Э. Таненбаум - Компьютерные сети. (4-е издание) (DJVU) (1130092), страница 53
Текст из файла (страница 53)
На рис. 2.39, в изображено шесть примеров передачи, в которой одновременно принимают участие одна илн несколько станций. В первом примере С передает единичный бит, поэтому мы просто получаем элементарную последовательность этой станции. Во втором примере и В, н С передают единичные биты, в результате чего мы получаем сумму нх биполярных последовательностей, а именно: (-1 — 1«-1 — 1+1+1«-1 — 1)«-( — 1«-1 — 1э 1+1«-1 — 1 — 1) =(-2 ООО «ь2«2 Π— 2). В третьем примере станция А посылает 1, а станция В посылает О.
Прочие молчат. В четвертом примере А и С посылают 1, тогда как В посылает О. В пятом примере все четыре станции посылают 1. Наконец, н последнем случае А, В и Р посылают единичный бнт, а С посылает нулевой. Обратите внимание на то, что каждой из шести последовательностеи (от 5, до 5,), представленных на рис. 2.39, в, соответствует один битовый интервал. Чтобы восстановить исходный битовый поток каждой из станций, приемник должен заранее знать элементарные последовательности всех передатчиков, с которымн он работает.
Восстановление осуществляется путем вычисления нормированного скалярного произведения принятой последовательности (то есть линейной суммы сигналов всех станций) и элементарной последовательности той станции, чей исходный сигнал восстанавливается. Если принята элементарная последовательность 5 и приемник пытается понять, что передала станция с элементарной последовательностью С, то производится вычисление нормированного скалярного произведения 5 е С. Чтобы понять, как это все работает, давайте представим себе эти две станции, А и С.
Пусть обе передают единичный бит, в то время как станция В передает ну- 202 Глава 2. Физический уровень левой бит. Приемник получает сумму сигналов, которая равна 5 = А+ В + С и вычисляет произведение: 5еС =(А+В+ С)еС =АСС+ В еС~ СеС =О+О+1=1 Первые два слагаемые равны нулю, потому что все пары элементарных последовательностей тщательно подбирались такими, чтобы они были ортогональными, см, выражение (2А). Теперь должно быть понятно, почему это условие должно быть наложено на элементарные последовательности.
Можно представить себе зту задачу и гю-другому. Допустим, приемник получил вместо суммы сигналов отдельные сигналы. В этом случае приемник будет вычислять скалярные произведения каждого из них по отдельности, а результаты складывать. Благодаря свойству ортогональности, все скалярные произведения, кроме С еС, равны О. Сложение с последующим вычислением скалярного произведения равносильно суммированию скалярных произведений. Обратимся снова к шести примерам, показанным на рис. 2.39, в. Конкретный результат декодирования этих последовательностей представлен на рис.
2.39,к Допустим, приемник заинтересован в извлечении потока битов, посланного станцией С, из всех шести последовательностей 5,-5к Для этого он вычисляет каждый бит путем суммирования парных произведений принятой последовательности (5) и вектора С (см. рнс. 2.39, б), затем деления результата на 8 (так как т = 8 в данном случае). Как видите, каждый раз находится верный бит. Это так же просто, как говорить по-французски! В идеальной система С1)МА без шума емкость (то есть допустимое количество станций) может быть сколь угодно большим, как и емкость идеального бесшумного канала Найквиста может увеличиваться за счет повышения количества бит на отсчет. На практике, конечно же, физические ограничения очень сильно уменьшают емкость системы.
Во-первых, мы предпо,тагали, что все последовательности синхронизированы по времени. На самом же деле точную синхронизацию обеспечить невозможно. Единственное что можно сделать, — зто организовать форсирование приемником отправки со стороны передатчика достаточно длинной элементарной последовательности, по которой приемник мог бы осуществить синхронизацию. Все остальные (несинхронпзировапные) посылки прн этом рассматриваются как случайный шум. Если нх нс очень много, базовый алгоритм декодирования работает неплохо. С наложением элементарных последовательностей на шумовой фон связана довольно обширная теория (см.
