Олифер В.Г., Олифер Н.А. - Компьютерные сети. Принципы, технологии, протоколы (4-ое изд.) - 2010 - обработка (953099), страница 76
Текст из файла (страница 76)
Спутники!г!6!цш обладают значительным интеллектом, они могут, пользуясь специахьвыми межспутниковыми каналами, передавать друг другу информацию со скоростью 25 Мбит/с. Поэтому телефонный вызов идет от спутникового телефона 1г!г!!пш прямо на спутник, находящийся в зоне видимости. Затем этот спутник маршрутизирует вызов через систему промежуточных спутников тому спутнику, который в данный момент ближе к вызываемому абоненту. Система 1г!г!!шп представляет собой сеть с полным собственным стеком протоколов, поддерживающим всемирный роуминг. К сожалению, коммерческие успехи 1г!Йцш оказались очень скромными, и через два юла своего существования компания обанкротилась. Расчет на мобильных телефонных абонентов оказался неверным — к моменту начала работы наземная сеть сотовой связи уке покрывала большую часть территории развитых стран.
А услуги по передаче данных со скоростью 2,4 Кбит/с не соответствовали потребностям пользователей конца ХХ века. Сегодня система 1г!6!шп снова работает, теперь уже с новым владельцем и новым имеаеи — ЬЫ!иа Батей!ге. У нее теперь более скромные планы, связанные с созданием местных сишем связи в тех частях земного шара, где другая связь практически отсутствует. Профаммное обеспечение спутников модернизируется «на лету», что позволило повысить скорость передачи данных до 10 Кбит/с. В феврале 2008 года компания 1г!6!шп Яасе!!!ге сбьявнла о новой программе под названием 1пг!!шп ЫЕХТ.
В соответствии с этой програмвой к 2014 году будут запущены новые 66 спутников; все коммуникации со спутниками и вежду спутниками будут происходить на основе стека протоколов ТСР/1 Р. Друшй известной системой низкоорбитальных спутников является ЯоЬайгаг. В отличие ш 1пб!вш 48 низкоорбитальных спутников С!оЪа!згаг выполняют традиционные для постацнонарных спутников функции — принимают телефонные вызовы от мобильных абонентов н передают их ближайшей наземной базовой станции.
Маршрутизацию вызоюв выполняет базовая станция, перенаправляющая вызов базовой станции, ближайшей кспутвику, в зоне видимости которого находится вызываемый абонент. Межспутниковые хтвааы не используются. Помимо телефонных разговоров С!оЪа!згаг передает данные со скоростью 4,8 Кбит/с. Вас одна сеть |.ЕΠ— Огбсошт предоставляет сервис, ориентированный на передачу коротиих сообщений в режиме «машина-машина», например, между промышленными установхана нли датчиками, расположенными в труднодоступных районах. Доставка сообщений завсегда осуществляется в режиме реального времени. Если спутник невидим, терминал Опковш просто хранит пакеты, пока космический аппарат не войдет в зону видимости.
Глава 1О. Беспроводная передача данных Это приводит к чрезвычайно значительной неравномерности в передаче данных. Вместо привычных для пользователей Интернета задержек в доли секунды, в этой сети паузы иногда измеряются минутами. Технология широкополосного сигнала Техника расширенного спектра разработана специально для беспроводной передачи. Она позволяет повысить помехоустойчивость кода для сигналов малой мощности, что очень важно в мобильных приложениях. Однако нужно подчеркнуть, что техника расширенного спектра — не единственная техника кодирования, которая применяется для беспроводных линий связи микроволнового диапазона Здесь также применяются частотная (РЗК) и фазовая (РВК) манипуляции, описанные в предыдущей главе.
Амплитудная манипуляция (АЗК) не используется по той причине, что каналы микроволнового диапазона имеют широкую полосу пропускания, а усилители, которые обеспечивают одинаковый коэффициент усиления для широкого диапазона частот, очень дороги. Широкая полоса пропускания позволяет также применять модуляцию с несколькими несущими, когда полоса делится на несколько подканалов, каждый из которых имеет собственную несущую частоту. Соответственно, битовый поток делится на несколько подпотоков, текущих с более низкой скоростью.
Затем каждый подпоток модулируется с помощью определенной несущей частоты, которая обычно кратна основной несущей частоте, то есть |о, 2/о, Зуе и т.д. Модуляция выполняется с помощью обычных методов Г5К или РЖ. Такая техника называется ортогональным частотным мультиплексированием (Огг)гойопа! Ргеч)иепсу П(г(з(оп Мц!г!р!ех(пй, ОЕЭМ). Перед передачей все несущие сворачиваются в общий сигнал путем быстрого преобразования Фурье. Спектр такого сигнала примерно равен спектру сигнала, кодируемого одной несущей. После передачи из общего сигнала путем обратного преобразования Фурье выделяются несущие подканалы, а затем из каждого канала выделяется битовый поток.
Выигрыш в разделении исходного высокоскоростного битового потока на несколько низкоскоростных подпотоков проявляется в том, что увеличиваегся интервал между отдельными символами кода. Это означает, что снижается эффект межсимвольной интерференции, появляющийся из-за многолучевого распространения электромагнитных волн. Расширение спектра скачкообразной перестройкой частоты Идея метода расширения спектра скачкообразной перестройкой частоты (Егег)пенсу Норр!пй 5ргеаг! Вресггшп, ГНИ) возникла во время Второй мировой войны, когда радио широко использовалось для секретных переговоров и управления военными объектами, например торпедами. Для того чтобы радиообмен нельзя было перехватить или подавить узкополосным шумем, было предложено вести передачу с постоянной сменой несущеМ в пределах широкого диапазона частот. В результате мощность сигнала распределялась по всему диапазону, и прослушивание какой-то определенной частоты давало только небольшой шум.
