Uzaktan algılama sistemlerindeki veri bağlantılarının güvenilirliği doğrudan müdahaleden gelen tehditleri belirler ve uyarısal olarak yankılanan bir teknoloji olarak ortaya çıktı.Bu görev-kırık bağlantılar için gerekli olan temel teknoloji.Daha yüksek veri oranları ve gerçek zamanlı izleme talebinin yayılması için, iletişim kanalları, müdahaleden gelen tehditleri, gürültüyü ve niyetle reçelasyondan kaynaklanan tehditleri azaltır.Grup iletişim, bu görev-kırıklamalı bağlantılar için gerekli olan temel bilgileri ve modern özellikleri ile ilgili temel bilgileri paylaşma yeteneği olarak ortaya koyar.

Spectrum Teknolojisi Nedir?

Gürültü spektrumu, bir sinyalin enerjisinin, verici ve alıcının her ikisine de önemli ölçüde daha geniş olan bir frekans bandı üzerinden dağıtıldığı bir iletim tekniğidir. Geleneksel dar bant iletişiminde, sinyal, verileri verimli bir şekilde taşımak için sadece yeterince bant genişliğine sahiptir.Bu işlem, özellikle de on binlerce faktöre yayılmış bir işlem kazanç sağlar, hem de verici ve alıcıya bilinen bir işlem kazanır.

Tarih ve Geliştirme

Konsept 1940'lara geri döndü, aktris Hedy Lamarr ve besteci George Antheil, güvenli iletişim için frekans ayarlı bir program hazırladı ve daha sonra Global Positioning System (GPS) ve Wi-Fi (IEEE 802.11) teknolojiyi 1960'lara ve 1970'lere kadar pratik bir uygulama yapmadı, dijital elektronik gerekli senkronizasyonda ortaya çıktı, ancak ABD askeri, güvenli iletişim için spektrumu kabul etti ve daha sonra, Dünyadaki birçok bilimsel görev ve teknik gözlemleme sistemi (GPS) ve Wi-Fi (IEEE 802.11) teknoloji yaygın olarak kullanılmaya başladı.

Temel Prensip: İşleme

Bu, yaygının faydasını ölçen anahtar ölçüm, bilgi bant genişliğine (G[DÜT:0)[10.000T:1) göre, bu işlem hızının (B[FLT) = 10 log[D)[D[Dönetici: 9)[B[D)[B[D) = 10 °T: 9|D)) = 10 (D)) = 10 (D)))))))))))))))

Narrowband ile Karşılaştırma

Darband sistemlerinde, tek bir müdahale kaynağı – başka bir radyo vericisinden, harmonik veya doğal bir gürültü kaynağı – sinyali tamamen engelleyebilir.Grup, daha geniş bant boyunca müdahale gücünü yayar, bu yüzden müdahalenin sadece bir kısmı bilgi bant genişliğine düşer. ek olarak, yay spektrum sinyalleri daha az tespit edilebilir çünkü onların gücü spektral yoğunluğu düşük - gürültü zemininin altında - onları geçici olarak gürültünün altına almak ve gereksiz yere müdahale etmeye karşı dirençli hale getirir.

Türler Tel Spectrum Teknikleri

İki birincil yay spektrumu aileleri –freze ve doğrudan dizi umuyor – gelişmiş tasarımlarda da kullanılan hibrit tiplerle. Her yöntem karmaşık, patlama hatası direnci ve senkronizasyon gereksinimleri sunar.

Frekans Hopping Spectrum (FHSS)

FHSS, mevcut bant genişliğini birçok frekans kanalına ayırır. verici hızla taşıyıcı frekansı bu kanallar arasında alıcının alıcıya yönelik bir sahtekarlığa göre geçiş yapmasına izin verir, çünkü kanal başına gelen süre genellikle kısadır - milisans veya daha az. Umut verici ve alıcı arasında senkronize edilebilir, alıcının bu kanalları takip etmesini gerektirir. FHSS, ancak kesin bir şekilde sentezleme gerektirir, ancak bu tür bir hata düzeltme işlemine izin verir.

Uzaktan algılamada, FHSS, düşük bağlantı ve kullanıcı bağlantıları için telemetri bağlantıları kullanılır, L-band'daki müdahaleye karşı dayanıklılık sağlamak için, 100 veya daha fazla kanaldan işlem elde etmek için umut edebilir. Örneğin, Iridium uydu ağı, FHSS'yi çapraz bağlantıları ve kullanıcı bağlantıları için kullanır ve L-band'da müdahaleye karşı dayanıklılık sağlar.

