5.5) Схемы электрические структурные расширения спектра скачками по частоте (fhss).

Система со скачкообразным изменением частоты (англ.Frequency Hopping Spread Spectrum – FH-SS) изображена на рис. 1.41.

Рис.1.41 – Обобщенная структурная схема FH-SS

Биты данных, которые дополнительно могут кодироваться с упреждающей коррекцией ошибок (FEC), воздействуют на выход модулятора частотной манипуляции (FSK).FSK-сигнал сдвигается по частоте на интервал, определяемый псевдослучайным генератором, который управляется синтезатором частот.

Если синтезатор может сгенерировать 2т - 1 различных частот, то выходная частота определяется т последовательными битами генератора ПСП.

Из-за широкого частотного диапазона генерируемых сигналов очень сложно обеспечить фазовую синхронизацию между несущими частотами, выбираемыми при последовательных скачках. Поэтому в приемнике используется некогерентный FSK-демодулятор. Обратим внимание на то, что скачки частоты происходят много раз за период трансляции одного информационного бита. ПериодFSK-модуляцииТ_ь разделен на множество коротких временных интерваловT_h, называемыхвременем скачка. В этом случае говорят обыстром скачкообразном изменении частоты.

На рис. 1.42 изображена схема работы с Ть =8 T_h, при которой изменение частоты несущей происходит в процессе обработки каждого информационного блока только один раз. Такая система реализует так называемоемедленное скачкообразное изменение частоты¹.

Риc. 1.42 – Иллюстрация скачкообразного изменения частоты в системе FH-SS

МетодыFS-SSчасто применяются в военных системах. Они обладают устойчивостью к преднамеренному глушению, поскольку каждая несущая частота используется очень короткий промежуток времени, что не позволяет передатчику преднамеренных помех настроиться на эту частоту. Использование медленного скачкообразного изменения частоты совместно сFЕС-кодированием позволяет многим пользователям разделять общий спектр. Этот метод может быть применен для увеличения производительности сотовых систем.

¹В системе сотовой связи GSM термин «медленное скачкообразное изменение частоты» обозначает псевдослучайное изменение частоты канала, которое происходит только один раз за время передачи целого пакета данных, состоящего из 148 битов.

5.6) Схемы электрические структурные расширения спектра с (псевдослучайной) перестройкой во времени (thss ss).

Третий тип – системы расширения спектра с (псевдослучайной) перестройкой во времени (англ.Time Hopping Spread Spectrum, TH-SS). В такой системе (рис. 1.43) период передачи информационного бита разделен наМ_Т –тактов временных слотов).

Рис. 1.43 – Обобщенная схема системы TH-SS

Генератор ПСП определяет, номер временного слота для передачи информационного сигнала. Характерной чертой такой системы является пакетная природа.

Сигнал передается в течение 1/ М_Т– й части периода передачи информации. Обычно значениеМ_Т примерно равно 1000. Однако такое количество тактов создает серьезные проблемы с синхронизацией, решить которые намного сложнее, чем проблемы с синхронизацией в системеDS-SS. Для обеспечения равномерной передачи информации по системеTH-SSпередатчик и приемник должны быть оснащены буферами памяти.

Имеются гибридные системы, сочетающие в себе особенности всех трех вышеперечисленных типов систем с широкополосным спектром. Однако наибольшее практическое значение имеют системы DS-SSиFH-SS.