Muhammad al-xorazmiy nomidagi toshkent axborot texnologiyalari universiteti r. R. Ibraimov, D. А. Davronbekov, M. O. Sultonova, E. B. Tashmanov, U. T. Aliyev «simsiz aloqa tizimlari va dasturlari»

KKAKTU kanallar kod bo‘yicha ajratiladigan ko‘p tomonlama ulanish (CDMA – Code Division Multiple Access). Uning asosida an’anaviy tor polosali tizimlardagiga qaraganda uzatiladigan xabarning polosasini atayin va ko‘p marttali kengaytirilishini ko‘zda tutadigan ma’lumotlarni uzatish tizimini keng polosali qurish (spread spectrum) g‘oyasiga yo‘nalish yotadi.
Bu usulning nazariyasi 1935 yildayoq ishlab chiqilgan, lekin amaliy ishlatilishni FDMA va TDMAlardan sezilarli keyin oldi. U ishlatilganida barcha abonentlar orqali doimo tizimga aloqa uchun ajratilgan butun mumkin bo‘lgan diapzonning kengligi ishlatiladi. Bu texnologiyaning asosi trafik kanallarini Uolsh funksiyalari orqali ortogonal bo‘lish hisoblanadi. Ular faqat 64 ta aniqlangan. Shunday qilib, nazariy jihatdan bitta bazaviy stansiya 64 ta abonentlarga ishlashini tashkil etish mumkin. Lekin halaqitlarning ta’siri, shuningdek «soft handover»- sotalar orasida “yumshoq” qayta ulanish zarurati (umuman CDMA usulining afzalliklaridan biri hisoblanadigan) tufayli amalda qayd etilgan aloqa uchun 45 tagacha, harakatdagi aloqa uchun 25 tagacha ishlatiladi.
CDMAni ishlatadigan aloqa tizimlari TDMA ishlatilgandagi kabi sinxronlashtirishni talab qiladi. Lekin bu yerda sinxronlashtirish bo‘g‘ini sifatida Global Pozitsiyalash Tizimi (GPS) qatnashadi. CDMA tamoyillari asosida qurilgan aloqa tizimlarining afzalligi boshqa usullarni ishlatishda samarali ishlash uchun zarur bo‘ladigan chastotaviy rejalashtirishning yo‘qligi hisoblanadi. Bundan tashqari, signal/shovqin nisbati (ideal holda 3-5 dB) past va CDMA tamoyilining ishlatilishini o‘zi (shovqin sifat signallarning ishlatilishi) boshqa standartlarga qaraganda uzatkichlarning 2-3 tartibga kam nurlantirish quvvatilarini ishlatishga imkon beradi, bunda u atigi
10 mVt va undan pastni tashkil etadi. TDMAdan farqli ravishda CDMA asosidagi tizimlarning xizmat ko‘rsatish zonasi asosan abonentlar stansiyalarining quvvatiga bog‘liq bo‘ladi. Bu texnologiya asosidagi tarmoqning sig‘imi TDMAdagiga qaraganda o‘rtacha 5 marta va FDMAdagiga qaraganda esa 10 martta ortiq. Bunda uni qurish uchun o‘sha qamrab olishdagi TDMA texnologiyasi asosidagi tarmoqqa qaraganda taxminan 40% bazaviy stansiyalar soni zarur bo‘ladi.
CDMA usulining ishlatilishi birlamchi signal (abonentning ovozi) bazasini sezilarli sun’iy kengaytirishdan iborat, u quyidagi ikkita asosiy usullarda amalga oshiriladi:

• to‘g‘ri kengaytirish - direct sequence spread spectrum (DSSS);

  
  

• tashuvchi chastotani sakrashsimon o‘zgartirish - frequency hop spread spectrum (FHSS).

  
  

Birinchi variantda axborot xabari T davomiylikdagi elementlardan (chiplardan) tashkil topgan psevdo-tasodifiy ketma- ketlikni (PTKK) manipulyatsiyalaydi, binobarin, chiplarning davomiyligi uzatiladigan axborot biti yoki simvolining T davomiyligidan ko‘p marttaga (N marttaga) kichik bo‘ladi. N qiymat to‘g‘ridan-to‘g‘ri birlamchi xabarning polosasiga qaraganda uzatish polosasining kengaytirilishi darajasini xarakterlaydi va shuning uchun spektrni kengaytirish koeffitsienti deyiladi (ingliz tilidagi matnlarda spreading factor yoki processing gain).

