Doğrudan Sequence yayın Spectrum (DSSS)

Modern kablosuz iletişimde, güvenilir ve güvenli veri iletimi sağlamak, aktarma için gerekli olan temel tekniklerden biri:0)Direct Sequence spread Spectrum (DSSS)). DSSS, Wi-Fi (IEEE 802.11b), ve belirli bir askeri ve ticari uygulamalar için gerekli olan bir sinyale yayılmıştır.

Bu makale DSSS'nin ardındaki ilkeleri araştırıyor, sinyal sağlamlığını nasıl artırıyor, pratik uygulamaları ve Frekans Hopping Spectrum (FHSS) gibi diğer yayılmacı teknolojilerle nasıl karşılaştırırsınız. Telekomünikasyon öğrencisi olun, ya da sadece gürültülü ortamlarda kablosuz sinyallerin nasıl güçlü kaldığını merak edin, DSSS'yi anlamak önemlidir.

Doğrudan Sequence Spectrum'u Ne Yayıyor?

DSSS, verici kodda veya çip serisine ek olarak, orijinal veri oranından daha yüksek frekansta (çizgisel gürültü (PN) koduna (Dönetici) yayıldığı bir iletişim biçimidir.[Dönetici:0) Sonuç, alıcıda, aynı PN koduna ek olarak, sinyali geri almak için kullanılır.

“Sesli sıra” terimi, PN kodunın doğrudan veriye uygulanmadığı, diğer yayılma-spectrum yöntemlerine karşı olduğu gibi, taşıyıcı frekansının zamanla hızla değiştiği gerçeğine işaret ediyor. Anahtar fikir, bulanılan sinyal, bilgi bant genişliğinden çok daha geniş bir bant genişliğine sahip, alıcıdaki diğer yayılma oranını (SNR) geliştiren bir akışa ulaşmak.

DSSS'nin Anahtarlı Bileşenleri

  • [FONT=0)Pseudorandom Gürültü (PN) Kodu: [Dönetici 1) A deterministic ama gürültü benzeri ikili çip dizisi, hem de verici ve alıcı tarafından bilinen ortak diziler (m-eşdeğerler), Altın kodları ve Kasami sıraları içerir.
  • [[Dönetici:0)Chip Puanı:[Dönetici:[Dönetici:0)))PN kodunın üretildiği oran, genellikle ikinci başına çiplerde ölçülmelidir (Cps).
  • [FONT:0)Spreading Factor (Processing Gain): [Dönetici: [Dönetici:0)) Yüksek işlem kazancı, daha büyük müdahale reddedilmesi anlamına gelir. İşleme kazancı (in dB) = 10 log10 (çip oranı / veri oranı).
  • [FONT:0)Modulation:[Dönlendirmeden sonra, sinyal genellikle BPSK, QPSK veya daha karmaşık modulationlar gibi bir taşıyıcıya bağlanır.

DSSS Signal Robustness Nasıl Geliştirilir

DSSS'nin birincil avantajı, kablosuz bağlantıların sağlamlığını dramatik bir şekilde geliştirme yeteneğidir. Bu sağlamlık birkaç temel alanda ortaya çıkmaktadır.

Interference Direniş

Narrowband müdahalesi - yakın bir mikrodalga fırından, başka bir radyo vericisinden veya elektronik gürültüden - sadece spektrumun küçük bir kısmını kapsadığı gibi, bu tür müdahaleler bozulabilir veya tamamen sinyali tamamen engelleyebilir. DSSS ile, bu işlem, dar bantların etkisini etkili bir şekilde azaltır, bu yüzden işlem, sinyalin enerjisini etkiler.Eğer işlemenin 10 dB'ye rağmen, müdahale gücü daha fazla yayılmak için 10 dB'ye müdahale eder.

Multipath Mitigation

Kablosuz sinyaller genellikle binalar, duvarlar ve diğer yüzeyler, alıcıya gelen aynı sinyalin birden çok gecikmiş kopyalarını yansıtabilir.Bu çoklu sempati, yıkıcı müdahaleye (fading) ve interursymbol müdahalesine neden olabilir. DSSS doğal olarak iki şekilde başa çıkabilir.Bir rekreatör (birkaç kanaldan fazla sinyal almak için) birden fazla yol boyunca ayrı ayrı ayrı ayrı ayrı ayrı ayrı ayrı ayrı bir şekilde bir yansımaya sahiptir.

