bilgiz.org

1960'lı yılların başında, Amerikan Telefon ve Telgraf Şirketi (AT&T), ileri tasarımlı birkaç güçlü uydunun, at&T uzak mesafe I

  • Frekans Bölmeli Çoklu Erişim
  • KANAL KAPASİTESİ
  • Sayısal Konuşma Enterpolasyonlu Arabirimler
  • Zaman Tahsisli Konuşma Enterpolasyonu
  • ANTENLER VE MİKRODALGA TEKNİĞİ ÖDEVİ



  • Sayfa7/7
    Tarih01.10.2017
    Büyüklüğü272.1 Kb.
    TipiYazı

    Indir 272.1 Kb.
    1   2   3   4   5   6   7

    ÇOKLU ERİŞİM


    Şekil 21-2, çoklu erişim düzenlemelerinden en yaygın olarak kullanılan üçünü gös­termektedir: frekans bölmeli çoklu erişim (FDMA), zaman bölmeli çoklu erişim (TDMA) ve kod bölmeli çoklu erişim (CDMA). FDMA’da, tahsis edilmiş bir uydu kanal bant genişliği içinden, her yer istasyonunun iletimlerine belli çıkarma hattı ve indirme hattı frekans bantları tahsis edilir; bu bantlar önceden tahsis edilmiş ya da talebe bağlı tahsisli olabilir. Dolayısıyla, farklı yer istasyonlarının iletimleri frekans domeninde ayrılır. TDMA’da, her yer istasyonu bir TDMA çerçevesi içinde belli bir zaman aralığı (epoK) esnasında kısa bir yoğun bilgi (patlama) iletimi gerçekleştirir. Patlamalar, her istasyonun patlaması uyduya farklı bir zamanda varacak şekilde senkronize edilmelidir. Dolayısıyla, farklı yer istasyonlarının iletimleri zaman do­meninde ayrılır. CDMA’da, bütün yer istasyonları aynı frekans bandında iletim ya­parlar ve pratikte ne zaman iletim yapacakları ve bu iletimi hangi taşıyıcı frekansı ile gerçekleştirecekleri konusunda herhangi bir sınırlama yoktur. Taşıyıcı ayırması, zarf şifreleme/şifre çözme teknikleriyle gerçekleştirilir.



    ŞEKİL 21-2 Çoklu erişim düzenlemeleri: (a) FDMA; (b) TDMA; (c) CDMA.

    Frekans Bölmeli Çoklu Erişim


    Frekans bölmeli çoklu erişim (FDMA), belli bir RF kanal bant genişliğinin, alt-bölümler adı verilen daha küçük frekans bantlarına bölündüğü bir çoklu erişim yön­temidir. Her altbölüm, tek bir ses bandı kanalını taşımada kullanılır. İki yer is­tasyonunun aynı anda aynı altbölümde iletim yapmamalarını sağlamak için bir denetim mekanizması kullanılır. Temel olarak, denetim mekanizması altbölümlerden her biri için bir alma istasyonu belirler. Talebe bağlı tahsis sis­temlerinde, denetim mekanizması aynı zamanda kaynak yer istasyonları ile varış yeri yer istasyonları arasında ses bandı bağlantıları kurmada ya da sonlandırmada kullanılır. Dolayısıyla, belli bir anda altbölümlerden herhangi biri, yer is­tasyonlarından herhangi biri tarafından kullanılabilir. Tipik olarak, her altbölüm 4 kHz’lik tek bir ses bandı kanalını taşımada kullanılır; ancak zaman zaman gruplara, süper gruplara, halta ana gruplara daha büyük bir altbölüm tahsis edilir.

    SPADE sistemi. Uydular için ilk FDMA talebe bağlı tahsis sistemi, COMSAT tarafından INTELSAT IV uydusunda kullanılmak üzere geliştirilmiş ve bu sisteme SPADE (her taşıyıcı için tek kanallı PCM çoklu erişim talebe bağlı tahsis donanımı) adı verilmiştir. Şekil 21-3, SPADE’in blok diyagramını; Şekil 21-4 ise IF frekans tahsislerini göstermektedir.