Aytib o‘tilgan uzatiladigan D(t) oqim bilan c(t) PTKK manipulyatsiyalash odatda oddiy ko‘paytirish orqali amalga oshiriladi (1.18a- rasm).
1.18b– g-rasmlardagi diagrammalar ikkilik uzatish va binar PKTT misoli uchun to‘g‘ri kengaytirish protsedurasining tarkibini ko‘rsatadi.
1.18v- rasmda davriy binar PTKK tasvirlangan bo‘lib, uning N = 8 chiplardan iborat davri bitta xabar jo‘natmasi davomiyligiga mos keladi (umumiy holda PTKK davri ixtiyoriy, xususan, axborot jo‘natmasining davomiyligidan sezilarli katta bo‘lishi mumkin, buning ustiga PTKK umuman aperiodik bo‘lishi mumkin). To‘g‘ri kengaytirish natijasi, agar axborot jo‘natmasi nolinchi bitni tashisa (1.18b-rasmdagi D(t) musbat qutb) ravshan bo‘ladi (1.18g-rasm), qayta ko‘paytirgich chiqishidagi PTKKning boshlang‘ich versiyasi bo‘ladi.Jo‘natma orqali joriy bitning 1 qiymati uzatilganida PTKKning qutbliligi qarama-qarshisiga o‘zgaradi. Qayta
ko‘paytirgichdan keyin signal standart tashuvchi modulyatoriga (BFM, KFM va h.k.) beriladi.

b)
v)

g)

1.18- rasm. Ikkilik uzatish va binar PKTT uchun spektrni to‘g‘ri kengaytirish protsedurasi

Ko‘rish mumkinki, spektrni to‘g‘ri kengaytirish protsedurasi uzatiladigan bitning 0 va 1 qiymatlariga javob beradigan qarama- qarshi signallarni qoldirish bilan ikkilik uzatishning gauss kanalidagi halaqitbardoshligini yomonlashtirmaydi.
Spektrni kengaytirishning ikkinchi usuli ishlatilganida axborot jo‘natmasining har bir simvoli ma’lum ketma-ketlikda beriladigan diskret chastotalar to‘plami yordamida uzatilishi kerak.
Mavjud va istiqbolda ishlab chiqiladigan sotali aloqa tizimlarida sinxron yoki asinxron variantda amalga oshiriladigan spektrni to‘g‘ri kengaytirish ustun ishlatiladi. Bu ikki modifikatsiyalarning farqi juda sezilarli. Birinchisi qabul qilish tomonida turli abonentlarning signallari o‘zaro vaqt surilishlariga ega bo‘lmasligi uchun alohida abonentlarga tayinlanadigan barcha individual manzillar ketma-
ketliklarini (signaturalarini) o‘zaro sinxronlashtirish imkoniyati bo‘lganida qo‘llanilishi mumkin. Bunday vaziyat SMAT “pastga” (BTSdan MSga) liniyasi uchun xarakterli, chunki turli MSlarga qat’iy bir vaqtda jo‘natilgan BTS signallari alohida MSga o‘sha bir trassa bo‘yicha, ya’ni o‘zaro kechikishlarsiz keladi.
“Yuqoriga” liniyasida BTS qabul qiladigan turli MSlardan signallar sinxronlashtirishini ta’minlash nazariy inkor etilmasada, yetarlicha qiyin va MSning BTSga nisbatan sotaning chegaralarida tasodifiy joylashishi va natijada signallarning o‘zaro tasodifiy kechikishi tufayli hammma vaqt ham texnologik o‘zini oqlayvermaydi. Bunday vaziyatlar uchun signaturalarning individual abonentlarga vaqtinchalik o‘zaro bog‘lab qo‘yilishini ko‘zda tutmaydigan DSSS asinxron versiyasining qo‘llanilishi xarakterli hisoblanadi.
Yuqorida ko‘rsatilganidek, uzatishda axborot signalining bazasining kengayishi bo‘lib o‘tadi, u butun ishchi diapazon bo‘yicha “chaplangandek” bo‘ladi. Tor polosali TDMAdan farqli ravishda kod bo‘yicha ajratish nafaqat chastota va vaqt bo‘yicha ajratishni, balki signalning oniy quvvati bo‘yicha ajratishni hisobga oladi (1.19- rasm). Oniy chastota, vaqt va quvvat kodning tarkibiy elementlari sifatida qatnashadi.