Güvenlik ve İçsel Sorumluluk

DSSS, gizli PN kodlarının kullanımı yoluyla bir güvenlik derecesi sağlar. yayılma kodu bilgisi olmadan, bir eavesdrop cihazı kolayca sinyalini geri çeviremez; onlara, iletim arka plan sesleri gibi görünüyor.Bu özellik yalnızca şifreleme olasılığı olarak bilinir.[PN)[Döneticileri)[Döneticileri) Ayrıca, yüksek bir grupta kullanılan sinyal enerjisinin aşırı derecede güvenli olması, spektrumel erişim yöntemleriyle tespit edilmesi, spektrum analizörleri ile tespit etmek daha zorlaşır.

-Jamming Cap yükümlülükleri

Jamming, iletişimin müdahale yoluyla kesintiye uğramasını sağlamak için kasıtlı bir girişimdir. DSSS, aşırı uzun kodlarla DSSS'yi kullanıyor ve her iki dar bant ve geniş bant genişliğine karşı direnmek zorunda kalıyor.Bu, DSSS'yi, anti-yaplamanın parasal olduğu kritik iletişim bağlantıları için tercih eder.

DSSS Uygulamaları

DSSS geçmişten bir yeniden mezun değildir; birçok mevcut teknolojiye ayrılmaz kalır. Aşağıda en belirgin uygulamalardan bazılarıdır.

Wi-Fi (IEEE 802.11b)

IEEE 802.11b standardı, orijinal Wi-Fi ailesinin bir parçası, DSSS'yi fiziksel katman modülasyonu olarak kullanır.It works in the 2.4 GHz ISM group with a çip rate of 11 Mcps and data rate of 1, 2, 5.5, ve 11 Mbps., işlem kazancı 1 Mbps (11, 10 $) ve daha yüksek veri hızlarına kadar (örneğin, 0 dB, 11 Mbps using Complementary Code Keying, CCK, which is a DSSS.11a/gDMn/ak) daha yüksek hızlara güvenmek için daha sonra standarttır.

Global Positioning System (GPS)

GPS uyduları DSSS kullanarak navigasyon sinyalleri iletmektedir, birçok uydudan gelen sinyalleri ayırt edebilir.(CDMA)) Her uydu, her bir saniyede bir PN kodu kullanır, böylece alıcılar sinyalleri aynı anda birden fazla uydudan ayırt edebilir. L1 sinyali, bir coarse/acquisition (C/A) kodu ile 1023 Mcps ve 1023 arası sinyallerin tekrarlamasını sağlar.

Askeri ve Güvenli İletişim

Askeri sistemler DSSS'ye ve daha gelişmiş varyantlara uzun süredir güveniyor (örneğin, Ortak Taktik Dağıtım Sistemi, JTIDS ve frekans-hopping hybrids) güvenli ve sağlam iletişim için.LPI'ya direnme yeteneği ve aynı grupta CDMA aracılığıyla birden çok kullanıcıyı destekleyebilmek, örneğin ABD askerinin sunakları için DSSS idealini yapar.

Hücre Ağı: CDMA (IS-95, 3G)

İkinci nesil hücresel standart IS-95 (cdmaOne) ve üçüncü nesil WCDMA/UMTS her iki farklı erişim için DSSS kullanıyor.Her kullanıcı aynı frekans kanalını aynı anda paylaşmasına izin veriyor.Bu yaygın test tekniği, daha iyi ses kalitesi ve direnç sağlar.

Bluetooth ve Diğer Kısa-Range Systems

Klasik Bluetooth'un frekans-hopping yay spektrumu kullandığı değil (FHSS), DSSS değil, bazı modern IoT standartları bazen tekniklerin bir kombinasyonunu kullanır.(IEEE 802.15.4) taşıyıcı frekansı hızla değiştirir (O-QPSK ile ikinci kez), DSSS sinyal oranını bazan seviyesinde yayar.

