|
|
Глава 1. Основные принципы цифровой радиосвязи
В этой главе мы рассмотрим некоторые из фундаментальных принципов цифровой связи, особенно в применении к цифровой подвижной радиостанции. Начнем c уровня системы и блок-схем, которые выполняют конкретные функции перемещения информации с передатчика на приемник. Так как рассматриваются, прежде всего, системы подвижной радиостанции, использующие методы DS-SS, мы обсуждаем системы цифровой связи, которые работают в соответствии с CDMA стандартом IS-95.
Прежде всего необходимо понять, почему промышленность беспроводных персональных сетей связи переходит от традиционной аналоговой технологии частотной модуляции к цифровым технологиям типа TDMA и CDMA. Имеются много преимуществ для перехода к цифре, по крайней мере, четыре причины для указанной тенденции:
Первая - качество обслуживания Системы цифровой связи, представленные в различных технологиях, имеющая более высокое в потенциале качество обслуживания. Это особенно верно в условия города, таких как мобильный канал. Это улучшенное обслуживание, обусловленное возможностью свойственной цифровой системе восстанавливать сигнал. В упрощенной системе цифровой связи, положительный импульс (который может быть обозначен как «1») послан от передатчика. Импульс приходит на приемник с ухудшением амплитуды и формы. Амплитуда импульса ухудшается из-за потерь при распространении, которые являются функцией расстояния. Форма импульса также может быть искажена, частично из-за природы канала. Допустим, сигнал перенес столько много искажений что, если бы это было аналоговым сигналом, низкое отношение сигнал-шум, привело бы к слабому качеству сигнала. Однако система цифровой связи имеет приемник, который содержит пороговый датчик. Датчик запрограммирован так, чтобы выводить «1» энергия по указанному битовому периоду должна быть больше чем 0, и выводить «-1» когда совокупная энергия за период - меньше 0.
В этом примере информация содержится в амплитуде сигнала. Другие системы цифровой связи, типа системы CDMA, используют фазовую модуляцию (ФМ), где информация содержится в фазе сигнала. Характеристики ФМ обсуждены в модуляционном разделе этой главы.
Вторая причина - увеличенная пропускная способность. Поскольку система цифровой связи передает информацию в дискретных единицах, а именно 1 и -1 (или 1 и 0), первичная информация должна быть также преобразована в дискретные единицы. В системе передачи речевых сигналов, первичная информация - человеческая речь; человеческая речь - это аналоговый сигнал и ее необходимо преобразовать (кодировать) в цифровую форму, прежде чем передать через цифровую систему. Это кодирование первичной информации или исходное кодирование, может использовать сжатие речи, чтобы уменьшить количество бит необходимых для представления речи. Например, улучшенная мобильная телефонная система (advanced mobile phone system - AMPS) передает речь, используя ширину полосы 30 кГц. Система IS-95 CDMA использует вокодер, или кодер речи, конвертирующий человеческую речь в 9.6 Кбит/с (Set Rate 1) цифрового потока. Таким образом используется меньшая ширина полосы, чтобы передать речевую информацию. Кроме того вокодер в CDMA использует переменную скорость, в течение периода молчания, выходная скорость передачи данных вокодера понижена. Вокодер IS-95 поддерживает четыре различные скорости передачи: 9,600; 4,800; 2,400; и 1,200 бит/с. Особенность переменного уровня далее уменьшает эффективную ширину полосы частот, требуемую для передачи речи. Если имеется только фиксированная полная ширина полосы, уменьшение ширины полосы индивидуальных каналов телефонной радиосвязи подразумевает увеличение общего количества доступных каналов телефонной радиосвязи.
Третья причина - секретность. Секретность - важная проблема в любой системе связи. В конвенциональной аналоговой FM системе, любой, кто имеет FM сканер, может подслушивать разговор. Система цифровой связи обеспечивает готовую платформу, где возможно использование методов шифрования для защиты информации, переданной по воздушной среде. В комплексной системе типа CDMA, очень трудно сконструировать приемник и подслушивать разговор, даже если режим шифрования не активизирован.
Возможно основная причина для переориентации промышленности - это возможности технологии и экономики. Комплексные системы цифровой связи, особенно широкополосные, делают возможным предоставление технологий типа обработки цифрового сигнала (digital signal processing - DSP) и их выполнение на специфических прикладных интегральных схемах (application-specific integrated circuits - ASICs). Стоимость этих технологий исторически была достаточно высока, и они применялись в основном в правительственных и военных заказах. В последнее время “экономика” этих технологий сделала возможным их использование в коммерческой сфере в массовом масштабе. Дальше...
Источник: www.news03.ru
Сайты наших друзей:
|
