Menarik

Direct Sequence Spread Spectrum: dasar-dasarnya

Direct Sequence Spread Spectrum: dasar-dasarnya


DSSS, spektrum penyebaran urutan langsung adalah bentuk transmisi spektrum tersebar yang menggunakan kode penyebaran untuk menyebarkan sinyal keluar melalui bandwidth yang lebih luas yang biasanya diperlukan.

Teknik di balik spektrum penyebaran urutan langsung, DSSS pada pandangan pertama berlawanan dengan intuisi, tetapi DSSS digunakan di sejumlah area di mana hal itu memungkinkan keuntungan yang cukup besar untuk diperoleh.

Dasar-dasar spektrum penyebaran urutan langsung

Spektrum penyebaran sekuens langsung adalah bentuk transmisi yang terlihat sangat mirip dengan derau putih melalui bandwidth transmisi. Namun begitu diterima dan diproses dengan kode descrambling yang benar, data yang diperlukan dapat diekstrak.

Saat mentransmisikan sinyal spektrum sebaran DSSS, sinyal data yang diperlukan dikalikan dengan apa yang dikenal sebagai aliran data kode chip atau penyebaran. Aliran data yang dihasilkan memiliki kecepatan data yang lebih tinggi daripada data itu sendiri. Seringkali data dikalikan menggunakan fungsi XOR (OR eksklusif).

Setiap bit dalam urutan penyebaran disebut chip, dan ini jauh lebih pendek daripada setiap bit informasi. Urutan penyebaran atau urutan chip memiliki kecepatan data yang sama dengan keluaran akhir dari pengganda penyebaran. Tingkat ini disebut kecepatan chip, dan ini sering diukur dalam satuan M chip / detik.

Aliran data pita dasar kemudian dimodulasi ke operator dan dengan cara ini keseluruhan sinyal secara keseluruhan tersebar di bandwidth yang jauh lebih luas daripada jika data hanya dimodulasi ke operator. Ini karena, sinyal dengan kecepatan data tinggi menempati bandwidth sinyal yang lebih luas daripada sinyal dengan kecepatan data rendah.

Untuk memecahkan kode sinyal dan menerima data asli, sinyal CDMA pertama-tama didemodulasi dari pembawa untuk menyusun kembali aliran data berkecepatan tinggi. Ini dikalikan dengan kode penyebaran untuk membuat ulang data asli. Ketika ini dilakukan, maka hanya data yang dihasilkan dengan kode penyebaran yang sama yang dibuat ulang, semua data lain yang dihasilkan dari aliran kode penyebaran yang berbeda diabaikan.

Penggunaan spektrum sebaran urutan langsung adalah prinsip yang kuat dan memiliki banyak keuntungan.

Proses penyandian / dekode spektrum penyebaran urutan langsung DSSS

Untuk memvisualisasikan bagaimana proses spektrum penyebaran urutan langsung beroperasi, metode termudah adalah dengan menunjukkan contoh bagaimana sistem benar-benar beroperasi dalam hal bit data, dan bagaimana data dipulihkan dari DSSS, sinyal spektrum sebaran urutan langsung.

Bagian pertama dari proses ini adalah menghasilkan sinyal DSSS. Ambil contoh bahwa data yang akan dikirim adalah 1001, dan chip atau kode penyebar adalah 0010. Untuk setiap bit data, kode penyebaran lengkap digunakan untuk beberapa data, dan dengan cara ini, untuk setiap bit data, penyebaran atau sinyal yang diperluas terdiri dari empat bit.

1001Data yang akan dikirim
0010001000100010Membuat chip atau kode penyebar
1101001000101101Hasil penyebaran data yang dihasilkan

Dengan sinyal yang diperoleh dan dikirim, itu perlu diterjemahkan di dalam penerima jarak jauh:

1101001000101101Sinyal CDMA masuk
0010001000100010Membuat chip atau kode penyebar
1111000000001111Hasil penghilangan penyebaran
1001Output terintegrasi


NB: 1 x 1 = 01 x 0 = 1

Dengan cara ini dapat dilihat bahwa data asli dipulihkan dengan tepat menggunakan penyebaran atau kode chip yang sama. Jika kode lain digunakan untuk meregenerasi sinyal spektrum penyebaran CDMA, maka itu akan menghasilkan urutan acak setelah de-penyebaran. Ini akan muncul sebagai noise dalam sistem.

Kode penyebaran yang digunakan dalam contoh ini hanya empat bit. Ini memungkinkan proses divisualisasikan dengan lebih mudah. Kode penyebar umum mungkin berukuran 64 bit, atau bahkan 128 bit untuk memberikan kinerja yang diperlukan.

Keuntungan penyebaran DSSS

Bandwidth dari sinyal spektrum tersebar akan jauh lebih luas daripada aliran data asli. Untuk mengukur peningkatan bandwidth, istilah yang dikenal sebagai gain penyebaran digunakan. Jika bandwidth DSSS, sinyal spektrum sebaran urutan langsung W dan panjang bit atau periode data masukan 1 / R maka keuntungan penyebaran DSSS dapat didefinisikan:

Diketahui bahwa semakin besar gain penyebaran sinyal spektrum sebaran urutan langsung, semakin efektif kinerja sistem. Ini karena sinyal yang diinginkan menjadi lebih besar. Dalam contoh yang ditunjukkan di atas, gain penyebaran adalah empat, seperti yang terlihat oleh fakta bahwa empat "1" dihasilkan untuk setiap bit data yang dibutuhkan. Data yang dihasilkan oleh kode dispreading lain akan muncul sebagai noise dan dapat dibuang karena nilainya akan lebih rendah.

Aplikasi spektrum penyebaran urutan langsung

DSSS digunakan di sejumlah area di mana propertinya memungkinkannya memberikan beberapa keunggulan unik dibandingkan teknik lainnya.

  • Komunikasi rahasia: DSSS pertama kali digunakan untuk menyediakan komunikasi yang aman dan rahasia. Sinyal awalnya sulit untuk dideteksi karena terdengar seperti kebisingan broadband dan sering keliru untuk itu. Juga untuk mengakses data perlu diketahui kode yang digunakan untuk menghasilkan sinyal
  • Teknologi ponsel CDMA: Teknik DSSS digunakan untuk menyediakan skema akses ganda yang digunakan untuk teknologi selofan 3G. Setiap ponsel menggunakan kode akses atau kode penyebaran yang berbeda dan ini memungkinkan banyak pengguna untuk mengakses stasiun pangkalan pada frekuensi yang sama.
  • GNSS: Sistem navigasi berbasis satelit menggunakan DSSS karena ini memberikan penguatan sinyal dengan menyebarkan sinyal keluar melalui bandwidth yang lebar. Ini juga memungkinkan satelit yang berbeda untuk menggunakan saluran yang sama tanpa gangguan timbal balik.


Tonton videonya: Direct Sequence Spread Spectrum (September 2021).