اثر داپلر در فیزیک امواج میگوید که بسامد ظاهری یک موج بر اثر حرکت فرستنده یا گیرنده ی آن تغییر میکند. این پدیده را کریستیان یوهان داپلر (۱۸۰۳-۱۸۵۳ میلادی) فیزیکدان اتریشی در مقالهای در سال ۱۸۴۲ بیان کرد. اثر داپلر در همه ی امواج مانند امواج صوتی و امواج الکترومغناطیسی (نور) دیده میشود.
هرگاه گیرندهای به سمت یک منبع ساکن که از خود موج صوتی میفرستد برود ، بسامد صوتی که میگیرد بیشتر از وقتی است که نسبت به منبع ساکن باشد (شنونده صدا را زیرتر میشنود). و اگر از منبع صوت دور شود ، موجی را با بسامد کمتر میگیرد (شنونده صدا را بمتر میشنود). اگر منبع موج نیز از گیرنده دور و یا به او نزدیک شود ، بسامد صوتی که شنونده میشنود نیز به ترتیب کمتر و یا بیشتر میشود.
اگر بسامد موج تولید شده در منبع V باشد و سرعت شنونده و منبع به ترتیب V0 و VS باشد ، بسامد موجی که شنونده میشنود ، 'V ، از رابطه ی زیر به دست خواهد آمد:
در این رابطه V سرعت موج در محیط انتشار است. علامتهای بالایی (+ در صورت و - در مخرج) مربوط به وقتی است که منبع و شنونده به هم نزدیک میشوند و علامتهای پایینی مربوط به وقتی است که منبع و شنونده از هم دور میشوند. این رابطه در دستگاهی نوشته شده است که نسبت به محیط انتشار ساکن است.
اگر سرعت منبع یا ناظر در مقایسه با سرعت نور چشمپوشیدنی نباشد ، باید رابطه ی نسبیتی دوپلر را به کار برد که به شکل زیر است:
در این رابطه Vr سرعت نسبی منبع و شنونده است.
ادامه مطلب ...
ادامه مطلب ...
QAM مخفف عبارت Quadrature Amplitude Modulation به معنی مدولاسیون دامنه تربیع می باشد. در ادامه بیشتر راجع به این مدولاسیون خواهیم گفت.
««« مدولاسیون QPSK »»»
از ویژگی های این نوع مدولاسیون :
* هر نمونه با یک کلمه دو بیتی کد میشود.* میزان شیفت کریر توسط هر نمونه تعیین میگردد.
* در مقایسه با BPSK، و برای نرخ بیت یکسان پهنای باند کمتری را اشغال میکند.
* سیستم گیرنده و فرستنده از پیچیدگی بالایی برخوردار است.
QPSK از دو تابع پایه استفاده می کند ، یک سینوس و یک کسینوس با تغییر فاز هر کدام از این حاملها می توانیم با هر علامت (سیگنال) دو بیت ارسال کنیم .ابعاد مدولاسیون با استفاده از تعداد توابع پایه به کار رفته تعریف می شود. بر همین اساس QPSK یک سیگنال دو بعدی است .نه به خاطر اینکه در هر سمبل دو بیت ارسال می کند ، بلکه به علت اینکه دو سیگنال مستقل (cos و sin) را برای خلق سمبلها مورد استفاده قرار می دهد.
اینجا یک تعریف مپ کردن چهار سمبلی برای QPSK آمده است. هر بسته در قالب یک sin یا cos اما با فازهای مختلف تعریف شده است. (توجه داشته باشید که فاز زاویه ای است که سیگنال در آن آغاز می شود).
در QPSK تعریف چهار سمبل ، که به صورت sin یا cos نوشته می شود را می توان به فرمی نوشت که از آن دامنه کانالهای I و Q به راحتی قابل محاسبه باشد .مثلا ًسمبل S1 را در نظر بگیرید ، با استفاده از خاصیت مثلثاتی .Cos(x+y) = cosx cosy-sinx siny
می توانیم عبارت معادل را بنویسیم:
مشاهده خواهیم کرد که بسته سیگنال حامل نمایش دهنده یک سمبل خاص است که می تواند با استفاده از امواج سینوسی و کسینوسی آزاد با دامنه خاص ، بوجود آید. این امر تحقق سخت افزار را امکان پذیر می سازد.
در شکل زیر نحوه ارسال و دریافت یک سیگنال دیجیتال از طریق یک مدولاتور QPSK نشان داده شده است.