DSSS vs. Frekans Hopping spread Spectrum (FHSS)

DSSS ve FHSS yaygara teknikleridir, ancak yaklaşımda farklılar ve vakalar kullanırlar. Aşağıdaki tablo anahtar farklılıkları özetliyor:

  • [FONT=0]Spreading Method:[Dönetici: DSSS yüksek seviyeli bir PN kodu kullanarak frekans alanında sinyal yayıyor; FHSS, taşıyıcı frekansının bir dizi kanala göre bir dizi kanalda bir dizisini umuyor.
  • [FONT:0]Band genişlik Occupancy: DSSS sürekli geniş bir bant genişliği kaplar; FHSS kısa süreler boyunca dar bir bant genişliği kaplar.
  • [FONT:0]Stference Supply:[Dönetici:[Dönetici:0)[[Dönetici:0)))))) DSSS, açık bir kanala umut ederek dar bant müdahalesini bastırır; FHSS, umut seti bilinse reçelebilir.
  • [FONT=0)Multipath Direnişi: [Dönder: [Dönder: · 0:0) DSSS, geniş bant doğası ve rektör kapasitesi nedeniyle genellikle daha iyi bir şekilde karşılanır; FHSS gecikmeye karşı daha az etkilidir.
  • [FONT:0) Güvenlik: [DÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜŞÜNCÜDÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜ
  • [FONT:0]Uygulamalar: [Dönetici: [Dönetici: 0,2] DSSS Wi-Fi (802.11b)'de kullanılır; GPS, CDMA hücresel; FHSS Bluetooth'de kullanılır, bazı askeri radyolar ve daha eski kablosuz LAN'lar (802.11 FHSS).

Daha ayrıntılı karşılaştırma için, bkz.TELFLT:0)Wikipedia: Doğrudan-sequence spektrumu) ve ) Radio-Electronics: DSSS [DD][D][/FONT=[D)

İşleme Kazan ve Performans

İşleme kazancı (PG) bir DSSS sisteminin sağlamlığını ölçen temel ölçümdür. Bu, C / A kodun (Rc = 1.023 Mcps ve Rb = 50 bps (nekrom veri oranı), PG (dB) = 10 log10 (Rc/Rb) altında bir işlem için daha yüksek bir işlem oranına sahip olmak için daha iyi bir işlemdir.

DSSS ve Modern Variants

Sensör tabanlı sistemler yüksek hızlı kablosuz (Wi-Fi 6/7, 4G/5G), DSSS, geniş bir grup üzerinde sinyal yelpazesini yaydığı ve basitleştirilmiş USB kodları yerine lineer frekans chirps kullanan uygulamalarla birlikte, çok geniş kapsamlı bir CDMA (MC-CDMA) ve doğrudan-DMSS) arama yöntemlerinin değerlendirilmesi için desteklenmektedir.

Özetle, Direct Sequence spread Spectrum kablosuz mühendisinin araç kutusunda hayati bir araç olmaya devam ediyor. Çok fazla empatiye direnme yeteneği, güvenlik sağlamak, mirastan devam etmesini sağlamak için, Wi-Fi'den uydu navigasyona devam etti. DSSS, modern kablosuz sistemlerin günlük güvenliğe nasıl ulaştığını anlamak temeldir.

Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç

Doğrudan Sequence spread Spectrum (DSSS), iletileri genişleterek, CDMA ağlarını kullanarak geniş bir bant genişliğine yayılan güçlü bir tekniktir.Bu mekanizma, uzun süredir süren uygulamalar için olağanüstü müdahaleler, çok fazla ilerleme kaydedici teknolojiler sağlarken, DSSS, düşük güç ve dayanıklı ağların kapasitelerini talep eden uzun menzilli yüksek çözünürlükte tutmalı ve en güçlü ortamlardaki daha güçlü olan yüksek seviyeli uygulamaları garanti altına almaya devam etmektedir.

Daha derin dalışla ilgilenenler için, aşağıdaki dış kaynakları keşfedin: