Основные разделы


Кодирование и модуляция сигналов

Для повышения производительности и качества беспроводных сетей также применяются различные виды кодирования и модуляции сигнала. Смысл метода расширения спектра прямой псевдослучайной последовательнос тью (Direct Sequence Spread Spectrum, DSSS) заключается в приведении узкополосного спектра сигнала к его ши рокополосному представлению, что позволяет увеличить устойчивость передава емых данных к помехам.При использовании метода широкополосной модуляции с прямым расширением спектра диапазон 2400-2483,5 МГц делится на 14 перекрывающихся или три не перекрывающихся канала с промежутком в 25 МГц. Фактически это означает, что разное оборудование может параллельно использовать три канала, при этом не мешая друг другу работать. Для пересылки данных используется всего один канал. Чтобы повысить каче ство передачи и снизить потребляемую при этом энергию (за счет снижения мощности передаваемого сигнала), используется последовательность Баркера, которая характеризуется достаточно большой избыточностью. Избыточность кода позволяет избежать повторной передачи данных, даже если пакет частич но поврежден. В отличии от DSSS, при использовании метода широкополосной модуляции со скачкообразной пере стройкой (Frequency-Hopping Spread Spectrum, FHSS) частотный диапазон 2400-2483,5 МГц делится на 79 каналов шириной по 1 МГц. Данные передаются последовательно по разным каналам, создавая некоторую схему переключения между каналами. Всего существует 22 такие схемы, причем схему переключения согласовывают отправитель и получатель данных. Схемы переключения разработаны таким образом, что шанс использования одного канала разными отправителями минимален. Переключение между каналами происходит очень часто, что обусловлено малой шириной канала (1 МГц). Поэтому метод FHSS в своей работе использует весь доступный диапазон частот, а значит, и все каналы. Помимо DSSS и FHSS метод ортогонального частотного мультиплексирования (Orthogonal frequency-division multiplexing, OFDM) является одним из скоростных методов передачи данных. В отличие от методов DSSS и FHSS, с его помощью можно параллельно передавать данные по несколь ким частотам радиодиапазона. При этом информация разбиваются на части, что позволяет не только увеличить скорость, но и улучшить качество передачи. Данный метод модуляции сигнала может работать в двух диапазонах - 2,4 и 5 ГГц. Чтобы повысить помехоустойчивость передаваемого сигнала, то есть увеличить вероятность безошибочного распознавания сигнала на приемной стороне в условиях шума, можно воспользоваться методом перехода к широкополосному сигна лу, добавляя в исходный сигнал избыточность. Для этого в каждый передаваемый информационный бит «встраивают» определенный код, состоящий из последовательности так называемых чипов. Итак, после подбора специальных сочетаний последовательности чипов и превра щения исходящего сигнала практически в нераспознаваемый шум при приеме сиг нал умножается на специальную корреляционную функцию (код Баркера). В ре зультате этого все шумы становятся в 11 раз слабее, так как остается только полезная часть сигнала - непосредственно данные. Для сжатия битов данных применяется технология шифрования с использованием комплементарных кодов (Complementary Code Keying,

ССК) что позволяет достичь повышения скорости передачи информации. Изначально эта технология использовалась в стандарте IEEE 802.11b, что позво лило достичь скорости передачи данных 5,5 и 11 Мбит/с. С помощью ССК можно кодировать несколько битов в один символ. В частности, при скорости передачи данных 5,5 Мбит/с 1 символ равняется четырем битам, а при скорости 11 Мбит/с один символ равен 8 битам данных. Данный способ кодирования можно описать достаточно сложными системами - математическими уравнениями, в основе которых лежат комплементарные вось миразрядные комплексные последовательности. Технология гибридного кодирования CCK-OFDM используется при работе обору дования как с обязательными, так и с возможными скоростями передачи данных. Как ранее упоминалось, при передаче информации применяются пакеты данных, имеющих специальную структуру. Эта структура содержит, как минимум, служеб ный заголовок. При использовании гибридного кодирования CCK-OFDM служеб ный заголовок пакета строится с помощью ССК-кодирования, а сами данные - с по мощью OFDM-кодирования. Технология квадратурной амплитудной модуляции (Quadrature amplitude modulation, QAM) используется при высоких скоростях передачи данных (начиная со скорости 24 Мбит/с). Ее суть заключается в том, что скорость передачи данных повышается за счет изменения фазы сигнала и изменения его амплитуды. При этом используются модуляции 16-QAM и 64-QAM, которые позволяют кодировать 4 бита в одном символе при 16 разных состояниях сигнала (в первом случае) и 6 битов в одном символе при 64 разных состояниях сигнала (во втором). Обычно 16-QAM используется при скорости передачи данных 24 и 36 Мбит/с, а мо дуляция 64-QAM - при скорости передачи данных 48 и 54 Мбит/с. Применение различных видов кодирования и модуляции повышеат проиводительность сетей в среднем в 0,6 - 0,8 раз.

Прочитайте еще и эти статьи:

Разработка системы голосового управления электромеханическими устройствами
В настоящее время вычислительная техника используется во многих областях человеческой деятельности, являясь удобным и многофункциональным инструментом для решения широкого круга задач. Однако, в настоящее время пользователи ЭВМ вын ...

Расчет щелевых импедансных нагрузок
Как известно рассеивающими свойствами проводящих тел можно управлять с помощью непрерывно распределенного импеданса или с помощью дискретных нагрузок [1]. Наиболее известным способом реализации распределенного импеданса является ребристая структ ...

© Copyright 2019 | www.techattribute.ru