Mavzu: Spektrni kengaytirish usullari va ularning simsiz aloqa tizimlarida ishlatilishi. Xatoliklarni aniqlash usullari xatoliklarni korreksiyalash bilan kodlash, takroran uzatish avtomatik so’raladigan protokollar

Spektrni kengaytirish usullari

Dastlab, harbiy nazorat va aloqa tizimini rivojlantirishda spektrni kengaytirish usullari (PC yoki SS - Spread-Spectrum) ishlatilgan. Ikkinchi Jahon urushi paytida qasddan aralashuvga qarshi kurashish uchun radarlarda spektr kengayishidan foydalanilgan. So'nggi yillarda ushbu texnologiyaning rivojlanishi shovqin kanallari orqali tor tarmoqli signallarni uzatishda yuqori shovqin immunitetini ta'minlash uchun samarali radio aloqa tizimlarini yaratish istagi bilan izohlanadi.
Aloqa tizimi - bu quyidagi holatlarda kengaytirilgan spektrga ega tizim:
Etkazish uchun ishlatiladigan chastota diapazoni joriy ma'lumotlarni uzatish uchun zarur bo'lgan minimal darajadan ancha kengroqdir. Bunday holda, axborot signalining energiyasi past chastotali shovqin nisbati bo'yicha chastotani o'tkazish qobiliyatiga nisbatan kengayadi, natijada shovqinni kiritish orqali signalni aniqlash, tutish yoki uzatish qiyin bo'ladi. Umumiy signal kuchi katta bo'lishi mumkin bo'lsa-da, har qanday chastota diapazonidagi signal-shovqin nisbati juda kichik, bu esa spektr signalini radio aloqa orqali aniqlashni qiyinlashtiradi va stanografik usullar bilan yashiringan ma'lumot kontekstida, odam tomonidan ajratish qiyin.
Spektrning tarqalishi uzatilayotgan ma'lumotdan mustaqil bo'lgan tarqalish (yoki kod) deb nomlangan signal yordamida amalga oshiriladi. Barcha chastota diapazonida signal energiyasining mavjudligi tarqaladigan spektr signalini shovqinlarga chidamli qiladi va tarqalish spektri usuli bilan konteynerga kiritilgan ma'lumot uning yo'q qilinishiga yoki idishdan olinishiga chidamli. Aloqa tizimiga siqish va boshqa turdagi hujumlar spektrning ba'zi qismlaridan signal energiyasini yo'q qilishi mumkin, ammo ikkinchisi butun diapazon bo'yicha tarqatilganligi sababli, boshqa tarmoqlarda ma'lumotni tiklash uchun etarli ma'lumotlar mavjud. Natijada, agar siz, albatta, kod signalini ishlab chiqarishda foydalanilgan kalitni oshkor qilmasangiz, ruxsatsiz shaxslar tomonidan ma'lumotni olish ehtimoli sezilarli darajada kamayadi.
Dastlabki ma'lumotni tiklash (ya'ni "spektrni toraytirish") qabul qilingan signalni kod signalining sinxronlashtirilgan nusxasi bilan taqqoslash orqali amalga oshiriladi.
Radioaloqada spektrni kengaytirishning uchta asosiy usuli mavjud:
To'g'ridan-to'g'ri PSP (RSPP) dan foydalanish;
Chastotani otish yordamida;
Chiziqli chastotali modulyatsiya (LFM) yordamida siqishni ishlatish.
Spektr to'g'ridan-to'g'ri ketma-ketlik bilan kengaytirilganda, ma'lumot uzatish, belgilangan chegaralar ichida soxta tasodifiy qiymatlarni qabul qiladigan funktsiya bilan modulyatsiya qilinadi va vaqt doimiyiga - elementar binolarni (signal elementlari) kuzatish chastotasi (tezligi) ga ko'paytiriladi. Ushbu soxta tasodifiy signal barcha chastotalarda tarkibiy qismlarni o'z ichiga oladi, ular kengaytirilganda signal energiyasini keng diapazonga o'zgartiradi.
