אינציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל הסוגים העיקריים של רצפי קוד של מערכות תקשורת וניווט מודרניות. נתוני התייחסות אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל / חומרי עזר המאמר מתאר את הסוגים העיקריים של רצפי קוד המשמשים במערכות תקשורת וניווט מודרניות. הפרמטרים הניתנים נחשבים מנקודת מבט מדעית ומעשית, תוך התייחסות למחקר מודרני בתחום זה. הבחירה ברצף קוד פסאודו אקראי במערכת הנדסת רדיו להעברת מידע חשובה מאוד, שכן הרווח של עיבוד המערכת, חסינות הרעש והרגישות שלה תלויים בפרמטרים שלה. עם אותו אורך של רצף הקוד, פרמטרי המערכת עשויים להיות שונים. מערכות המשתמשות באותות דמויי רעש מורכבים נמצאות בשימוש למעלה מ-50 שנה. היתרונות הידועים של אותות דמויי רעש, כגון חסינות רעש גבוהה ביחס להפרעות בפס צר בעוצמה גבוהה, אפשרות להפרדת מנויים באמצעות קוד, סודיות שידור, התנגדות גבוהה להפצה מרובה מסלולים, ואפילו רזולוציה גבוהה ב מדידות מכ"ם וניווט, קבעו מראש את השימוש בהם במערכות תקשורת שונות. וקביעת מיקום. בשל אילו פרמטרים של אותות דמויי רעש יש ליישום שלהם מספר תכונות נפלאות והאם ניתן לשפר אותם? מאפיינים של אותות דמויי רעש פרמטר חשוב של מערכת המשתמשת באותות דמויי רעש הוא רווח העיבוד. רווח עיבוד (BO) מציין את מידת השיפור ביחס האות לרעש בעת המרת האות דמוי הרעש המתקבל על ידי המקלט לאות המידע הרצוי. הליך זה נקרא דחיסה או פיזור. על פי ההגדרה הקלאסית, VO שווה ל: VO \u10d XNUMX Lg [Cк /עםи]איפה Ск - תדירות שבבי הרצף הפסאודו-אקראי, שבב/שני. Си - קצב העברת מידע, סיביות/שנייה. לפי הגדרה זו, מערכת בעלת קצב מידע של 1 Mbit/s וקצב שבב של 11 Mchip/s (כלומר שכל סיביות מידע מקודדת ברצף פסאודו אקראי של 11 סיביות) תהיה בעלת RR של 10,41 dB. תוצאה זו פירושה שההפעלה של מערכת העברת המידע תישאר עם אותו BER אם האות השימושי בכניסה יקטן ב-10,41 dB. במודמים מסחריים דמויי רעש רגילים, כגון Arlan, Wavelan ודומיהם, העדיפות הגבוהה ביותר ניתנת לרוב למהירות העברת המידע, ולא חסינות התגנבות או רעש. מכיוון שההנחיות של ועדת התקשורת הפדרלית בארצות הברית (FCC) עבור התקנים כאלה מספקות ערך VO מינימלי של 10 dB, וכן הקצו את רוחב הפס המינימלי המותר של ערוץ אחד (המטיל הגבלות על קצב החזרות המרבי של שבבים Cк), אז אורך רצף הקוד הפסאודו-אקראי חייב להיות לפחות 11 שבבים לכל סיביות. אם נגדיל את אורך רצף הקוד ל-64 שבבים לביט (זהו האורך המקסימלי האפשרי למעבד ה-NPS Z87200 הידוע מבית Zilog), אז באותו קצב חזרת שבב של 11 Mchip/sec, רווח העיבוד יהיה להיות 10Lg (64) = 18,06 dB , קצב העברת המידע יקטן פי 64/11 = 5,8 פעמים. כדי לשמש במערכת NPS, רצפי קוד חייבים להיות בעלי מאפיינים מתמטיים ואחרים, שהעיקריים שבהם הם מאפייני קורלציה אוטו-קורלציה טובים מאוד. בנוסף, רצף הקוד חייב להיות מאוזן היטב, כלומר, מספר האחדים והאפסים בו חייבים להיות שונים בלא יותר מתו אחד. הדרישה האחרונה חשובה כדי לא לכלול את המרכיב הקבוע של אות המידע. מקלט ה-DSSS משווה את רצף הקוד שהתקבל עם העותק המדויק שלו המאוחסן בזיכרון. כאשר הוא מזהה מתאם ביניהם, הוא עובר למצב קבלת מידע, יוצר סנכרון ומתחיל פעולת פענוח מידע שימושי. כל מתאם חלקי יכול להוביל לתוצאות שגויות ולשיבוש המקלט, וזו הסיבה שרצף הקוד חייב להיות בעל תכונות מתאם טובות. שקול את מושג המתאם ביתר פירוט. אוטוקורלציה ופונקציית קורלציה צולבת מאפייני המתאם של רצפי הקוד המשמשים במערכות NPS תלויות בסוג רצף הקוד, אורכו, קצב החזרות של הסמלים שלו, ומבנה הסמל-לסמל שלו.