Олифер В.Г., Олифер Н.А. - Компьютерные сети. Принципы, технологии, протоколы (4-ое изд.) - 2010 - обработка (953099), страница 77
Текст из файла (страница 77)
Обычно коэффициент расширения имеет значения от 10 до 100. Примером расширяющей последовательности является ёоследовавгельность Баркера (Вагйег), которая состоит нз !1 бит: 10110111000. Если передатчик использует эту последовательностьь, то передача трех битов 110 ведет к отправке следующих битов: 10110111000 10110111000 01001000111. Последовательность Баркера позволяет приемнику быстро синхронизироваться с перештчиком, то есть надежно выявлять начало последовательности. Приемник определяет Глава 10. Беспроводная передачаданных такое событие, поочередно сравнивая получаемые биты с образцом последовательности. Действительно, если сравнить последовательность Баркера с такой же последовательностью, но сдвинутой на один бит влево или вправо, то мы получим меньше половины совпадений значений битов.
Значит, даже при искажении нескольких битов с большой долей вероятности приемник правильно определит начало последовательности, а значит, сможет правильно интерпретировать получаемую информацию. Метод РВА в меньшей степени защищен от помех, чем метод быстрого расширения спектра, так как мощная узкополосная помеха влияет на часть спектра, а значит, и на результат распознавания единиц или нулей. Множественный доступ с кодовым разделением Как и в случае гНЯБ, кодирование методом РКИБ позволяет мультиплексировать несколько каналов в одном диапазоне. Техника такого мультиплексирования называется множественным доступом с кодовым разделением (Сог!е Рп ийоп Мп!г!р!ех1пд Ассезз, СРМА). Она широко используется в сотовых сетях. Хотя техника СРМА может применяться совместно с кодированием методом гНББ, на практике в беспроводной сети она чаще сочетается с методом РББЯ.
Каждый узел сети, работающий по методу СРМА, посылает данные в разделяемую среду в те моменты времени, когда это ему нужно, то есть синхронизация между узлами отсутствует. Идея СРМА заключается в том, что каждый узел сети задействует собственное значение расширяющей последовательности. Эти значения выбираются так, чтобы принимающий узел, который знает значение расширяющей последовательности передающего узла, мог выделить данные передающего узла из суммарного сигнала, образующегося в результате одновременной передачи информации несколькими узлами. Для того чтобы такую операцию демультиплексирования можно было выполнить, значения расширяющей последовательности выбираются определенным образом.
Поясним идею СРМА на примере. Пусть в сети работает четыре узла: А, В, С и Р. Каждый узел использует следующие значения расширяющей последовательности: А:01010101 В:10100101 С:10011001 Р:111111!1 Предположим также, что прн передаче единиц и нулей расширяющей последовательности (то есть уже преобразованного исходного кода) используются сигналы, которые являются аддитивными и инверсными. Инверсность означает, что двоичная единица кодируется, например, синусоидой с амплитудой еА, а двоичный ноль — синусоидой с амплитудой — А. Из условия аддитивности следует, что если фазы этих амплитуд совпадут, то при одновременной передачоединицы и нуля мы получим нулевой уровень сигнала. Для упрощения записи расширяющей последовательности обозначим синусоиду с положительной амплитудой значением ч1, а синусоиду с отрицательной амплитудой — значением -1.
Для простоты допустим также, что все узлы сети СРМА синхронизированы. Таким образом, при передаче единицы исходного кода 4 узла передают в среду такие последовательности: Технология широкополосного сигнала за А: -1+1-1+1 — 1+1-1+1 В:+1 -1+1 -1 — 1+1 -1+1 С: +1 -1 -1 +1 +1 -1 -1 +1 Рг я!+1+1+1+1+1+1+1 При передаче нуля исходного кода сигналы расширяюшей последовательности инвертиру ются.
Пусть теперь каждый из 4-х узлов независимо от других передает в сеть один бит исходной информации: узел А -> 1, узел  — > О, узел С -+ О, узел Х> -+ 1. В среде 5 сети наблюдается такая последовательность сигналов: А: -1+1-1+1-1+1 — 1+1 В: -1+1-1+1+1-1+1-1 С: -1+1+1 -1-1+1+1-1 В;+1 +1+1«-1+1+1+!+1 В соответствии со свойством аддитивности получаем: Я:;2+40+20+2+20 Если, например, некоторый узел Е хочет принимать информацию от узла А, то он должен использовать свой демодулятор СОМА, задав ему в качестве параметра значение расширяющей последовательности узла А.
Демодулятор СОМА последовательно складывает все четыре суммарных сигнала 5ь принятые в течение каждого такта работы. При атом сигнал Яь принятый в такге, на котором код расширения станции А равен +1, учитывается в сумме со своим знаком, а сигнал, принятый в такте, на котором код расширения станции А равен -1, добавляется в сумму с противоположным знаком.