اگر سیگنال کریر (حامل) به صورت پالس (به صورت منفصل) باشد ، در این صورت مدولاسیون های پالسی شکل می گیرد. مدولاسیون های پالسی به دو دسته تقسیم می شوند:
الف) مدولاسیون های منفصل ، مانند PPM ، PAM و PWM.
ب) مدولاسیون های دیجیتال ، مانند PSK ، FSK ، ASK و PCM که در سیستم های مخابره دیجیتال (مانند تلفنی ، تصویری) به کار می رود. در ادامه بیشتر راجع به این مدولاسیون صحبت خواهیم کرد.
GSM در سه باند 900 ، 1800 و 1900 به کار گرفته می شود ، به طوریکه رنج فرکانسی هر یک از آنها در جدول زیر آمده است.
* مسیر Downlink : مسیر سیگنالینگ از طرف BTS به سمت MSمی باشد.
* مسیر Uplink : مسیر سیگنالینگ از طرف MS به سمت BTS می باشد.
Range
(Uplink)Range
(Downlink)Freq-space Bandwith NO.Freq Name 935-960
(MHZ)890-915
(MHZ)200 KHZ 25 MHZ 124 GSM900 1805-1880
(MHZ)1710-1785
(MHZ)200 KHZ 75 MHZ 374 DCS1800 1930-1990
(MHZ)1850-1910
(MHZ)200 KHZ 60 MHZ 299 PCS1900
شکل زیر فاصله ی فرکانسی بین مسیر Downlink و Uplink را نمایش می دهد.
BSS یا Base Station Subsystem که به معنی زیر سیستم ایستگاه ثابت می باشد ، یکی از قسمتهای اصلی شبکه ی GSM است.
این قسمت وظیفه ی رادیویی سیستم را به عهده دارد و ارتباط رادیویی MS ها (واحدهای سیار) را کنترل می کند.
BSS از دو قسمت BTS و BSC تشکیل شده است و اینترفیس Abis را بین BTS و BSC و همچنین اینترفیس A را بین BSC و MSC به کار می گیرد.
* BTS
BTS مسئول تبادل امواج رادیویی با واحد سیار و همچنین مسئول تبادل و کنترل اطلاعات با BSC می باشد. یک BTS شامل فرستنده و گیرنده های مستقلی می باشد که ارتباط هوایی و رادیویی را با واحد سیار بوجود می آورد و BTS کوچکترین واحد تأمین کننده ی سرویس در شبکه ی رادیویی سیار می باشد که به وسیله ی امواج رادیویی می تواند منطقه ی معینی از شبکه را که سلول نامیده می شود تحت پوشش قرار دهد و هر BTS با توجه به چگالی مشترکین در سلول می تواند از یک تا شش TRX آرایش شود. معمولاً برای هر BTS با توجه به طراحی پوششی برای آن منطقه می توان 3 سکتور در نظر گرفت.
وظایف عمده BTS عبارتند از:
- اجرای پرش فرکانسی (Frequency Hopping)
- رمزنگاری و رمزگشایی اطلاعات روی مسیر رادیویی
- گزارش کیفیت کانال ترافیکی خالی
- ارسال مستقیم اندازه گیریهای توان MS به سمت BSC
- عمل همزمانی بین MS ها و BTS مربوطه
- آشکار سازی قطار پالس های دسترسی تصادفی رسیده از MS های مختلف
- مدیریت خط سیگنالینگ بین BSC و MS
- تطبیق نرخ بیت و اجرای کدگذاری انتقال
BSC *
BSC در بخش رادیویی شبکه ی GSM قرار دارد و وظایف اصلی آن عبارتند از:
- مدیریت شبکه ی رادیویی
- مدیریت BTS ها
- ایجاد ارتباط با MS
- مدیریت شبکه ی انتقال
- برقراری ارتباط بین MS و MSC
BSC برای ارتباط با BTS از لینکهای سرعت بالا (T1 یا E1) روی اینترفیس Abis استفاده می کند و نرخ اطلاعات روی اینترفیس 16kbps ، Abis و روی اینترفیس A ، 64kbps است و برای سازگاری نرخ اطلاعات بین دو نُد BSC و MSC واحدی به نام TRAU یا Transcoder Rate Aduption Unit ، اطلاعات 16kbps را به 64kbps و برعکس تبدیل می کند.