(1). באופן כללי, פונקציית הקורלציה האוטומטית (ACF) נקבעת על ידי האינטגרל: Y (t ) = ∫f(t)f(t-t )dt ומראה את החיבור של האות עם עותק של עצמו, המוזז בזמן ב-τ. חקר ה-ACF ממלא תפקיד חשוב בבחירת רצפי קוד במונחים של ההסתברות הנמוכה ביותר להקמת סנכרון שגוי. לעומת זאת, לפונקציית קורלציה צולבת (CCF) יש חשיבות רבה למערכות חלוקת קוד כמו CDMA, ושונה מה-CCF רק בכך שיש פונקציות שונות מתחת לסימן האינטגרלי, ולא אותה אחת: Y (t ) = ∫f(t)g(t-t )dt ה-FCF מציג, אם כן, את מידת ההתאמה של רצף קוד אחד לאחר. כדי לפשט את המושגים של ACF ו-VKF, אפשר לייצג את הערך של פונקציה מסוימת כהפרש בין מספר ההתאמות A וחוסר ההתאמה B של סמלים של רצפי קוד בהשוואה בין תו-תו. כדי להמחיש דוגמה זו, שקול את פונקציית הקורלציה האוטומטית של רצף קוד בארקר באורך 11 שבבים בעל הצורה הבאה: מקורי XNXX 1 1 1 0 0 0 1 0 0 1 0 XNUMX XNUMX XNUMX XNUMX השוואה בין תו אחר תו של רצף זה עם עותק משלו מסוכמת בטבלה.
ייצוג גרפי של ה-ACF של רצף Barker זה מוצג באיור: ACF כזה יכול להיקרא אידיאלי, מכיוון שאין לו פסגות צד שיכולות לתרום לזיהוי אותות שווא. כדוגמה שלילית, שקול כל רצף קוד שרירותי, לדוגמה: מקורי XNXX 1 1 1 0 0 0 1 1 1 0 0 XNUMX XNUMX XNUMX XNUMX לאחר ביצוע החישובים התואמים את הדוגמה הקודמת, אנו מקבלים את הייצוג הגרפי הבא של פונקציית המתאם האוטומטי, המוצגת באיור: פסגות צד של 7 ו-3 יחידות עלולות להוביל לאזעקות שווא של המערכת אם נעשה שימוש ברצף כזה להפצת אותות. עבור מערכות NPS מהירות המיועדות להעברת מידע, אך לא להפרדת קוד של מנויים, בדרך כלל נעשה שימוש בקודי Barker, בעלי מאפייני קורלציה אוטומטיים טובים. בעזרת הדמיית מחשב נמצאו מה שנקרא קודי ווילארד (2), אשר באורך זהה לקודי בארקר, לעיתים יש להם תכונות מתאם טובות יותר. רצפי קוד ברקר באורך של יותר מ-13 סמלים אינם ידועים, לכן, על מנת להשיג VO גדול יותר, חסינות רעש גדולה יותר, כמו גם להפרדת קוד של מנויים, נעשה שימוש ברצפים באורך גדול יותר, שחלק ניכר מהם יוצרים רצפי M. M-רצפים אחד מאותות המפתחות של הסטת פאזה הידועים ביותר הם אותות שרצפי הקוד שלהם הם רצפי אורך מקסימלי או רצפי M. כדי לבנות רצפי M, משתמשים בדרך כלל ברגיסטרים של משמרת או ברכיבי השהיה באורך נתון. אורך רצף ה-M הוא 2N-1, כאשר N הוא מספר הסיביות של אוגר המשמרות. אפשרויות שונות לחיבור יציאות פריקה למעגל המשוב מספקות קבוצה מסוימת של רצפים. ה-ACF של רצף ה-M שווה ל-1 עבור כל ערכי ההשהיה, פרט לאזור 0±1, שבו הערך שלו משתנה מ-1 לערך 2N-1. בנוסף, לרצפי M יש תכונה מעניינת נוספת: לכל רצף יש XNUMX יותר מאפס. ספרות רבה מוקדשת לשיטות היווצרות ומאפיינים של רצפי M, ולכן לא נתעכב על כך בפירוט. לחקור את היכולות של ערכת השבבים החדשה של PRISMTM האריס