1.19- rasm. Signalni oniy quvvati bo‘yicha ajratish

Abonentda qabul qilishda esa kod yordamida butun diapazon bo‘ylab signalni “o‘rash” amalga oshiriladi, bunda boshqa uzatkichlarning signallari “ochiq” qoladi va qabullagich uchun ideal halaqit turi – oq gauss shovqini (OGSH) hisoblanadi.
Bu texnologiyani turli tillarda so‘zlashadigan bir necha insonlar juftliklari bo‘lgan xona yordamida ko‘rsatish mumkin. Ular faqat bir- birlari bilan so‘zlashadi va boshqalar bilan qiziqishmaydi. Agar har bir juftlik faqat bitta tilini bilsa va uni ishlatsa, barcha tillar esa turlicha bo‘lsa, u holda xonaning havosi ularning ovozlari uchun “tashuvchi” bo‘lishi mumkin. O‘xshatish shundan iboratki, xonadagi havo keng polosali kanal hisoblanadi, tillar esa kodlar ko‘rinishida tarqaladi. Shunday qilib, ispancha so‘zlaydigan inson ispan tilidan boshqa hech bir tilni eshitmaydi va tushunmaydi.
Juftliklar sonini oshirish umumiy fon so‘zlashuv imkoniyatini cheklamaguncha bo‘lishi mumkin. Barcha abonentlarning ma’lum qiymatdan ortishi kerak bo‘lmagan signallari quvvatlarini rostlash orqali nutqning yuqori sifati saqlanadigan ko‘p sonli abonentlarning aloqasi ta’minlanishi mumkin.
Foydalanuvchilar yoki trafik kanallarining maksimal soni har bir kanalni intensiv ishlatilishiga bog‘liq va shuning uchun ma’lum hisoblanmaydi. Bu “yumshoq qayta yuklanish” (soft overload) konsepsiyasida aks etadi, unga muvofiq qo‘shimcha abonent boshqa abonentlar uchun halaqitlarning qandaydir ortishi hisobiga ulanishni olishi mumkin. Yakunda CDMA standarti ishlatilganida tarmoqni ishlab chiqishda umumiy halaqitlar sathini minimumga keltirish zarur, chunki boshqa abonentlar va bazaviy stansiyalar hosil qiladigan halaqitlar bilan birga ular o‘tkazish qobiliyatining yuqori bo‘sag‘asini aniqlaydigan omil hisoblanadi.
CDMA tamoyilida qurilgan sotali aloqa tarmoqlari TDMAda amalga oshirilgan raqamli standartlar uchun an’anaviy bo‘lgan qo‘shimcha xizmatlarga ega.
KKAKTUning KChAKTUva KVAKTUga qaraganda afzalliklarini shartli ravishda ikkita guruhga bo‘lish mumkin. Ulardan birini istalgan keng polosali (spread spectrum) tizimlarni ajratib turadigan yo‘naltirilgan va keng polosali (shu jumladan atayin uyushtirilgan) halaqitlarga yuqori halaqitbardoshlik, ko‘p nurli tarqalish sharoitlarida samarali ishlash imkoniyati, mumkin kriptohimoyalash choralarining keng diapazoni, chastota-vaqt parametrlarining o‘lchashning yuqori aniqligi, radioaloqa va uzatish

tizimlari bilan yaxshi elektromagnit moslashuvchanlik va boshqalar tashkil etadi. Ikkinchi guruh to‘g‘ridan-to‘g‘ri ko‘p tomonlama ulanish jihatlari bilan bog‘langan, ularga sotaga (sektorga) katta abonentlar sig‘imi, trafikning intensivligi ortganida aloqa sifatini kamayishining “yumshoq” xarakteri, “yumshoq” estafetali uzatish rejimini ishlatilishining oddiyligi kiradi.