    SPADE’dc, 800 PCM kodlanmış ses bandı kanalı ayrı ayrı bir IF taşıyıcı fre­kansını QPSK modülasyonuna tabi tutar (her taşıyıcı için tek kanallı. SCPC adı da buradan gelmektedir). Her 4 kHz’lik ses bandı kanalı 8kHz’lik bir hızda örneklenir ve 8 bitli bir PCM koduna dönüştürülür. Bu, her ses bandı kanalı için 64 kbps’lik bir PCM kodu üretir. Her ses bandı kanalının PCM kodu, farklı bir IF taşıyıcı fre­kansını QPSK modülasyonuna tabi tutar. QPSK’de, gereken minimum bant ge­nişliği, giriş bit iletim hızının yarısına eşittir. Dolayısıyla, her QPSK modülatörün çıkışı minimum 32 kHz’lik bir bant genişliği gerektirir. Her kanala 45 kHz’lik bir bant genişliği ayrılmıştır, bu da her frekans bölmeli çoğullanmış kanal arasında 13 kHz’lik bir koruma bandına izin verir. IF taşıyıcı frekansları 52.0225 MHz’de (l nolu alçak-bant kanalı) başlar ve 45 kHz’lik adımlarla artarak 87.9775 MHz’e (400 nolu yüksek-bant kanalı ) çıkar. 36 MHz’lik bandın tamamı (52 MHz ile 88 MHz arası) ikiye bölünür; böylece iki tane 400 kanallı bant (bir alçak-bant ve bir yüksek-bant) oluşturulur. Tam dupleks çalışmada, 45 kHz’lik 400 kanal iletimin bir yönü; diğer 400 kanal ise karşıt yönü için kullanılır. Ayrıca, her bandın l, 2 ve 400 nolu kanalı kalıcı olarak boş bırakılır. Bu, kullanılabilir tam dupleks ses bandı ka­nallarının sayısını 397’ye düşürür. 6 GHz’lik C-bandı, 5.725 GHz ile 6.425 GHz ara­sında (700 MHz) uzanır. Bu, sistem başına yaklaşık on dokuz tane 36 MHz RF ka­nalına izin verir. Her RF kanalının kapasitesi, 397 tam dupleks ses bandı kanalıdır.




    ŞEKİL 21-3 FDMA, SPADE yer istasyonu vericisi.




    ŞEKİL 21-4 Intelsat her taşıyıcı için tek kanallı PCM çoklu erişim isteğe bağlı tahsis donanımının taşıyıcı frekans tahsisleri (SPADE)

    Her IF kanalı (Şekil 21-4), 160 kHz’lik bir ortak sinyalleme kanalına (CSC) sa­hiptir. CSC, zaman bölmeli çoğullanmış bir iletim olup QPSK kodlanmış ses bandı kanallarının altındaki IF tayfına frekans bölmeli çoğulllanır. Şekil 21-5, CSC’nin TDM çerçeve yapısını göstermektedir. Toplam çerçeve süresi 50 ms’dir, bu süre elli tane l ms’lik epoka (zaman bölmesine) bölünür. Her yer istasyonu CSC kanalından yalnızca ken­disine önceden tahsis edilmiş bu l ms’lik zaman bölmesinde iletim yapar. CSC sinyali 128 bitli bir ikili koddur. 128 bitli kodu bir l ms’de iletmek için, 128 kbps’lik bir iletim hızı ge­rekir. CSC kodu, talebe bağlı kanal tahsisi kullanıldığında, iki yer istasyonu kullanıcısı ara­sında ses bani bağlantılarını kurmada ve bu bağlantıları kesmede kullanılır.


    ÖRNEK 21-1

    Şekil 21-6’da gösterilen sistem için, New York’daki bir yer istasyonu kendisiyle Lond­ra arasında bir ses bandı bağlantısı kurmak istemektedir. New York rastgele boş .bir ses bandı kanalı seçer. Daha sonra kendi zaman bölmesi sırasında Londra’ya CSC ka­nalı üzerinden ikili kodlanmış bir mesaj gönderir ve rastgele seçilmiş kanalda bir bağ­lantı kurulmasını talep eder. Londra kendi zaman bölmesi esnasında CSC kanalı üze­rinden ikili bir kodla yanıt verir; yanıtta ses bandı bağlantısı ya onaylanmakla ya da reddedilmektedir. Kullanıcıların işi sona erdiğinde, bağlantı aynı şekilde kesilir.

    CSC kanalı, 160 kHz’lik bir bant genişliği kaplar; bu, l nolu alçak bant kanalının 45 kHz’ini içerir. Dolayısıyla, CSC kanalı 51.885 MHz ile 52.045 MHz arasında uzanır.’ 128 kbps’lik CSC ikili kodu, 51.965 MHz’lik bir taşıyıcıyı QPSK mo-dülasyonuna tabi tutar. CSC kanalı için gereken minimum bant genişliği 64 kHz’dir; bu ise CSC sinyalinin her iki yanında 48 kHz’lik bir koruma bandı oluşturur.