Doğrudan Sequence spread Spectrum (DSSS)

DSSS, yüksek oranda pN kodu tarafından veri sinyalini çokça ifade eder (PN) kodu, geniş bant genişliğine doğru sinyal yaymak için kullanılır.PN kodu - PN kodunun oranı - alıcıda aynı PN kodu, zaman içinde senkronize edilir, sinyal dekore edilmesi için kullanılır, orijinal dar bant bilgilerine geri döner. DSSS yüksek bir işlem kazancı sağlar ve özellikle geniş bant ve dar bant müdahalesine karşı etkilidir.

Global Positioning System (GPS), her GPS uydusu, aynı frekans grubu (L1'i 1575.42'de) en az karşılıklı müdahale ile ilişkilendirme yeteneğine sahiptir.In Earthwatch uydus, DSSS, tüm uydular için kullanılabilir bir PN kodu iletir, uydu bağlantılarını paylaşmaya olanak sağlar, aynı frekans bandı paylaşmak için bile düşük derecede iletişim kuracaktır.

Diğer Variants ve Hybrid Techniques

Chirp spread spektrumu (CSS), bazı radar ve düşük güç geniş ata ağı (örneğin, LoRa), sinyali zamanla süpürücü bir frekansla sildirmek için modüller ve UAVs gibi dinamik uzaktan algılama platformlarına karşı mükemmel bir sağlamlık sağlar. Hybrid sistemler genellikle FHSS ve DSSS'yi bir araya getirir: FHSS'nin zararı ve DSSS'nin reddedilmesi ve DSSS'nin reddedilmesi.Bu karma teknikler, tehdit ortamının birden çok dayanıklılık katmanını gerektirdiğini varsaymaktadır.

Uzak Sensing Spectrum'in Faydaları

Uzak algılama veri bağlantılarındaki yayılma spektrumunun benimsenmesi güvenilirlik, güvenlik ve operasyonel esneklikte doğrulanabilir avantajlar tarafından yönlendirilir.Her fayda doğrudan uzun vadeli, sınırsız veya yarışmalı iletişim ortamlarının zorluklarına hitap eder.

Geliştirilmiş Reliability ve Interference Mitigation

Uzaktan algılama bağlantıları sıklıkla diğer hizmetlerle paylaşılan frekans gruplarında çalışır - sabit uydu hizmetleri, mobil telefon veya radar - aynı frekansta istenen uyarıdan 1000 kat daha güçlü bir şekilde, bağlantıyı korumak için sabit bant müdahaleleri sağlar.In practice, the measure rate of theband to the information connections. For a processing gain of 30 dB can to be an interfering 1000 sinyal times more than the signal at the signal at the same frequency, effective maintain the connection.In practice, measure rate (BER) the distribution to a connection under same response levels.

Improv Security and Low Probability of Intercept

Çünkü yay spektrum sinyalleri düşük bir güçle aktarılır, genellikle PN serisi hakkında gürültü olarak görünürler, sinyal yaymaz.Bu düşük kriptografik şifreleme olasılığı (LPI) hassas bir erişimden uzak algılama verilerini korumanıza yardımcı olur. Ayrıca, yayılma kodun kendisi de bir şifreleme biçimi olarak hareket eder: PN serisi bilgisi olmadan, sinyal akışına rağmen sinyal akışı tasarlayamaz.

Jamming ve Anti-Jam Cap yükümlülüklerine karşı direniş

Hedefsel reçel, uzaktan algılama operasyonları için ciddi bir tehdit oluşturuyor, özellikle savunma veya istihbarat bağlamları.Grup sinyalleri etkili bir şekilde rektöre zor. Tüm bant genişliğini örtmeye çalışan bir dar bant jammer aynı reçel efekti korumak için çok az etkiye sahiptir, çünkü alıcının serbest bırakılması süreci tüm bant genişliğine yayılmıştır, güvenli bir şekilde koruma katmanına etkisini azaltır: bir süre önce, tüm bant genişliğini kontrol etmek için daha da zor bir şekilde.