Chastotani sakrash yordamida spektrni tarqatish usulida transmitter bir zumda bitta tashuvchining chastotasini boshqasiga o'zgartiradi. Yashirin kalit bu chastotani o'zgartirishning soxta tasodifiy qonunidir.
LFM yordamida siqishni paytida signal chastotasi vaqt o'tishi bilan o'zgarib turadigan funktsiya tomonidan modulyatsiya qilinadi.
Shubhasiz, ushbu usullarning har qandayidan stganografik tizimlarni qurishda fazoviy sohada foydalanish mumkin.
RSPP usulini amalga oshirish variantlaridan birini ko'rib chiqing, ularning mualliflari Smit (J.R. Smit) va Komiski (V.O. Komiski). Modulyatsiya algoritmi quyidagicha: xabarning har bir biti ba'zi bir asosiy funktsiya bilan ifodalanadi, o'lchov bitning qiymatiga qarab ko'paytiriladi (1 yoki 0), +1 yoki -1:
Ushbu holda qabul qilingan modulyatsiyalangan xabar o'lchamdagi kulrang rangdagi rasm sifatida ishlatiladigan konteyner tasviri bilan pikselga piksel qo'shiladi. Natijada, tirnoqli rasm, da.
Simsiz texnologiyalar kabel mahsulotlarini ishlatish imkoniyati cheklangan bo'lsa, uzoq ishlab chiqarish joylari bilan xavfsiz va ishonchli aloqani ta'minlaydi. Texnik xizmat ko'rsatishni tashkil qilish uchun simsiz qurilmalar nasoslar va mexanizmlarning holatini kuzatib borish, oqava suvlarni nazorat qilish stantsiyalari va kirish / chiqish tizimlaridan ma'lumotlarni uzatish.
Bir echimda, simsiz tizim ob-havo stantsiyasining ko'rsatkichlarini va kimyoviy oqava suv oqimining ko'rsatkichlarini oladi. Zavoddagi ob-havo stantsiyasi asosiy boshqaruv panelidan 2,5 kilometr masofada joylashgan bo'lib, unda anemometr (shamol tezligi), termometr va gigometrdan ma'lumotlarni to'playdigan magnitafon o'rnatilgan. Magnitolani tarqatish chastotasi ish chastotasini o'zgartirish (FHSS) texnologiyasidan foydalangan holda 900 MGts chastotasida ishlaydigan Moore Industries WLM Remote RF simsiz moslamasiga ulanadi, u ob-havo stantsiyasi yaqinidagi yuqori qo'lga o'rnatilgan direktor antennasidan foydalanib ma'lumotlarni uzatadi. Operatsiya paytida jiddiy muammolar hali paydo bo'lmagan.
Oqava suvlarni nazorat qilish stantsiyasi bilan simsiz ulanishni o'rnatish imkonsiz bo'lib tuyuldi. Stantsiyadan markaziy boshqaruv paneligacha bo'lgan masofa atigi 500 m bo'lsa-da, radio chastotali signal qozonxonaning to'rt qavatli binosidan o'tishi kerak edi. Shunga qaramay, o'rnatishdan oldin sinovlar o'tkazildi va radio tarmog'i muammosiz ishladi. Bularning barchasidan asosiy saboq shundaki, simsiz texnologiya siz ishlamasangiz ham ishlaydi. Buning uchun faqat tizimni sinab ko'rish kerak.