סמיקונדקטור ערך מחקר מעשי של רצפי M קצרים וקודי Barker על מנת למצוא את האופטימליים מנקודת המבט של פונקציית המתאם האוטומטי (3). כחלק ממחקר זה נותחה רצף M באורך 15 ובעלת הצורה: 111 1000 1001 1010 כפי שהתברר, יש לו מאפייני קורלציה אוטומטיים גרועים יותר מרצף Barker בן 13 התווים בצורה הבאה: 1 1111 0011 0101 תצוגה מעשית של ACF של רצף M מוצגת באיור: לשם השוואה, ה-ACF של רצף קוד Barker באורך 13: שעון האוסילוסקופ מוצג בחלק העליון של התמונה. כפי שניתן לראות מהצילומים, לרצף ה-M יש מספר פסגות צד גדולות, אשר עלולות לפגוע משמעותית באיכות הקליטה של מערכת ה-NPS, ולעיתים להוביל לזיהוי אותות שווא. כפי שהתברר במהלך מחקר נוסף, אם מתווספים שני אפסים לרצף קוד Barker בן 13 התווים, אזי ה-ACF של הרצף המתקבל 001 1111 0011 0101 יהיה הרבה יותר טוב מה-ACF המתואר של רצף ה-M, המורכב גם מ-15 סמלים. ACF של הרצף החדש שהושג: רצפי M קצרים נחותים באופן משמעותי מרצפי Barker במונחים של מאפייני מתאם אוטומטי, למרות האיזון הטוב יותר של אפסים ואחדים. מבין המערכות הידועות ביותר המשתמשות ברצפי M, אנו יכולים למנות מערכת תקשורת סלולרית עם חלוקת קוד של מנויי CDMA ומערכת ניווט גלובלית (GPS). מערכת CDMA משתמשת בשלושה רצפי קוד. הראשון שבהם, המשמש לסנכרון פעולת כל הציוד, הוא בעל אורך משתנה N ≈ (32÷131)103 דמויות. לרצף ה-M השני יש אורך מקסימלי N=242-1 ומשמש לזיהוי תחנות מנויים מתחנת הבסיס. הרצף השלישי משמש להעברת מידע שימושי בין תחנות הבסיס לתחנות המנוי והוא אחד מרצפי Walsh. לרצפי וולש (השורות או העמודות של מטריצת Hadamard פועלות כמותם) הם בעלי תכונה של אורתוגונליות זה ביחס לזה. מנקודת מבט מתמטית, אורתוגונליות פירושה שבהיעדר שינוי זמן בין רצפי וולש, מכפלת הנקודות שלהם היא אפס. מנקודת מבט של הנדסת רדיו, הדבר מאפשר לבטל הפרעות הדדיות בהעברת המידע מתחנת הבסיס למספר תחנות מנויים ובכך להגדיל באופן דרמטי את תפוקת מערכת התקשורת (5). יתרון זה של האורתוגונליות מתרחש רק במקרה של סנכרון מדויק של שידור הרצפים לכל המנויים. סנכרון מדויק של תחנות בסיס CDMA ומנויים מתבצע בעיקר בעזרת מערכת הניווט העולמית GPS. בנוסף לרצפי Walsh, נעשה שימוש ברצפים אורתוגונליים נוספים במערכות תקשורת: רצפי Digilok ו-Stiffler. בנוסף לרצפי M ככאלה, רצפי קוד מורכבים מצאו יישום במערכות תקשורת, שהן שילובים של רצפי M ויש להם כמה מאפיינים ספציפיים. המפורסמים והמשומשים שבהם הם רצפי גולד. רצפי הקוד של גולד נוצרים באמצעות מחולל רצפים פשוט המבוסס על שני אוגרי משמרות בעלי אותה קיבולת ויש להם שני יתרונות ביחס לרצפי M. ראשית, מחולל רצפי הקוד, שנבנה על בסיס שני אוגרי משמרות באורך N כל אחד, יכול ליצור, בנוסף לשני רצפי ה-M המקוריים, N רצפים נוספים באורך 2N-1, כלומר, מספר רצפי הקוד שנוצרו מורחב משמעותית. שנית, ניתן לבחור קודי Gould כך שה-CCF עבור כל רצפי הקוד המתקבלים ממחולל אחד יהיה זהה, וערך הפסגות הצדדיות שלו מוגבל. עבור M-sequences, לא ניתן להבטיח שהפסגות הצדדיות של ה-TCF לא יעלו על ערך מסוים שצוין. רצפי קוד גולד משמשים במערכות ניווט גלובליות, כגון GPS. הקוד המכונה "גס" (C/A - clear/acquisition) משתמש