Çoklu Erişim Teknikleri
Transkript
Çoklu Erişim Teknikleri
ÇOKLU ERİŞİM TEKNİKLERİ 1. GİRİŞ Çoklu erişim teknikleri hakkında bilgi vermeden önce, çoklama/çoğullama hakkında bir kaç şey söylemekte fayda var. Bilginin, aynı iletim ortamı kullanılarak birden çok kaynaktan yine birden çok alıcıya iletilmesine çoklama veya çoğullama denir. Bu döküman içerisinde bundan böyle çoklama terimi kullanılacaktır. İletim ortamının aynı olması hızların da aynı olmasını gerektirmez. Örneğin bir koaksiyel kablo üzerinden çok hızlı data haberleşmesi yapılabileceği gibi aynı anda düşük hızlı telgraf haberleşmesi de yapılabilir. İletim ortamı olarak basit bir kablo çiftinden derin uzay boşluğuna kadar pek çok ortam kullanılabilir. Gittikçe küçülen dünyada artan haberleşme ihtiyacını karşılayabilmek için çoklu iletişim tekniklerini kullanmak, yeni teknikler geliştirmek şart olmuştur. TDMA ve FDMA gibi klasik çoklu iletişim yanında CDMA, HF-CDMA, DA-TDMA, DAMA gibi yeni yöntemler de kullanılmaktadır. Çoklu erişimi aşağıdaki şekiller yardımıyla daha basit olarak açıklamak mümkündür. f A B C D E t Şekil 1. TDMA (Time Division Multiple Access) Şekil 1 de görüldüğü gibi zaman paylaşımlı çoklu erişim tekniğinde her kullanıcı farklı zamanlarda frekans bandının tamamını kullanmaktadır. f A B C D E t Şekil 2. FDMA (Frequency Division Multiple Access) Şekil 2 de görüldüğü gibi frekans paylaşımlı çoklu erişim tekniğinde her kullanıcı frekans bandının farklı bir bölgesini kullanmaktadır. CDMA (Kod Paylaşımlı Çoklu Erişim) tekniğinde ise zaman ve frekans bandını her kullanıcı istediği gibi kullanabilmektedir. Önemli olan nokta kullanıcı kodlarının birbirine dik olmasıdır. Böylece farklı kullanıcılar birbirini rahatsız etmeden haberleşebilirler. Kullanıcı sayısı birbirine dik kod sayısı ile sınırlı olmaktadır. f B A C D E t Şekil 3. CDMA (Code Division Multiple Access) 2. ZAMAN PAYLAŞIMLI ÇOKLU ERİŞİM (TDMA) Zaman paylaşımlı sistemlerde birbirinden bağımsız pek çok kaynaktan gelen bilgiler aynı ortam üzerinden fakat farklı zamanlarda iletilirler. Her kaynak sırayla örneklenerek zaman domeninde seri datalar elde edilir. Örnekleme frekansı, en hızlı değişen kaynak frekansına ve örnekleme teoremine uygun olarak seçilir. Eğer bütün bilgi kaynakları aynı özelliklere sahip ise (hepsi ses), aynı örnekleme frekansı kullanılabilir. Farlı özellikte kaynaklar var ise bunlar kendi benzerleri ile çoklanıp, belli bir hıza çıktıktan sonra diğer gruplarla çoklanabilirler. İlerde göreceğimiz gibi ard arda pek çok çoklama yapmak gerekli olabilmektedir. Yapılan her çoklamadan sonra data hızı da artmaktadır. Çoklama sınırını belirleyen en önemli etken iletim ortamının özelliğidir. Eğer iletim ortamı çok geniş bantlı ise (fiber-optik kablo gibi) çok daha yüksek data hızlarına çıkılabilir. Bu da aynı iletim ortamından çok daha fazla kaynağa ait bilginin iletilmesi demektir. Band genişliği düşük iletim ortamlarında düşük hızlarda çalışmak gereklidir. Daha kolay anlaşılabilmesi açısından aşağıdaki şekilde basit bir TDMA sistem ve dalga şekilleri verilmiştir. f1(t) f1(t) AGS f2(t) f3(t) Tö f2(t) Tö AGS İletim Ortamı : : : f3(t) AGS : : : fn(t) AGS Şekil 4. TDM sistem blok şeması fn(t) f1(t) t f2(t) t : : : fn(t) t fTDM(t) 2 2 n 1 … 1 1 … 2 n 1 n … 2 2 1 n 2 1 … … … t 1 n n Şekil 