Найти в Дзене
IT. Как это работает?

Чудесная самосинхронизация на простом примере

Помогает разновидность амплитудной модуляции

Всем привет! Есть предложение подвести черту под обзором автоматической системы наблюдения за воздушными судами ADS-B (статья 1, статья 2) и теперь давайте рассмотрим сигналы на самом низком уровне.

С целью максимально упростить как формирование сигнала, так и его обработку при помощи дешевого оборудования применяется разновидность амплитудной манипуляции и низкочастотный спектр полезного сигнала отправляется на частоту примерно 1 гигагерц.

Спектр сигналов сисеты на частоте несущего колебания 1 090 МГц
Спектр сигналов сисеты на частоте несущего колебания 1 090 МГц

В преобразовании частоты для нас не будет ничего интересного, но вот в формировании низкочастотного информационного сигнала есть что-то необычное.

Необычным является использование импульсной позиционной модуляции и хотя в этом нет ничего сложного, не часто можно встретить такое техническое решение. Один бит информации делится на две сигнальные части.

Пакет данных на низком уровне
Пакет данных на низком уровне

Если энергия передается в первой части, а во второй молчание, то считается, что передается единица. И наоборот, если в первой половине молчание, а в правой энергия, то передается ноль.

Такое решение при передаче пачки нулей или пачки единиц позволяет иметь в канале связи постоянную манипуляцию параметра несущей гармоники и следовательно широкий спектр сигнала. Однако, широкий спектр это не сама цель. Как можно узнать из предыдущей статьи про синхронизацию, если несущая гармоника не будет иметь манипуляцию параметра, то невозможно обеспечить тактовую синхронизацию. Иными словами невозможно будет с приемлемой точностью определять время прихода очередного бита информации. А отклонение в тактовой синхронизации приводит к повышенной вероятности ошибки при приеме бита. О этом можно узнать из видео:

Как правило, в системах связи на выполнение задачи "размазывания" спектра сигнала выделяется отдельное устройство скремблирования или перемешивания (сложения по модулю 2 или операции XOR) потока бит с заранее известной последовательностью.

Один из вариантов реализации скремблера
Один из вариантов реализации скремблера

Само собой, это приводит к необходимости дополнительной обработки принятого сигнала в попытке вернуть исходную последовательность бит.

Итого, с целью обеспечения постоянной манипуляции амплитуды несущей гармоники в сигналах системы автоматического наблюдения за воздушными судами применено простое и эффективное решение в виде импульсной позиционной манипуляции. При этом сигналы систем связи для этого вынуждены иметь специальные устройства скремблирования. Напротив, в рассматриваемой радиосистеме смена параметра несущей происходит ровно по центру бита сообщения, что устраняет все проблемы с тактовой синхронизацией.

Поддержите статью лайком если понравилось и подпишитесь чтобы ничего не пропускать.

Также не обойдите вниманием канал на YouTube. Подписки и лайки будут приятным ответом от аудитории.