1. Definicja systemu szerokopasmowego z celowym rozpraszaniem widma (ang: Spread Spectrum System)

2. Ogólne schematy nadajników i odbiorników

3. Najważniejsze modulacje (DS, FH, TH)3. Najważniejsze modulacje (DS, FH, TH)

4. Najważniejsze własności systemów DS i FH

5. Przykładowe zastosowania

6. Metody zwielokrotniania sygnałów (częstotliwościowe, czasowe, kodowe)

7. Literatura

1PTC- Wykład 8

Demodu-lator

DaneModu-lator

Dane

Bi

f0 f0+1/Tb

Konwencjonalne modulacje wąskopasmowe: PSK, BPSK, QPSK, FSK, QAM ...

2PTC- Wykład 8

lator

Bi

lator

Bi

bi T

B1≈

Tb

Bi – pasmo systemuTb – czas trwania bitu

T

x(t)

T

1t

X(f)

f

PTC- Wykład 8 3

∫+∞

∞−

−= dtetxfX tjω)()( ∫+∞

∞−

= dfefXtx tjω)()(

∫+∞

∞−

∞<)(2 txx(t) – sygnał energetyczny:

System szerokopasmowy z celowym rozpraszaniem widma (ang: Spread Spectrum System) - system transmisyjny (typowo radiokomunikacyjny) w którym:

� widmo sygnału przesyłanego w kanale radiowym jest znacznie szersze od widma sygnału danych,

� poszerzanie widma (ang: spreading) odbywa się przy pomocy specjalnego sygnału kodowego, niezależnego od przesyłanych danych,

� przy odbiorze następuje despreading przy użyciu � przy odbiorze następuje despreading przy użyciu zsynchronizowanego z kodem nadawczym kodu odbiorczego, na ogół identycznego z nadawczym; jednocześnie w odbiorniku następuje rozproszenie zakłóceń dzięki czemu uzyskuje się tzw. zysk modulacyjny (ang: Processing Gain).

4PTC- Wykład 8

Modulator

SpreaderDane De-spreader

Demodulator

Bi Bss Bss Bi

Bss >> Bi

cr(t)c(t)sygnałkodowy

Generator sygnału

kodowego

Synchronizacja

Generator sygnału

kodowego

5PTC- Wykład 8

x*(t)Bi

Bss

Demod.PSK

ω

x(t) s(t)d(t)

c(t)

d*(t)

SSRW - Wykład 1 6

cr(t)cosω0t c(t)

)(cos)()( 0 tcttdts ⋅⋅= ω)()( tctc r=

1)()( =tctc r

−+

=1

1)(tc

ttdtcttctdtx r 00* cos)()()cos()()()( ωω ==

Tb

T

d(t)

c(t)

PTC- Wykład 8 7

Tc

S(t)

f

D(f)

X(f)

c

b

i

ss

T

T

B

BPG ==

SSRW - Wykład 1

8

f

Bi

bTf

10 −

bTf

10 +0f

S(f)

0fcT

f1

0 −

Bss f

cTf

10 +

Swy(t)Swe(t) Procesorsygnału

ηwe(t) ηwy(t)

PTC - Wykład 8 9

wy

wy

we

we

P

P

N

S

P

P

N

S

S

wy

S

we

η

η

=

=

c

b

i

ss

T

T

B

BPG ==

Br

1 Ni

f

PTC - Wykład 8 10

Syntezer częstotliwości

Generator PN

Syntezer częstotliwości

Generator PN

Modulator FSK

Dane Demodulator FSK

Dane

Zysk modulacji: PG=N

c(t) cr(t)

� odporność na zakłócenia (ang: antiinterference)

� odporność na zakłócenia celowe (ang: antijamming)

� odporność na wielodrogowość (ang: multipath)

� mała gęstość widma mocy sygnału

� możliwość zastosowania synchronicznego i asynchronicznego zwielokrotnienia i wielodostępu asynchronicznego zwielokrotnienia i wielodostępu kodowego CDMA (ang: Multiplexing, Code DivisionMultiple Access)

� szerokie pasmo sygnału jest warunkiem koniecznym dla uzyskania wąskiej funkcji funkcjiautokorelacji

PTC - Wykład 8 11

Model kanału

PTC - Wykład 8 12

τ1

τ2

τ3

OdbOdbNad

� Niezakłócanie systemów konwencjonalnych� Niska wykrywalność (ang: low probability of

intercept)

PS

PTC - Wykład 8 13

N0

PS

dBN

S10=

d

PG

poziom szumu N0

system klasyczny

system SS

odbiór poniżej poziomu szumu

� Wąska i dobrze zdefiniowana (trójkątna) funkcja autokorelacji umożliwia precyzyjny pomiar odległości i czasu (ang: high resolution ranging, universal timing)universal timing)

� Tc = 1/Bss

PTC- Wykład 8 14

� Pseudo Noise, Direct Sequence: ◦ IS 95, CDMA ONE, CDMA 2000, UMTS

◦ Wi- Fi

◦ Systemy nawigacyjne: GPS, Galileo, Glonass

� Frequency Hopping: � Frequency Hopping: ◦ Bluetooth

◦ GSM

◦ Flash OFDM

PTC- Wykład 8 15

� FDM - Frequency Division Multiplexing,

� FDMA - Frequency Division Multiple Access,

� TDM - Time Division Multiplexing,

� TDMA - Time Division Multiple Access,

� CDM - Code Division Multiplexing, � CDM - Code Division Multiplexing,

� CDMA - Code Division Multiple Access,

� SDM - Space Division Multiplexing (Access),

� MIMO - Multiple In Multiple Out = SDM + CDM

PTC - Wykład 8 16

Bss

N

N O

O•••

•••

∆f >2_1Td

∆f =_1

TdS(f)S(f)

OFDMFDM

PTC- Wykład 8 17

…….…….…….…….

fi fi+1 f fi-1 fi fi+1 f

Zwielokrotnienie nie koherentne Zwielokrotnienie koherentne

t

CRCFlaga+adresCRCFlaga+adres

Zwielokrotnienie asynchroniczne (statystyczne), na przykład Internet= komutacja pakietów

PTC - Wykład 8 18

t

Zwielokrotnienie synchroniczne, na przykład telefoniczny system PCM= komutacja kanałów

0 31 0 31……………………………… ………………………………

t

PTC- Wykład 8 19

PTC- Wykład 8 20

f f

f

FDM t

f

tTDM

PTC- Wykład 8 21

V + 0 _ +

+ 0 _ V 0

0 V X 0 _

_ X V + X

X _ + X V

t

f

CDMA-FH

Flash OFDM

f

t

CDMA

CDMA

DS

PTC - Wykład 8 22

Bss

N

N O

O••••••

� R.C. Dixon; Spread Spectrum Systems; John Wiley & Sons, 1985

� A.J. Viterbi; CDMA - Principles of Spread Spectrum Communictaions; Addison-Wesley, 1995

� S. Glisic, B. Vucetic; Spread Spectrum CDMA Systems for Wireless Communications; Artech House, 1997for Wireless Communications; Artech House, 1997

� W. Hołubowicz, M. Szwabe; Systemy radiowe z rozpraszaniem widma CDMA; HOLKOM, 1998

� R.E. Ziemer, R.L. Peterson; Digital Communications and Spread Spectrum Systems; Macmillan PublishingCompany, 1985

� J.S. Lee, L.E. Miller; CDMA Systems Engineering Handbook; Artech House, 1998

PTC - Wykład 8 23