Ajouter favoris Set Page d'accueil
Position:Accueil >> Actualités >> Projets

Produits Catégorie

Produits Mots

Sites Fmuser

Comprendre la communication RF à spectre étalé

Date:2020/5/22 15:55:21 Hits:


Découvrez une technique intéressante qui peut rendre la communication sans fil plus robuste et fiable.

Tout au long de ce livre, nous avons visualisé les signaux RF comme des formes d'onde dans le domaine temporel et des formes distinctes dans le domaine fréquentiel. Ces formes sont souvent plutôt hautes et étroites, ce qui indique qu'une grande quantité d'énergie transmise est concentrée dans une gamme de fréquences relativement petite:



Il s'avère que nous pouvons également produire un type de spectre très différent, à savoir un spectre plus large et plus court. En d'autres termes, nous pouvons changer un circuit RF de telle sorte qu'il génère un signal dont la puissance transmise est répartie sur une plus large gamme de fréquences. Ces signaux sont décrits de manière appropriée comme «spectre étalé»:




Il est important de comprendre que la puissance totale transmise n'est pas réduite. Ce qui change, c'est la puissance de crête, car la puissance transmise est distribuée sur une bande de fréquences plus large.

Comment diffuser un spectre
Changer un signal RF standard en un signal à spectre étalé est un processus d'échange de puissance de crête contre de la bande passante. Cependant, nous n'avons pas besoin de prendre des mesures spécifiques pour diminuer la puissance de crête: si tout le reste du circuit reste le même, la puissance transmise globale restera également la même. Tout ce que nous devons faire est d'augmenter la bande passante du signal, et le résultat naturel sera la distribution de l'énergie RF disponible dans un spectre plus large et plus court comme celui illustré ci-dessus.

Nous savons des pages précédentes que la bande passante d'une forme d'onde RF correspond aux fréquences les plus élevées présentes dans le signal de bande de base. Dans la page de modulation d'amplitude, nous avons vu comment les fréquences positives et négatives du spectre de bande de base sont décalées vers le haut pour former un spectre symétrique centré sur la fréquence porteuse.


Ainsi, si nous utilisons des fréquences plus élevées dans le signal de bande de base, la bande passante du signal modulé augmentera. Nous pouvons alors étendre un spectre en incorporant des fréquences plus élevées dans le signal en bande de base. Mais comment pouvons-nous accomplir cela sans changer les informations de bande de base?


La solution est ce que l'on appelle une séquence d'étalement, également connue sous le nom de code pseudo-bruit (PN) ou code pseudo-bruit aléatoire (PRN). Il s'agit d'une séquence numérique destinée à ressembler à une succession aléatoire de uns et de zéros.


Le signal en bande de base est multiplié par la séquence d'étalement, sauf qu'un zéro logique est traité comme un zéro négatif, de sorte que la forme d'onde est inchangée pendant les périodes logiques hautes et inversée pendant les périodes logiques basses. Le diagramme suivant illustre ce processus:





Comme vous pouvez le voir, la fréquence du code PN (appelée «débit de puce», car chaque impulsion est appelée «puce») est supérieure à la fréquence du signal en bande de base.


Nous pouvons intuitivement reconnaître que le découpage du signal en bande de base de cette façon introduira une énergie de fréquence plus élevée, et en fait le facteur par lequel le spectre est étalé est égal au rapport du débit de la puce au débit de données de la bande de base.


Comment répartir un spectre

Nous avons maintenant augmenté la bande passante du signal en bande de base et, par conséquent, celle du signal transmis, mais les informations semblent être sérieusement altérées. Comment récupérer les données initialement encodées dans la forme d'onde de la bande de base?


En fait, c'est assez simple (au moins en théorie): tout ce que nous devons faire est de multiplier la forme d'onde reçue par le même code PN. Les sections que l'émetteur a multipliées par une seront à nouveau multipliées par une (c'est-à-dire qu'elles restent inchangées), et les sections qui ont été inversées seront à nouveau inversées (c'est-à-dire retournées à leur état d'origine).


Pourquoi diffuser un spectre?
La procédure décrite jusqu'ici peut sembler une complexité inutile, mais dans certaines situations, elle en vaut la peine. L'avantage fondamental pourrait être décrit avec justesse comme la «sélectivité»: la communication à spectre étalé donne au récepteur une plus grande capacité de sélectionner le signal souhaité parmi les divers autres signaux qui pourraient être présents dans la bande de fréquences pertinente.

Cette sélectivité résulte d'un effet intéressant de multiplication des signaux reçus par le code PN: cette multiplication du récepteur ne désétalera que le signal souhaité, ou plus précisément, uniquement le signal qui a été multiplié à l'origine par le même code PN.


Si le signal indésirable a un spectre à bande étroite (c'est-à-dire non étalé), le code PN l'étalera. Si le signal indésirable a un spectre étalé qui a été créé avec un code PN différent, les sections inversées et non inversées ne s'aligneront pas avec les uns et les zéros, et donc il ne sera pas restauré à son état d'origine.


Voyons d'abord comment l'étalement du spectre rend un système résistant au brouillage et aux interférences. Si un signal parasite puissant est transmis à une fréquence proche de la fréquence centrale d'un spectre non étalé, il sera difficile pour le récepteur de séparer l'interférence du signal souhaité. Mais si le spectre est étalé avant la transmission, l'opération de désétalement étalera le spectre brouilleur et restituera le spectre souhaité, ce qui se traduira par un niveau d'interférence réduit:




Le même concept s'applique aux systèmes sans fil dans lesquels plusieurs appareils doivent partager une gamme limitée de fréquences disponibles. De tels systèmes peuvent utiliser diverses méthodes pour minimiser les problèmes associés aux interférences, et la communication à spectre étalé en fait partie. Différents appareils peuvent partager la même bande et leurs spectres peuvent se chevaucher; le récepteur sélectionne le signal souhaité au moyen du code PN, qui ne désétalera que le signal souhaité.

Saut de fréquence

La technique à spectre étalé dont nous avons parlé jusqu'à présent est appelée spectre étalé à séquence directe (DSSS). Une autre approche consiste à maintenir la nature à bande étroite des signaux transmis mais à changer périodiquement la fréquence porteuse.


C'est ce qu'on appelle le saut de fréquence, et il permet une réduction similaire de la puissance de crête si les transmissions sont moyennées dans le temps. Comme le DSSS, il offre une meilleure résistance aux interférences, car un signal brouilleur ne corrompra plus le signal souhaité après que les appareils communicants soient passés à une nouvelle fréquence porteuse.


Résumé

* Un signal à spectre étalé peut être créé en multipliant le signal de bande de base existant par une séquence d'étalement, également connue sous le nom de code PN.


* Le signal d'origine est récupéré en multipliant le signal à spectre étalé par le même code PN.


* Un signal à spectre étalé a une puissance de crête inférieure, une puissance totale égale et une bande passante plus large. En d'autres termes, la puissance d'émission disponible est répartie sur une plus large gamme de fréquences.


* Les techniques à spectre étalé rendent un système plus robuste contre le brouillage et les interférences.


* Des résultats similaires peuvent être obtenus en modifiant périodiquement la fréquence porteuse du signal; cette approche est appelée saut de fréquence.





Laisser un message

Nom et Prénom *
Email *
Téléphone
L'adresse
Code Voir le code de vérification? Cliquez rafraîchir!
Message

Liste des messages

Commentaires Chargement ...
Accueil| À propos de nous| Produits| Actualités| Télécharger| Assistance| Remarques| Contactez-Nous| Activités
FMUSER Fournisseur à guichet unique de diffusion FM / TV
Contactez-Nous