    FDMA’da, yer istasyonları aynı 36 MHz’lik RF tayfında aynı anda iletim ya­pabilir, ancak iletimler farklı ses bandı kanallarında olmalıdır. Dolayısıyla, uydu ağı içindeki bütün yer istasyonlarının ses bandı kanallarının aynı anda gerçekleşen ile­timleri, uydu transponderinde frekans domeninde geçmeli hale dönüştürülür. CSC sinyallerinin iletimi zaman domeninde geçmeli hale dönüştürülür.





    ŞEKİL 21-5 FDMA, SPADE ortak sinyalleme kanalı (CSC).




    ŞEKİL 21-6 Örnek 21-1’deki sistemin diyagramı.

    FDMA’nın bariz bir dezavantajı, çok sayıda yer istasyonuna ait taşıyıcıların bir uydu transponderinde aynı zamanda mevcut olabilmesidir. Bu durum, çeşitli yer is­tasyonlarının iletimleri arasında çapraz modülasyon bozulmasına yol açar. Bu bo­zulma, kullanılmayan bütün 45 kHz’lik ses bandı kanallarındaki IF alttaşıyıcılarını ka­pamak suretiyle bir ölçüde hafifletilebilir. QPSK’nin üretiminde dengeli modülatörler kullanıldığı için, taşıyıcı bastırması yapısal olarak gerçekleşir. Bu, sistemdeki güç yü­künü de azaltır ve boş kanal gücünü azaltarak sistemin kapasitesini artırır.



    Zaman Bölmeli Çoklu Erişim

    Zaman bölmeli çoklu erişim (TDMA), günümüzde kullanılan en yaygın çoklu erişim yöntemidir. Sayısal modülasyonlu (PSK) taşıyıcıların iletiminde en verimli yöntemi sağlar. TDMA, bir uydu ağı içinde ortak bir uydu transponderi aracılığıyla iletişim gerçekleştiren yer istasyonları arasında sayısal modülasyonlu taşıyıcıları zaman böl­meli çoğullama yöntemidir. TDMA’da, her yer istasyonu bir TDMA çerçevesi için­de kesin olarak belirlenmiş bir zaman bölmesi (epok) sırasında, sayısal mo­dülasyonlu bir taşıyıcının kısa bir patlamasını (yoğun bilgi) gönderir. İstasyonların patlamaları, uydu transponderine farklı bir zamanlarda ulaşacak şekilde scnkronize edilir. Dolayısıyla, belli bir anda transponderde yalnızca tek bir yer istasyonunun ta­şıyıcısı mevcuttur; böylece başka bir yer istasyonunun taşıyıcısı ile çarpışma ön­lenmiş olur. Transponder, yer istasyonu iletimlerini alan, yükselten, sonra bu ile­timleri bütün katılan istasyonların aldığı bir indirme hattı huzmesi şeklinde tekrar ileten RF’den RF’ye bir tekrarlayıcıdır. Her yer istasyonu, bütün öteki istasyonların patlamalarını alıp, bunlar arasından yalnızca kendisine yönelik olanlarını seçmek zo­rundadır.

    Şekil 21-7, temel bir TDMA çerçevesini göstermektedir. Bütün yer is­tasyonlarının iletimleri, bir referans patlamasıyla senkronize edilmiştir. Şekil 21-7, referans patlamasını ayrı bir iletim olarak göstermektedir, ancak bu bir referans is­tasyonunun veri iletiminden önce gelen başlangıç bit dizisi olabilir. Ayrıca, birden, fazla senkronizasyon referans patlaması mevcut olabilir.

    Referans patlaması bir taşıyıcıyı tekrar elde etme sırası (CRS) içerir; alan bütün istasyonlar bu sıradan, PSK demodülasyonu için frekansı ve fazı koherent olan bir taşıyıcıyı tekrar elde ederler. Ayrıca, referans patlamasında, bit zamanlamasını tek­rar elde etme (BTR, yani saati tekrar elde etme) için bir ikili sıra dahil edilmiştir. Her referans patlamasının sonunda, benzersiz bir sözcük (UW) iletilir. UW sırası, her yer istasyonunun kendi patlamasının iletimini senkronize etmede kullandığı kesin bir zaman referansı oluşturmada kullanılır. UW tipik olarak bir tane ikili O’la sonlandırılmış ardışık ikili l’ler dizisidir. Her yer istasyonu alıcısı, UW sırasını de-modüle eder ve integralini alır. Şekil 21-8, integral alma sürecinin sonucunu gös­termektedir. İntegral-alıcı ve eşik dedektörü, eşik gerilimine, UW sırasının tam ola­rak son bitinin integrali alındığında ulaşılacak şekilde tasarımlanmıştır. Bu, UW sırası tam olarak bittiği anda, eşik dedektörünün çıkışında sivri bir bağlılaşım dar­besi oluşturur.