Другими словами, демодулятор выполняет операцию скалярного умножения вектора принятых сигналов на вектор значения расширяющей последовательности нужной станции: ЯхА -(-2+4 0+2 0+2+2 0 ) х(-1+1-1+1-1+1-1+1) 8. Для того чтобы узнать, какой бит послала станция А, осталось нормализовать результат, тоесть разделить его на количество разрядов в расширяюшей последовательности: 8/8 - 1. Если бы станция хотела принимать информацию от станции В, то ей нужно было бы при демодуляции использовать код расширения станции В (+! -1 +1 -1 -1 +1 -1 +1): ЯхВ (-2+40+20+2+20)х(+1-1+1-1-1+1-1+!)--8. После нормализации мы получаем сигнал -1, который соответствует двоичному нулю исходной информации станции В. Мм обьяснили только основную идею СОМА, предельно упростив ситуацию.
На практике СОМА является весьма сложной технологией, которая оперирует не условными значенияии+1 и -1, а модулированными сигналами, например сигналами ВЕК. Кроме того, узлы сети не синхронизированы между собой, а сигналы, которые приходят от удаленных на различные расстояния от приемника узлов, имеют разную мощность. Проблема синхронимпви приемника и передатчика решается за счет передачи длинной последовательности определенного кода, называемого пилотным сигналом. Для того же, чтобы мощности всех передатчиков были примерно равны для базовой станции, в СОМА применяются специельные процедуры управления мошностью.
зов Глава 10. Беспроводная передача данных Выводы Беспроводная связь делится на мобильную и фиксированную. Для организации мобильной связи беспроводная среда является единственной альтернативой. Фиксированная беспроводная связь обеспечивает доступ к узлам сети, расположенным в пределах небольшой территории, например здания. Каждый узел беспроводной линии связи оснащается антенной, которая одновременно является передатчиком и приемником электромагнитных волн. Электромагнитные волны могут распространяться во всех направлениях или же в пределах определенного сектора. Тип распространения зависит от типа антенны.
Беспроводные системы передачи данных делятся на четыре группы в зависимости от используемого диапазона электромагнитного спектра; широковещательные (радио-) системы, микроволновые системы, системы инфракрасных волн, системы видимого света. Из-за отражения, дифракции и рассеивания электромагнитных волн возникает многолучевое распространение одного и того же сигнала.
Это приводит к межсимвольной интерференции и много- лучевому замиранию. Передача данных в диапазонах 900 МГц, 2,4 ГГц и 5 ГГц, которые получили название )ЗМ-диапазонов, не требует лицензирования, если мощность передатчика не превышает 1 Вт.
Беспроводные двухточечные линии связи служат для создания радиорелейных линий, соединения зданий, а также пары компьютеров. Беспроводные линии связи с одним источником и несколькими приемниками строятся на основе базовой станции. Такие линии используются в мобильных сотовых сетях, а также в системах фиксированного доступа. Топология с несколькими источниками и несколькими приемниками характерна для беспроводных локальных сетей. В системах спутниковой связи используются три группы спутников; геостационарные, среднеорбитальные и низкоорбитэльные.
Для кодирования дискретной информации в беспроводных системах прибегают к манипуляции (РЗК и РЗК), модуляции с несколькими несущими частотами (ОРОМ) и методам расширения спектра (РНЗЗ и ОЗЗЗ). В методах расширения спектра для представления информации используется широкий диапазон частот, это уменьшает влияние на сигналы узкополосных шумов. На основе методов РНЗЗ и ОЗЗЗ можно мультиплексировать несколько каналов в одном диапазоне частот. Такая техника мультиплексирования называется множественным доступом с кодовым разделением (СОМА).
Вопросы и задания 1. Назовите основные области применения беспроводных линий связи. 2. В чем достоинства н недостатки беспроводной передачи информации по сравнению с проводной? 3. Антенна какого типа является направленной? Варианты ответов: 4. а) параболическая',б) изотропная. 5.
За счет чего радиоволны с частотами от 2 до 30 МГц могут распространяться на сотни километров? 6. Какой спектр волн используется для спутниковой связи? 7. Какие атмосферные явления мешают распространению микроволн? Вопросы и задания 309 К Что из ниже перечисленного используется для ненаправленного распространения инфракрасных волн: а) лазерные диолы; б) система линз; в) отражение от потолка; г) тепловые антенны. 9.
Какие препятствия вызывают дифракцию? Варианты ответов: а) непроницаемые препятствия, размер которых соизмерим с длиной волны; б) непроницаемые препятствия, размер которых намного больше длины волны; в) непроницаемые препятствия, размер которых намного меньше длины волны. 10. В каких случаях применяются эллиптические орбиты телекоммуникационных спутников? 11. Какими недостатками обладает геостационарный спутиик? Варианты ответов: а) велики задержки сигнала; 6) велико затухание сигнала, что приводит к необходимости использования антенн большого диаметра; в) малб покрытие территории; г) плохая связь в районах, близких к северному и южному полюсам. 12. При соблюдении какого условия технология гНББ является высокоскоростиой? 13. Какое свойство последовательности Баркера определяет возможность ее использования в технологии РКИБ? И.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