5. TDM sistemde dalga şekilleri Şekil 4'te görüldüğü gibi verici tarafta bağımsız kaynaklar f1(t), f2(t), …, fn(t) sırayla örneklenmektedir. Bu örnekler iletim ortamı üzerinden (uygun modülasyon yöntemi ile) alıcı tarafa aktarılmaktadır. Alıcı tarafta vericideki örnekleme anahtarıyla senkron olarak çalışan başka bir anahtar yardımıyla örnekler istenilen AGS (alçak geçiren süzgeç) girişine uygulanırlar. Burada AGS'nin görevi zaman domeninde örneklenmiş olarqak bulunan işaretin zarfını elde etmektir. TDMA sistemlerde modülasyon yöntemi olarak daha çok PCM (Pulse Code Modulation) ve PAM (Pulse Amplitude Modulation) kullanılır. Diğer darbe modülasyonları için de TDM kullanmak mümkündür. PPM (Pulse Position Modulation) ve PDM (Pulse Duration Modulation) yöntemlerinde ardışıl darbelerin üst üste binmemesi sağlanmalıdır. Çünkü, bu modülasyon türlerinde darbelerin yerleri ve genlikleri değişkendir. Darbe genlik modülasyonu için, darbeleri daha dar yaparak çoklanacak işaret sayısını arttırmak mümkün olmakla beraber, bu işlem modülasyonlu işaretin bant genişliğini de arttıracağından iletim ortamının böyle bir işareti iletmeye uygun olup olmadığı göz önünde tutulmalıdır. TDM yönteminin özellikle FDM yöntemine göre bazı üstünlüklerinden bahsetmeden geçmeyelim. TDM'in donanım olarak gerçekleştirilmesi daha kolaydır. FDM'de her kanal değişik bant kapladığı için özellikle alıcı tarafta her kanal için değişik bant geçiren filtre gerektirir. Oysa TDM sistemlerde her kanal için aynı devre kullanılır. Diğer bir üstünlüğü ise kanallar arası girişimin düşük olmasıdır. FDM sistemlerde özellikle yükselteçlerin lineer olmaması harmonik bozulmaya neden olur. Bu da kanallar arası girişimi doğurur. TDM sistemlerde yükselteçlerin lineer olmaması böyle bir şeye neden olmaz. Eğer iletim ortamının bant genişliği yeterli değilse ancak o zaman kanallar arası girişim meydana gelir. Örnekleme ile işaretin taşıdığı bilgi değeri küçülmemekle birlikte, örneklenmiş işaretin enerjisi asıl işaretin enerjisinin çok küçük bir bölümü olur. Bu yüzden örneklenmiş işaretin SNR'si (işaret/gürültü oranı) asıl işaretin SNR'sine göre düşüktür. Bu olumsuzluğu ortadan kaldırmak için alıcı tarafta tutma devresi kullanılır. Alıcı bir örneği alırken bir kondansatör dolar. Aynı işaretin bir sonraki örneği gelene kadar kondansatör bir önceki örnek değerini saklar. Böylece asıl işaretin basamaklı bir benzeri elde edilmiş olur. TDMA'de en yaygın olarak kullanılan modülasyon türünün PCM olduğunu daha önce belirtmiştik. Bu konuya değinmeden önce sayısal işaret hiyerarşilerine bir göz atalım. Aşağıdaki şekilde telefon haberleşmesi için Japon, ABD ve Avrupa'nın kullandığı hiyerarşiler verilmiştir. JAPON ABD 5. Mertebe 397.2 Mbit/s AVRUPA 564.992 Mbit/s X4 X4 4. Mertebe 97.728 Mbit/s 274.176 Mbit/s X3 X4 X6 3. Mertebe 32.064 Mbit/s 44.736 Mbit/s X5 2. Mertebe 139.264 Mbit/s 34.368 Mbit/s X4 X7 6.312 Mbit/s 8.448 Mbit/s X4 X4 1. Mertebe 1544 kbit/s 2048 kbit/s X30 X24 Temel Kanal 64 kbit/s Şekil 6. Sayısal işaret hiyerarşileri Telefon haberleşmesinde bir kanalın bant genişliği 4kHz olarak alınır. PCM'de örnekleme frekansı 8kHz dir. Her örnek 8 bit ile kodlanmaktadır. Böylece bir tek kanalın data hızı 64 kbit/s olur. 1. mertebede 30 kanal çoklanarak 2048 kbit/s hız elde edilir. Çerçeve senkronlama ve kanal işaretleşme bilgilerini taşıyan 0. ve 31. kanal ile kanal sayısı 32 dir. 2. mertebede ise 4 tane 2048 kbit/s hat çoklanarak 8.448 Mbit/s hıza ulaşılır. Böylece çoklanan kanal sayısı 120 olmuştur. 