    ŞEKİL 21-7 Temel zaman bölmeli çoklu erişim (TDMA) çerçevesi.
    Her yer istasyonu, kendi taşıyıcısının iletimini UW sivri bağlılaşım darbesinin or­taya çıkmasıyla senkronize eder. Her istasyonun, iletime başlamadan önceki bek­leme süresi farklıdır. Dolayısıyla, aynı anda iki istasyon taşıyıcı iletmez. Birbirini izleyen istasyonların iletimleri arasındaki koruma süresine (GT) dikkat edin. Bu, frekans bölmeli çoğullanmış bir sitemdeki koruma bandına benzer. Her istasyon, veri iletiminden önce bir başlangıç bit dizisi iletir. Başlangıç bit dizisi, mantıksal olarak referans patlamasına eşdeğerdir. Her istasyonun iletimlerinin bütün öteki yer istasyonları tarafından alınması gerektiği için, bütün istasyonların veriyi demodüle etmeden önce taşıyıcı bilgisini ve saat bilgisini tekrar elde etmeleri gerekmektedir. Eğer talebe bağlı tahsis kullanılırsa, başlangıç bit dizisine ortak bir sinyalleme ka­nalı da dahil edilmelidir.




    ŞEKİL 21-8 Benzersiz sözcük bağlılaştırıcısı (korelatörü)

    CEPT birincil çoğullama çerçevesi. Şekil 21-9 CEPT birincil çoğullama çer­çevesinin blok diyagramını, Şekil 21-10 ise zamanlama sırasını göstermektedir (CEPT, Avrupa Posta ve Telekomünikasyon Birliği için kullanılan kısaltmadır; Av­rupa telekomünikasyon standartlarının çoğunu CEPT belirlemektedir). Bu, sayısal uydu sistemlerinde yaygın olarak kullanılan bir TDMA çerçeve formatıdır.



    Temel olarak, TDMA bir sakla ve gönder sistemidir. Yer istasyonları yalnızca kendi belirlenmiş zaman bölmelerinde iletim yapabilirler; buna karşın, gelen ses bandı sinyalleri süreklidir. Dolayısıyla, iletimden önce ses bandı sinyallerini ör­neklemek ve saklamak gerekmektedir. CEPT çerçevesi, 16 bağımsız ses bandı ka­nalından alınmış 8 bitli PCM kodlanmış örneklemelerden oluşmaktadır. Her kanalın, gelen ses sinyallerini 16 kHz’lik bir hızda örnekleyen ve bu örneklemeleri 8 bitli ikili bir koda dönüştüren ayrı bir kodla-kodçözü vardır. Bu, her ses kanalı kodla-kodçözünden 2.0408 MHz hızla!28 kbps’nin iletilmesi sonucunu getirir. 128 kbps’lik on altı iletim, 16 kanalın her birinden 8 bitlik örnekleme içeren bir alt-çerçeveye (128 bit) zaman bölmeli çoğullanır. 128 biti biriktirmek yalnızca 62.5 ps gerektirir (iletim hızı 2.048 Mbps). CEPT çoğullama formatı, 2 ms’lik bir çerçeve süresi belirler. Dolayısıyla, her yer istasyonu her 2ms’de ancak bir kez iletim ya­pabilir; bu nedenle, PCM kodlanmış örneklemeleri saklamalıdır. Her ses bandı ka­nalının ilk örneklemesi esnasında biriktirilen 128 bit, her kanaldan ikinci bir ör­nekleme alınıp, bu örneklemeler 128 bitlik başka bir altçerçeveye dönüştürülürken, bir tutma kaydedicisinde saklanır. 128 bitlik ikinci sıra, tutma kaydedicisinde ilk 128 bitin ardında saklanır. Bu süreç, 32 altçerçeve elde edilinceye kadar devam eder (32 x 62.3 ps = 2 ms). 2 ms sonunda, 16 ses bandı kanalının her birinden otuz iki tane 8 bitli örnekleme alınmış, toplam 4096 bite ulaşılmış olur (32 x 8 X 16 = 4096). Bu anda, 4096 bit, iletim için bir çıkış kaydırma kaydedicisine aktarılır. Toplam TDMA çerçevesi 2 ms uzunluğunda olduğundan ve bu 2 ms’lik zaman süresince katılan yer istasyonlarının farklı zamanlarda iletmesi gerektiğinden, her istasyonun kendisine ait iletimleri oldukça kısa bir zaman süresi içinde meydana gelmelidir. CEPT çer­çevesinde, 120.832 Mbps’lik bir iletim hızı kullanılır. Bu hız, 2.048 Mbps’nin elli dokuz katıdır. Dolayısıyla, biriktirilmiş 4096 bitin gerçek aktarımı yaklaşık 33.9 us alır. Yer istasyonu alıcılarında, 4096 bit bir tutma kaydedicisinde saklanır ve kendi PCM kod çözücülerine 2.048 Mbps’lik bir hızda kaydırılır. Bütün saat hızları (500 Hz, 16 kHz, 128 kHz, 2.048 MHz ve 120.832 MHz) senkronize olduğu için, PCM kodları kusursuz bir senkronizasyon içinde biriktirilir, saklanır, iletilir, alınır ve sonra kodları çözülür. Kullanıcılar için, ses iletimi kesintisiz bir süreçtir.