Radio texnologiyalari juda ko'p. Ularning ishlash mexanizmlarini tushunish muayyan dastur uchun eng maqbul echimni tanlash uchun zarurdir. Simsiz tarmoq litsenziyalangan yoki litsenziyasiz, chekilgan yoki seriyali interfeys bilan, tor doiradagi yoki kengaytirilgan spektrli, xavfsiz yoki ochiq protokoli, Wi-Fi ... ro'yxati davom etmoqda. Ushbu maqola simsiz texnologiyalarga kirishdir. CDMA STANDARTI XUSUSIYATLARI CDMA ( ingl. Code Division Multiple Access – kodli ajratishli ko’p tomonlama ulanish ) –bu uzatish kanallari umumiy chastotalar polosasiga, lekin turli kodli modulyatsiyaga ega bo’lgan radio aloqa hisoblanadi. Radiotizimlar uchun ikkita asosiy chastota va vaqt resurslari mavjud. Qabullagichlar va uzatkichlarni chastotalar bo’yicha juftlarga bo’linganida, har juftda butun ulanish vaqtida spektrning qismi ajralsa, bu FDMA (Frequency Division Multiple Access) deyiladi.Vaqt bo’yicha bo’lganida har bir qabullagich uzatgich jufligida ajratilgan vaqt bo’lagida butun spektr ( yoki uning katta qismi ) ajratilsa, bu TDMA ( Time Division Multiple Access ) deyiladi. CDMA da har bir tugun uchun butun chastotalar spektri va butun vaqt ajratiladi. CDMA bog’lanishlarini identifikatsiyalash uchun maxsus kodlardan foydalanadi. Bunday muhitni bo’lish usulida trafik kanallari yagona keng chastotali diapazonda boshqa o’xshash uzatkichlar uchun umumiy kanalda uzatiladigan shovqinga o’xshash signal bo’lgan keng polosali kodli-modulyatsiyalangan radiosignalni qo’llash orqali yaratiladi. Bir necha uzatkichlarning ishlash natijasida bu chastota diapazonida efir yagona shovqinga o’xshash bo’lib qoladi. Har bir uzatkich bu vaqtda har bir foydalanuvchiga tayinlangan alohida sonli kodni qo’llanishli signalni modulatsiyalaydi, bunga o’xshash (analog) kodga sozlangan umumiy radiosignallardan bu qabullagichga mo’ljallangan signal qismini ajratib oladi. Yaqqol ko’rinishda kanallarni chastotali va vaqtli ajratish yo’q, har bir abonent butun chastota diapazoniga signallarni uzatish va butun chastota diapazonidan signalni qabul qilish bilan har doim butun kanal kengligidan foydalanadi. Bunda keng polosali qabul qilish va uzatish kanallari turli chastotalar diapazonlarida bo’ladi va bir birlariga halaqit qilmaydi. Bitta kanalning chastotalar polosasi juda katta, abonentlar uzatishlari ustma-ust tushadi, lekin ularning signalni modulyatsiyalash kodlari farqlanishi sababli ular qabullagich apparatli dasturiy vositalar bilan differensiallanishi mumkin. 8 Kodli modulyatsiyalashda ko’p tomonlama ulanishli spektrni kengaytirish texnikasi qo’llaniladi. U signal quvvatini o’zgarmas bo’lganida o’tkazish qobiliyatini oshirish imkoniyatini beradi. Uzatiladigan ma’lumotlar bit bo’yicha o’zaro inkor qiluvchi Yoki operatsiyasidan foydalanib tezkor shovqinga o’xshash psevdo tasodifiy signal bilan kombinatsiyalanadi. Ko’p tomonlama ulanish tushunchasi ko’plab foydalanuvchilar orqali spektrning cheklangan oralig’ini qo’shma ishlatishni tashkil etishga bog’liq. CCC ga ko’p tomonlama kira olishning uchta chastotaviy, vaqtli va kanallarni kodli ajratishli variantlari mavjud. CDMA usulida foydalanuvchilar katta guruhi ( masalan, 30 dan 50 gacha ) bir vaqtda umumiy nisbiy chastotalar polosasidan foydalanadi (1 MGs dan katta bo’lmagan). Bunday muhitni ajratish usulida trafik kanallari har bir foydalanuvchga butun chastotalar kengligi bo’yicha tarqaladigan alohida kodni tayinlash orqali yaratiladi. Bu holda vaqtli ajratish bo’lmaydi va barcha abonentlar doimo kanalning butun kengligidan foydalanadi. Abonentlarning so’zlashuvlari bir birlariga yuklanadi, lekin ularning kodlari farqlanishi sababli oson differensiallanishi mumkin. TDMA usuli kabi CDMA usuli faqat raqamli shaklda ishlatiladi. Usulning asosiy prinsiplari fizik kanallarni kodli ajratishli bilan birga modulyatsiya hisobiga spektrni kengaytirish hisoblanadi