от того, какой параметр становится зависимым от времени, модуляция называется амплитудной, фазовой или частотной . Возможны также комбинированные способы модуляции: амплитудно фазовая, фазо частотная и т.п. Количество информации, которое может быть внесено в сигнал, можно увеличить, используя несколько од новременно изменяемых парамет ров. В цифровых системах передачи модулируемые параметры изменя ются дискретно. Поэтому количест во информации, приходящееся на бодовый интервал , можно увеличить, увеличивая количество дискретных уровней. Бодовым интервалом назы вают временной интервал, в течение которого параметры A, ω , ϕ остаются постоянными. Поскольку sin( ω t + ϕ )=cos( ϕ )sin( ω t )+sin( ϕ )cos( ω t ), то есть изменение фазы можно пред ставить с помощью изменений ам плитуды синусоидальной и косину соидальной компонент, параметры исходного синусоидального колеба ния можно представить на плоско сти с помощью графика, представ ленного на рис. 1, у которого по оси абсцисс отложена амплитуда сину соидальной компоненты, то есть ве личина cos( ϕ ) (её называют синфаз ной компонентой и обозначают на графике буквой I от слова In phase), а по оси ординат — амплитуда коси нусоидальной компоненты, то есть sin( ϕ ) (её называют квадратурной компонентой и обозначают буквой Q от слова Quadrature). Полученный таким способом график называется сигнальным созвездием. Он совпа дает с графиком, изображающим си нусоидальное колебание на ком плексной плоскости. При амплитудной модуляции фаза не изменяется, поэтому все точки графика располагаются на оси абс цисс. При фазовой модуляции ам плитуда постоянная, поэтому все точки графика лежат на окружности, радиус которой равен амплитуде ко лебания. При двоичной фазовой модуляции (Binary Phase Shift Keying — BPSK) фаза принимает только два дискрет ных значения — 0 и π , поэтому сиг нальное созвездие состоит из двух точек, расположенных на оси абс цисс. Эта разновидность фазовой манипуляции является наиболее по мехоустойчивой. Модификацией этого метода явля ется дифференциальная двоичная фазовая манипуляция (Differential BPSK — DBPSK). Здесь логическим значениям 0 или 1 соответствуют не абсолютные значения фазы, а изме нение фазы относительно предыду щего её значения. Например, если 93 СТА 1/2009 www.cta.ru В ЗАПИСНУЮ КНИЖК У ИНЖЕ Н Е РА Рис. 1. Сигнальное созвездие для QPSK модуляции I Q (11) (01) (00) (10) +1 –1 –1 +1 © СТА-ПРЕСС