    ŞEKİL 21-9 TDMA. CEPT birincil çoğullama çerçevesi vericisi.




    ŞEKİL 21-10 TDMA, CEPT birincil çoğullama çerçevesi.

    FDMA’ya oranla TDMA’nın çeşitli avantajları vardır. İlki ve muhtemelen en önemlisi, TDMA’da uydu transponderinde belli bir anda yalnızca bir istasyonun ta­şıyıcısının mevcut olmasıdır; bu da modülasyonlar arası bozulmayı azaltmaktadır. İkincisi, FDMA’da her yer istasyonu, çoklu erişimi gerçekleştirebilmek için, çok sa­yıda taşıyıcı frekansı gönderme ve alma kapasitesine sahip olmak zorundadır. Üçüncüsü, TDMA sayısal bilgi iletimine FDMA’dan çok daha uygundur. Sayısal sinyaller yapılan gereği saklamaya, hız dönüştürmelerine ve zaman domeni iş­lemlerine analog benzerlerinden daha yatkındırlar.

    FDMA’yla karşılaştırıldığında TDMA’nın başlıca dezavantajı, TDMA’da kesin senkronizasyonun gerekli olmasıdır. Her yer istasyonunun iletimi, kesin bir zaman bölmesinde meydana gelmelidir. Ayrıca, TDMA’da bit ve çerçeve zamanlaması ger­çekleştirilmeli ve muhafaza edilmelidir.

    Kod Bölmeli Çoklu Erişim (Tayfa Yayılmış Çoklu Erişim)

    FDMA’da, yer istasyonları bir uydu kanalı ya da sistemi dahilinde belli bir bant genişliği ile sınırlıdırlar, ancak ne zaman iletim yapabilecekleri ile ilgili herhangi bir kısıtlama yoktur. TDMA’da, yer istasyonunun iletimleri, belirli bir zaman bölmesi ile sınırlıdır, ancak belli bir uydu sistemi ya da kanalı dahilinde iletimlerin hangi frekansı ya da bant genişliğini kullanabileceği ile ilgili herhangi bir kısıtlama yoktur. Kod bölmeli çoklu eri­şimde (CDMA), zaman ya da bant genişliği ile ilgili kısıtlamalar yoktur. Her yer is­tasyonu vericisi istediği herhangi bir anda iletim yapabilir ve belli bir uydu sistemine ya da kanalına tahsis edilen bant genişliğinin herhangi bir bölümünü ya da tümünü kul­lanabilir. Bant genişliği ile ilgili herhangi bir sınırlama olmadığı için, CDMA’ya bazen tayfa yayılmış çoklu erişim denmektedir; iletimler, tahsis edilen bütün bant genişliğine yayılabilir. İletimler, zarf şifreleme/şifre çözme teknikleriyle ayrılır. Yani, her yer is­tasyonunun iletimleri yonga kodu adı verilen benzersiz bir ikili sözcükle kodlanır. Her istasyonun bir benzersiz yonga kodu vardır. Belli bir yer istasyonunun iletimini almak için, alma istasyonu o istasyonun yonga kodunu bilmek zorundadır.






    ŞEKİL 21-11 Kod bölmeli çoklu erişim (CDMA): (a) kodlayıcı; (b) kod çözücü

    Şekil 21-11, bir CDMA kodlayıcı ile kod çözücünün blok diyagramını gös­termektedir. Kodlayıcıda (Şekil 21-1 la), giriş verileri (bu, PCM kodlanmış ses bandı sinyallerinden oluşan ham sayısal veri olabilir) benzersiz bir yonga kodu ile katlanır (çar­pılır). Çarpım kodu, bir IF taşıyıcıyı PSK modülasyonuna tabi tutar; modülasyonlu ta­şıyıcı, iletim için RF’ye yükseğe dönüştürülür. Alıcıda (Şekil 21-1 Ib) RF, IFye alçağa dönüştürülür. IF’den, koherent bir PSK taşıyıcı tekrar elde edilir. Ayrıca, yonga kodu elde edilir ve alma istasyonunun kod üretecini senkronize etmede kullanılır. Şu noktaya dikkat edin: alan istasyon yonga kodunu bilmektedir, ancak alma koduyla eşzamanlı olan bir yonga kodu üretmesi gerekir. Tekrar elde edilen senkron yonga kodu, tekrar elde edilmiş PSK taşıyıcıyı katlar (çarpar) ve PSK taşıyıcı ile yonga kodunu içeren PSK modülasyonlu bir sinyal üretir. Yonga kodunu, PSK taşıyıcıyı ve veri bilgisini içeren alı­nan IF sinyali, bağlılaşmada (korelatörde) alınan IF sinyali ile karşılaştırılır. Bağ-hlaştıncının işlevi, iki sinyali karşılaştırmak ve başlangıçtaki veriyi tekrar elde etmektir. Temel olarak, bağlılaştırıcı tekrar elde edilmiş PSK + taşıyıcı + yonga kodunu, alınan PSK taşıyıcı + yonga kodu + veriden çıkarır. Sonuç veridir.