Р1с1гЬо!га и др., 1982). Как нетрудно догадаться, чем длиннее элементарная последовательность, тем выше вероятность ее корректного детектирования на фоне шума. Для повышения надежности битовая последовательность может использовать код с коррекцией ошибок. Элементарные последовательности никогда не используют коррекцию ошибок, Еще одним очевидным допущением, которым мы пользовались в наших рассуждениях, является предположение о том, что мощности всех станций такие же, как воспринимаемые приемником. Система СОМА обычно используется в беспроводной связи, где всегда присутствует базовая стационарная станция и множество мобильных станций, расположенных па разных расстояниях от нее.
Уровни мощности, воспринимаемые приемником, конечно, зависят от того, на- Мобильная телефонная система 203 сколько далеко находятся передатчики. Хорошим эвристическим правилом является правило компенсации мощностей: чем слабее сигнал, принимаемый мобильным телефоном от базовой станции, тем моцзнее должен быть его исходягций сигнал. Другими словами, мобильная станция, получающая слабый сигнал от базовой станции, будет посылать более мощный сигнал, чем станция, получающая мощный сигнал с БС.
Могцности могут также контролироваться базовыми станциями, выдающими команды мобильным станциям увеличить или уменьшить свою мошность. Еще мы предполагали, что приемник знает, кто отправляет ему данные. В принципе, имея достаточно мощные вычислительные возможности, базовая станция может слушать одновременно всех отправителей и исполнять алгоритм декодирования параллельно для всех передатчиков. Но об этом проще говорить, чем реализовывать. В СРМА есть еше много сложных вещей, которые мы опустили в нашем кратком рассказе.
Тем не менее, зто хорошо продуманная схема, котоРая все шире применяется в беспроводной связи. Стандартной полосой СРМА является 1,25 МГц (против 30 кГц в Р-АМР5 и 200 кГц в 65М), и в этой полосе система может обслуживать гораздо больше пользователей, чем любая другая система. При этом каждому пользователю предоставляется пропускная способность, которая, по крайней мере, не хуже, чем в С5М, а зачастую даже лучше. Инженеры, которые хотят получить более полное представление о СРМА, могут обратиться к книге (Еее апд М111ег, 1998). Альтернативная схема, в которой распределение осуществляется нс по частотам, а по времени, описано в (Сгезро и др., 1995).
Еше одну схему можно найти в (5ап' и др., 2000). Для чтения всех этих книг необходимо обладать знаниями теории связи. Мобильные телефоны третьего поколения: циФровая речь и данные Каким будет будушее мобильной телефонии7 Давайте попробуем разобраться. Развитием этой отрасли движет большое количество факторов.
Во-первых, обьем передаваемых данных уже превышает объем передаваемой речи в стационарных сетях, и первый показатель растет экспоненциально, тогда как последний растет довольно вяло. Многие эксперты предрекают такое же будущее и мобильным сетям: трафик данных превысит голосовой трафик. Во-вторых, компьютерная индустрия и индустрии телефонии и развлечений уже стали полностью цифровыми и быстро объединяются. Многие восхищаются компактностью и малым весом портативного устройства, которое выступает в качестве телефона, проигрывателя компакт-дисков, РЪ'Р-проигрывателя, терминала для электронной почты, обладает веб-интерфейсом, возможностями текстового редактора, включает в себя электронные игры и многое другое.
С его помощью можно без всяких проводов в любой точке мира получить высокоскоростной доступ в Интернет. Все это называется третьим поколением мобильной телефонии. Дополнительную информацию см. (Нцоег и др., 2000; 5аг1кауа, 2000). Еще в 1992 году международный союз телекоммуникаций, 1Т11, сделал попытку конкретизировать и реализовать эти мечты и выпустил проект под назва- 204 Глава 2.
Физический уровень нием 1МТ-2000, где 1МТ означало «международная мобильная связь» (1пгегпаВопа1 МоЪ>1е Те!есотпшшсабопз). Что касается числа 2000, то оно нужно было для трех вещей: во-первых, оно указывало на год, в котором задумывалось ввести в строй этот проект; во-вторых, именно на такой частоте (в мегагерцах) должна была работать система; в-третьих, предполагалось установить такую ширину полосы (в килогерцах). Ни один из трех пунктов осуществлен не был. В 2000 году система реализована не была. 1Т() рекомендовал правительствам всех стран зарезервировать частоту 2000 МГц (2 ГГц) для международного роуминга.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