ברצף גולד של 1023 תווים, המשודר בתדר שעון של 1,023 מגה-הרץ. אותו קוד בדיוק (P - דיוק), אליו יש גישה לשירותים צבאיים ומיוחדים, משתמש ברצף מורכב ארוך במיוחד עם תקופת חזרות של 267 ימים ותדר שעון של 10,23 מגה-הרץ. בנוסף לרצפים המורכבים של גולד, נעשה שימוש לרוב ברצפי Kasami. טכנולוגיות חדשות רצפי ה-M, הרצפים של גולד, קסאמי המוזכרים במאמר זה מתייחסים לרצפים בעלי אלגוריתם היווצרות ליניארי. החיסרון העיקרי של רצפים כאלה הוא יכולת הניבוי שלהם והיעדר סודיות השידור הקשורים אליו. רצפים לא ליניאריים הם יותר בלתי צפויים. לאחרונה הופיעו מספר פרסומים על יצירת אותות דמויי רעש באמצעות תופעת הכאוס הדינמי (4). תופעת הכאוס הדינמי היא שלתנועה של מערכת דינמית דטרמיניסטית, בתנאים מסוימים, יש את כל התכונות של תהליך כאוטי רחב פס. יחד עם זאת, המאפיין הבסיסי של האלגוריתמים המתארים תופעה זו הוא חוסר הלינאריות שלהם, והתכונה של תהליך הזמן שנוצר היא אי המחזוריות שלו. זה פותח את האפשרות לחפש מחלקה חדשה של רצפים אקראיים לשימוש במערכות הנדסת רדיו למטרות שונות: אותות ShHS כאוטיים בפס רחב, העונים טוב יותר על הדרישות לרצפים פסאודו אקראיים. מסקנה מערכות סלולריות מהדור השלישי, שכבר מפותחות במסגרת תוכניות אירופיות בינלאומיות, ישתמשו באותות פס רחב הנוצרים על ידי רצפים פסאודו אקראיים. במיוחד, WCDMA או CDMA בפס רחב, שפותחה על ידי אריקסון, נבחרה כתקן הבסיס ל-UMTS - Universal Mobile Telecommunications System. ישנם יותר מעשרים פרויקטים המאגדים, במידה זו או אחרת, את כל חברות התקשורת המפותחות והאוניברסיטאות המובילות בעולם, המנסות לגשת מזוויות שונות לבעיית התקשורת העולמית העולמית של העתיד (6). בעתיד הרחוק, מן הסתם, לכל תושב בכוכב הלכת שלנו יהיה טרמינל משלו, שהוא קטן בגודלו ומספק לבעליו את כל סוגי התקשורת הזמינים - מטלפון וידאו ועד גישה למערכת המידע העולמית העולמית. וישנה סבירות גבוהה שבמערכות כאלה ייעשה שימוש בהפרדת קוד של מנויים באמצעות רצפים פסאודו אקראיים. ספרות
מחבר: מליגין איבן ולדימירוביץ'; פרסום: library.espec.ws ראה מאמרים אחרים סעיף חומרי עזר. תקרא ותכתוב שימושי הערות על מאמר זה. חדשות אחרונות של מדע וטכנולוגיה, אלקטרוניקה חדשה: עור מלאכותי לחיקוי מגע
15.04.2024 פסולת חתולים של Petgugu Global
15.04.2024 האטרקטיביות של גברים אכפתיים
14.04.2024
עוד חדשות מעניינות: ▪ חומר המשקם רקמות עצביות עם דחפים חשמליים ▪ ירק המקיף אדם מאטה את תהליך ההזדקנות ▪ נוצרו ננו-חלקיקים המפחיתים נפיחות במוח ▪ ציפורים נמנעות מרדיואקטיביות עדכון חדשות של מדע וטכנולוגיה, אלקטרוניקה חדשה
חומרים מעניינים של הספרייה הטכנית החופשית: ▪ חלק של האתר עבור חובב הרדיו. בחירת מאמרים ▪ מאמר מאת הנרי אלפרד קיסינג'ר. פרשיות מפורסמות ▪ מאמר מה הקשר למערת ממותות לממותות? תשובה מפורטת ▪ מאמר D-trigger. רדיו - למתחילים ▪ מאמר מעגל אספקת חשמל עבור מנורות פלורסנט במתח נמוך. אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל ▪ מאמר בועה, פקק ומטפחת. פוקוס סוד כל השפות של דף זה בית | הספרייה | מאמרים | <font><font>מפת אתר</font></font> | ביקורות על האתר www.diagram.com.ua |