    Bağlılaşım, analog sinyaller üzerinde gerçekleştirilir. Şekil 21-12, kodlamanın ve kod çözmenin nasıl gerçekleştirildiğini göstermektedir. Şekil 21-12a, doğru alınmış yonga kodunun bağlılaşımını göstermektedir. +1, aynı fazda taşıyıcıyı; -l ise farklı fazda taşıyıcıyı göstermektedir. Yonga kodu, veri ile katlanır (çarpılır) (+1 veya -1).

    Çarpım, ya aynı fazda bir kod ya da yonga koduyla 180° farklı fazda bir koddur. Alı­cıda, tekrar elde edilen senkron yonga kodu, bağlılaştırıcıda alınan sinyalleme öğeleri ile karşılaştırılır. Fazlar aynı ise, +1 oluşur; fazlar 180° farklıysa, -l oluşur. Eğer bütün tekrar elde edilen yongalar, gelen yonga koduyla olumlu bir bağlılaşım içinde olursa, bağlılaştırıcının çıkışı +6 olur (l mantık düzeyi alındığında durum budur). Eğer tüm kod yongaları 180° farklı fazda ise, -6 üretilir (O mantık düzeyi alındığında durum budur). Bit karar devresi, bir eşik dedektörüdür. +6 ya da -6 üretilmesine bağlı olarak, eşik dedektörünün çıkışı sırasıyla l mantık düzeyi ya da O mantık düzeyi olur.

    Adından da anlaşılacağı gibi, bağlılaştırıcı gelen kodlanmış sinyal ile tekrar elde edilen yonga kodu arasında bağlılaşım (benzerlik) arar. Bir bağlılaşım meydana gel­diğinde, bil karar devresi buna karşılık gelen mantıksal konumu üretir.




    ŞEKİL 21-12 CDMA kod/veri ayarı: (a) doğru kod; (b) dikgen (otogonal) kod.

    CDMA’da, sistem dahilindeki bütün yer istasyonları aynı anda aynı frekansta ile­tim yapabilir. Dolayısıyla, bir yer istasyonu alıcısı aynı anda birden çok kanaldan PSK kodlanmış sinyaller alabilir. Böyle bir durum gerçekleştiğinde, bağlılaştırıcının işi aşın derecede zorlaşır. Bağlılaşıma, tekrar elde edilen yonga kodu ile alınan tay­fın tamamını karşılaştırmalı ve bundan yalnızca arzu edilen yer istasyonu vericisinin cip kodunu ayırmalıdır. Dolayısıyla, bir yer istasyonunun yonga kodu ile öteki is­tasyonlardan herhangi birinin yonga kodu arasında bağlılaşım olmamalıdır.

    Şekil 21-12b, böyle bir kodlama tekniğinin nasıl gerçekleştirildiğini gös­termektedir. Eğer bir kod içindeki yongaların yarısı aynı; yarısı ise karşıt yapılırsa, yonga kodlan arasındaki çapraz bağlılaşım sıfır olur. Böyle bir koda dikgen (ortogonaf) kod denir. Şekil 21-12b’dc, dikgen kod başlangıçtaki yonga kodu ile kar­şılaştırıldığında, bağlılaşımın bulunmadığı görülmektedir (yani, karşılaştırmanın top­lamı sıfırdır). Dolayısıyla, arzu edilen yonga koduyla aynı zamanda alınmış olmasına karşın, dikgen kodun bağlılaşım sürecinde kesinlikle hiçbir etkisi olmamıştır. Bu ör­nekte dikgen kod, arzu edilen yonga koduyla tam olarak zaman senkronizasyonuyla alınmıştır; bu, her zaman böyle olmaz. İletimlerin zaman açısından senkronize edil­memiş olduğu sistemlerde, bir istasyonun kodu ile başka bir istasyonun kodunun hiç­bir fazı arasında herhangi bir bağlılaşımın bulunmadığı kodlar geliştirmek gereklidir. Katılan yer istasyonu sayısı ikiyi geçtiğinde, bunu gerçekleştirmek imkansızdır. Gold kodu adı verilen bir kod grubu geliştirilmiştir. Gold kodunda, farklı yonga kodlan arasında minimum bağlılaşım olur. Makul sayıda kullanıcı için, kusursuz dikgen kod­lar gerçekleştirmek imkansızdır. Kod, yongalar arasında yalnızca minimum bir çap­raz bağlılaşım gerçekleşecek şekilde tasarımlanabilir.