Noisy ve Multipath Çevrelerinde Robustness

Uzaktan algılama platformları genellikle önemli gürültü veya çok fazla sempati ile ortamlarda çalışır - kentsel alanlar, dağlık arazi veya suların yakın vücutları sinyal iptaline neden oluyor. DSSS'nin otokorelasyon özellikleri, çok fazla empatiye neden olabilir: sinyalin gecikmiş versiyonları istenen doğrudan yolla ilgili değildir, bu yüzden sadece gürültü zemininde küçük bir artış sağlayabilirler. Örneğin, düşük yükseklikte bir uydurulur.

Uygulamaların yayılmasında Spectrum Uzaktan Sensing Systems

Geniş bir uzaktan algılama platformlarında, büyük Dünya gözlem uydularından küçük uçaklara ve en-situ sensör ağlarına kadar geniş bir yelpaze içinde yay spektrum teknikleri yer almaktadır.

Uydu İletişimi

Neredeyse tüm modern uzaktan algılama uyduları, 20 dB'nin kapatılması, düşük doldurma sırasında bile bağlantı kurma aracı olarak kullanılan ve komut (TT&C) bağlantıları, örneğin, DSSS'yi uzun yol boyunca kontrol etmek için S-band'da kullanmak, bağlantı kurmada bağlantı kurmak için, düşük ücretliler sırasında bile bağlantı kurmak için kullanılan Fonosphere'yı kullanarak X-band'ı kullanarak, yüksek seviyeli bilim veri bağlantılarını paylaşmak için X-band'ı kullanarak, yüksek seviyeli bir dizileri paylaşmak için aynı anda diğer uzay aracına yönlendirmektedir.

Unmanned Aerial Tools (UAVs)

Tarım izleme, gözetim ve çevre algılaması için kullanılan UAVs, kontrol bağlantıları için spektruma ve video /data downlinklere güvenmektedir. Uzun vadeli bağlantılar, birçok UAV operasyonlarında kullanılan hat-görüler bağlantıları, hiperspectral görüntüleme gibi yüksek bant genişliği uygulamaları için savunmasızdır.FHSS, tüketici ve endüstriyel drone kontrol sistemleri (örneğin, 2.4 GHz ISM grubu) için gerekli müdahaleye dayalı olarak diğer radyo etkileyicilerini kullanır.

GroundBased Uzaktan Ağlaring Networks

Büyük toprak tabanlı sensörler ağı - hava radarları, sismik monitörler ve çevre gözlemleyicileri gibi - kablosuz geniş mesafeler üzerinde iletişim kurmak.Gruplar, uzaktan veri için spektrumlarını kullanarak, güvenilir bağlantılara 10-20 km üzerinden ulaşmalarını sağlar. hassas tarım, toprak sensörleri ve diğer kullanıcılar için USBpath ayarlarını sağlar.In example, National Ecological Gözlemevi Ağı (NEON) Uzaktan sitelerden gelen veri arama motoru radyoları kullanır.

Sonuç ve Future Yol

Gürültü spektrumu teknolojisi güvenilir uzaktan algılama veri bağlantıları temel taşı olarak kalır. müdahalesi azaltmak, reçetmeye direnme yeteneği ve gürültülü ve çoklu empati ortamları hem mevcut hem de gelecekteki uzaktan algılama sistemleri için vazgeçilmez hale getirir. Elektromanyetik spektrum, bağlantı verimliliğini ve kablosuz ağlarla giderek artan bir şekilde optimize edildiğinde, yayılma spektrumu için ihtiyaç yalnızca yoğunlaştırılmış olan verileri pekiştirme olanak sağlayacaktır.Sistem dinamik olarak, uyarılama parametrelerine dayanan ve gelişmiş hata düzeltme sistemlerine dayanan daha yüksek oranda doğrulayıcılar ve daha düşük maliyetli hale getirir.

Daha fazla okuma için spektrum temelleri ve uzaktan algılama uygulamaları, aşağıdaki kaynakları görün:

  • [0]NASA SmallSat İletişim Teknolojisi Genel Bakış[Dönem:0)
  • [FONT:0)IEEE Paper: Uydu İletişiminde Spectrum'u (FLT:1) yayınlayın.
  • [0]GPS.gov: Modernizasyon ve Spectrum Signals[Döntgen: 1 )
  • [FONT:0) BilimDirect: Uzaktan Sensing'de Spectrum'u (Dönemli) yayın.