Последовательность несущих частот выбиралась псевдослучайной, известной только передатчику и приемнику. Попытка подавления сигнала в каком-то узком зоз Технология широкополосного сигнала диапазоне также не слишком ухудшала сигнал, так как подавлялась только небольшая часть информации. Идею этого метода иллюстрирует рис. 10.12. Частота Ехо Ее Ез Ев Ез Е4 Ез Ез Е1 Последовательность перестройки частот: ЕТ-Ез-Е„-Е,-Е,с-Ез-рз-Ез-Ез-Ез Рис.! 0.12. Расширение спектра скачкообразной перестройкой частоты В течение определенного фиксированного интервала времени передача ведется на неизменной несущей частоте. На каждой несущей частоте для передачи дискретной информации применяются стандартные методы модуляции, такие как РБК или РЖ. Чтобы приемник синхронизировался с передатчиком, для обозначения начала каждого периода передачи втечение некоторого времени передаются синхробиты.
Так что полезная скорость этого негода кодирования оказывается меньше из-за постоянных накладных расходов на синхронизацию. Несущая частота меняется в соответствии с номерами частотных подканалов, вырабатываемых алгоритмом псевдослучайных чисел. Псевдослучайная последовательность мзвснт от некоторого параметра, который называют начюъным числом. Если приемнику в передатчику известны алгоритм и значение начального числа, то они меняют частоты в одинаковой последовательности, называемой последовательностью псевдослучайной верестройкн частоты.
Вски частота смены подканалов ниже, чем скорость передачи данных в канале, то такой режим нззывают медленным расширением спектра (рис. 10.13, а); в противном случае мы имеем дело с быстрым расширением спектра (рис. 10.13, б). Метод быстрого расширения спектра более устойчив к помехам, поскольку узкополосная помеха, которая подавляет сигнал в определенном подканале, не приводит к потере бита, пк как его значение повторяется несколько рзз в различных частотных подканзлзх. В этом Еежиие не проявляется эффект межсимвольной интерференции, потому что ко времени прихода зэдержанного вдоль одного из путей сигнала система успевает перейти на другую эстету.
Глава 1О. Беспроводная передача данных Частота ~ю гв рт гз гг Е! Я Сигнал двоичного нуля П Сигнал двоичной единицы Частоте ~ю я рз Ьт "е з з гз 'з р„ Д Сигнал двоичного нуля Д Сигнал двоичной единицы Рнс. 10.13. Соотношение между скоростью передачи данных и частотой смены подканалов Метод медленного расширения спектра таким свойством не обладает, но зато он проще в реализации и имеет меньшие накладные расходы, 305 Технология широкополосного сигнала Методы ГНБЯ применяют в беспроводных технологиях 1ЕЕЕ 802.11 и В1пегоогЬ.
В методах ЕН88 подход к использованию частотного диапазона не такой, как в других методах кодирования — вместо экономного расходования узкой полосы делается попытка занять весь доступный диапазон. На первый взгляд это кажется не очень эффективным— ведь в каждый момент времени в диапазоне работает только один канал. Однако последнее утверждение не всегда справедливо, поскольку коды расширенного спектра можно задействовать также и для мультиплексирования нескольких каналов в широком диапазоне.
В частности, методы ЕН85 позволяют организовать одновременную работу нескольких каналов путем выбора для каждого канала таких псевдослучайных последовательностей, которые в каждый момент времени дают каждому каналу возможность работать на собственной частоте (конечно, это можно сделать, только если число каналов не превышает числа частотных подканалов).
Прямое последовательное расширение спектра В методе прямого последовательного расширения спектра (Р1гесг Вецпепсе Вргеад 8ресггцш, 0888) также используется весь частотный диапазон, выделенный для одной беспроводной линии связи. Однако в отличие от ЕН88 весь частотный диапазон занимается не за счет постоянных переключений с частоты на частоту, а за счет того, что каждый бит информации заменяется Аг битами, поэтому тактовая скорость передачи сигналов увеличивается в Аг раз.
А это, в свою очередь, означает, что спектр сигнала также расширяется в Аг раз. Достаточно соответствующим образом выбрать скорость передачи данных и значение Аг, чтобы спектр сигнала заполнил весь диапазон. Цель кодирования методом Р35$ та же, что методом ЕН88 — повышение помехоустойчивости. Узкополосная помеха будет искажать только определенные частоты спектра сигнала, так что приемник с большой степенью вероятности сможет правильно распознать аередаваемую информацию. Код, которым заменяется двоичная единица исходной информации, называется расширяющей последовательностью, а каждый бит такой последовательности — чипом.
Соответственно, скорость передачи результирующего кода называют чиповой скоростью. Двоичный нуль кодируется инверсным значением расширяющей последовательности. Приемники должны знать расширяющую последовательность, которую использует передатчик, чтобы понять передаваемую информацию. Количество битов в расширяющей последовательности определяет коэффициент расширения исходного кода. Как и в случае РН88, для кодирования битов результирующего кода может использоваться любой вид модуляции, например ВОВК. Чем больше коэффициент расширения, тем шире спектр результирующего сигнала и тем больше степень подавления помех. Но при этом растет занимаемый каналом диапазон спектра.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