    CDMA’nin avantajlarından biri, bir uydu kanalının ya da sisteminin bütün bant genişliğinin her yer istasyonunun her iletimi için kullanılabilmesidir. Bizim örneğimizde, yonga hızı başlangıçtaki bit iletim hızının altı katıydı. Do­layısıyla, bilginin gerçek iletim hızı, PSK modülasyon hızının altıda biriydi; ge­reken bant genişliği de başlangıçtaki veriyi ikili olarak iletmek için gereken bant genişliğinin altı katıydı. Bitler yerine yongaları iletmeden kaynaklanan kodlama verimsizliği nedeniyle, daha fazla bant genişliğinin avantajı kısmi bir de­zavantajla dengelenmiş ve avantaj olma özelliği azalmıştır. Ayrıca, çeşitli yer istasyonlarının yonga iletiminin senkronize edilmesi zorunluysa, sistemin ça­lışabilmesi için kesin zamanlama gereklidir. Bu nedenle, TDMA sistemlerinin zaman senkronizasyonu gerektirmesi dezavantajı, CDMA’da da mevcuttur. Kı­sacası, CDMA iddia edildiği kadar avantajlı değildir. CDMA’nin yegane önemli avantajı, karışmadan (yığılma) etkilenmemesidir; bu da CDMA’yı askeri uy­gulamalar açısından ideal hale getirir.



    FREKANS ATLAMASI

    Frekans atlaması, sayısal bir kodun, taşıyıcının frekansını sürekli olarak de­ğiştirmede kullanıldığı bir CDMA biçimidir. Frekans atlamasında, toplam kul­lanılabilir bant genişliği daha küçük frekans bantlarına; toplam iletim süresi ise daha küçük zaman bölmelerine bölünmüştür. Buradaki fikir, sınırlı bir frekans bandında yalnızca kısa bir süre iletmek, sonra bir başka frekans bandına geçmek ve süreci bu şekilde sürdürmektir. Frekans atlaması paterni, ikili bir kod tarafından belirlenir. Her istasyon farklı bir kod sırası kullanır. Tipik bir frekans atlaması paterni (frekans-zaman matrisi), Şekil 21-13’de gösterilmiştir.

    Frekans atlamasında, bir CDMA ağı içindeki her yer istasyonuna farklı bir fre­kans atlaması paterni tahsis edilir. Her verici, kendine tahsis edilmiş paterne göre bir frekans bandından bir sonraki banda geçer (allar). Frekans atlamasında, her is­tasyon bütün RF tayfını kullanır, ancak belli bir anda hiçbir zaman bu tayfın küçük bir kısmından fazlasını kullanmaz.

    Frekans atlamasında en yaygın olarak kullanılan modülasyon tekniği FSK’dir. İletme sırası belli bir istasyonda olduğunda, bu istasyon iletmekte olduğu bant için iki frekanstan (işaret ya da aralık frekansı) birini gönderir. Bir frekans atlaması sistemindeki istasyonların sayısı, üretilebilecek olan benzersiz atlama paternleri ile sınırlıdır.


    KANAL KAPASİTESİ


    Temel olarak, yeryüzü ses bandı kanallarını uydu kanallarına arabirim üzerinden bağlamada kullanılan iki yöntem vardır: sayısal enterpolasyonsıız arabirimler (DNI) ve sayısal konuşma enterpolasyoulu arabirimler (DSİ).

    Sayısal Enterpolasyonsuz Arabirimler


    Sayısal enterpolasyonsuz arabirimler, arama süresince özel bir yeryüzü kanalını (TC), belli bir uydu kanalına (SC) tahsis eder. Bir DNI sistemi, sahip olduğu uydu ka­nallarının sayısından daha fazla trafiği taşıyamaz. Bir kez bir TC’ye bir SC tahsis edil­dikten sonra, arama süresi boyunca SC öteki TC’ler tarafından kullanılamaz. DNI, bir önceden tahsis biçimidir: her TC’nin kendisine ayrılmış kalıcı bir SC’si vardır.





    ŞEKİL 21-13 Frekans atlaması: (a) frekans-zaman atlaması matrisi; (b) frekans atlaması v ericisi.

    Sayısal Konuşma Enterpolasyonlu Arabirimler


    Sayısal konuşma enterpolasyonlu arabirim, bir uydu kanalına bir yer kanalını yal­nızca TC’de konuşma enerjisi mevcut iken tahsis eder. DSİ arabirimlerin, yankı bas-tıncılara benzer konuşma dedektörleri vardır; bu dedektörler, konuşma enerjisini al­gılar, sonra bir SC yakalarlar. Bir konuşma dedektörü ne zaman TC’de enerji algılarsa, TC bir SC’ye tahsis edilir. Tahsis edilen SC, boş SC’ler içinden rastgele seçilir. Belli bir TC için, her konuşma enerjisi algılanışında, TC farklı bir SC’ye tah­sis edilebilir. Bu nedenle, tek bir TC tek bir arama için birden çok SC kullanabilir. Tekilleme işlemi için, TC/SC tahsisi bilgisi alma terminaline aktarılmalıdır. Tahsis bilgisinin aktarılması, SPADE sistemindekine benzer ortak bir sinyalleme kanalında gerçekleştirilir. DSİ, talebe bağlı bir tahsis biçimidir; SC’ler gereksinime bağlı ola­rak rastgele tahsis edilirler.

    DSI’de, bir kanal sıkıştırması olduğu açıktır; tahsis edilen TC sayısı, mevcut SC sayısından daha fazla olabilir. Genel olarak, 2:l’lik bir TC:SC oranı kullanılır. Tam düpleks (iki yönlü aynı anda) bir iletişim devresinde, her iki yönde de sürenin % 40’ı boyunca konuşma vardır; sürenin %20’sinde ise devre her iki yönde de boştur. Bu nedenle, 2’den biraz daha fazla bir DSİ kazancı gerçekleştirilir. DSİ kazancı, re­kabet kırpması adı verilen bir olgudan etkilenir. Rekabet kırpması, TC’de konuşma enerjisi algılandığı, ancak TC’nin tahsis edileceği SC kanalı olmadığında meydana gelen durumdur. Bekleme süresi sırasında, konuşma bilgisi kaybolur. Rekabet kırp­ması 50 ıns’den az sürerse, abone tarafından fark edilmez.

    Kanal kapasitesini daha fazla artırmak için, bit çalma adı verilen bir teknik kul­lanılır. Bit çalmada, kullanımda olan kanallardan bitler çalmak suretiyle, tamamıyla yüklü sistemlere kanallar eklenebilir. Genellikle, başka yedi uydu kanalının en küçük değerlikli bitini çalmak sureliyle bir aşın yük kanalı oluşturulur. Bit çalma sonucu, aşırı yük kanalı kullanımda olduğu süre zarfında 7 bitlik çözünürlüğe sahip sekiz kanal meydana gelir. Dolayısıyla bit çalma, normalden daha düşük bir SQR’ye yol açar.

    Zaman Tahsisli Konuşma Enterpolasyonu


    Zaman tahsisli konuşma enterpolasyonu (TASI), okyanus altı kablolarda uzun yıllar kullanılmış olan bir analog kanal sıkıştırma biçimidir. TASI, DSI’ye çok benzer; aradaki fark, enterpolasyona tabi tutulan sinyallerin sayısal değil, analog olmasıdır. TASI’de de 2:l’lik sıkıştırma oranı kullanılır. TASI aynı zamanda askeri güvenlik için sesi şifrelemede kullanılan ilk yöntemdi. TASI bir paket veri ağına benzer; ses mesajı, seslerden ya da ses parçalarından oluşan daha küçük segmentlere ayrılır. Sesler ağda ayrık enerji demetleri şeklinde gönderilir, sonra alma ucunda baş­langıçtaki ses mesajına dönüştürülür.

    T.C.


    FIRAT ÜNİVERSİTESİ

    MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ

    ELEKTRİK-ELEKTRONİK MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ

    ANTENLER VE MİKRODALGA TEKNİĞİ ÖDEVİ




    UYDU İLETİŞİM SİSTEMLERİ


    HAZIRLAYANLAR

    Aziz DEMİR

    Serdar ANARAN

    Fatih ANDAÇ



    Aykut ADALI

    DERSİN SORUMLUSU

    Yrd. Doç. Dr. Hasan Hüseyin BALIK
    ELAZIĞ-2002
    1   2   3   4   5   6   7






        Ana sayfa


    1960'lı yılların başında, Amerikan Telefon ve Telgraf Şirketi (AT&T), ileri tasarımlı birkaç güçlü uydunun, at&T uzak mesafe I

    Indir 272.1 Kb.