3.mertebede 4 tane 8.448 Mbit/s hat çoklanarak 34.368 Mbit/s hız elde edilir. Çoklanan kanal sayısı da 480 dir. 4. mertebede ise yine 4 tane 34.368 Mbit/s hat çoklanarak 139.264 Mbit/s hıza ulaşılır. Çoklanan kanal sayısı da 1920 olmuştur artık. 5. mertebe sistem eğer iletim ortamı fiber-optik kablo ise kullanılır. 5. mertebede 4 tane 139.264 Mbit/s hat çoklanarak 564.992 Mbit/s data hızı elde edilir. Sonuçta çoklanan kanal sayısı da 7680 olur. TDM sistemlerin dışında bir iletim ortamından bu sayıda kanalı iletebilecek sistem olmasa gerek. FDM sistemler maksimum 2700 kanal iletebilmektedirler. Biraz da PCM'in nasıl yapıldığından bahsedelim. PCM, analog kaynak işaretinin sayısala dönüştürülmesinde kullanılan bir yöntemdir. Bu yöntem üç ana işlemden oluşur. Örnekleme, kuantalama ve kodlama. Örnekleme işlemi analog kaynaktan çok kısa süreli örneklerin düzgün aralıklarla alınmasıdır. Örnek süresi o kadar kısadır ki değeri sabit olarak kabul edilebilir. Analog işaretten alınan örnek sonsuz sayıda değer alabilir. Böyle bir işareti kodlamak için de sonsuz sayıda bit kullanmak gerekir. Böyle bir imkan olmadığına göre yapılacak iş örneklerin alabileceği değer sayısını sınırlamaktır. Yani örnekler kademelendirilir. Bu işleme kuantalama denir. Her örnek kuantalandıktan sonra ikili sayılarla kodlanır. Böylece analog işaret sayısala dönüştürülmüş olur. Elde edilen sayısal işaret seri hale getirilerek iletim ortamı üzerinden alıcıya iletilir. Alıcıda bu sayısal işareti yorumlayarak kuantalanmış işareti tekrar elde edecek bir kod çözücü bulunur. Bu işaret daha sonra ilk kaynak işaretine benzeyecek şekilde filtrelenir. PCM sistemleri için CCITT tarafından belirlenen önemli öneriler aşağıda verilmiştir: Örnekleme hızı: Örnekleme için önerilen nominal değer 8 kHz dir. Bu hızdaki tolerans ±50ppm olmalıdır. Kodlama kanunu: Uluslararası devreler için her örnekte 8 adet ikili kod kullanılmaktadır. Yani bir örnek 8 bit ile kodlanmaktadır. Kodlama için A kanunu kullanılmaktadır. Boş kanal gürültüsü: Kanal giriş ve çıkış uçları nominal empedans (600 Ω) ile kapalı iken boş kanal gürültüsü –65 dBm'i aşmamalıdır. Kanallararası diyafoni: 700-1100 Hz aralığında ve 0 dBm seviyede sinüsoidal bir işaret bir kanalın girişine uygulandığında, diğer kanalların çıkış uçlarından alınan diyafoni seviyesi –65 dBm'i aşmamalıdır. Biraz da PCM'in çerçeve yapısından söz edelim. TDM yönteminde bir kanaldan alınan iki örnek arasındaki zaman aralığı çerçeve olarak tanımlanır. Çerçeve, sistemdeki kanal sayısı kadar zaman dilimine ayrılır. Her zaman diliminde örneği temsil eden 8 bite karşı gelen 8 darbe iletilir. İlk 15 kanal 1-15, son 15 kanal ise 17-31 arası zaman dilimlerine yerleştirilir. 0 ile tanımlanan ilk zaman dilimine 8 bitten oluşan sabit bir senkronlama sözcüğü yerleştirilir. Bu sözcük alış ile veriş arasındaki senkronlamayı sağlar. İşaretleşme bilgileri de 16. zaman diliminde gönderilir. Böylece bir çerçeve 32 zaman diliminden oluşur. 16 çerçeve ise bir çoklu çerçeveyi oluşturur. Her çerçeve 125 μs ve her çoklu çerçeve 16x125 μs =2ms olur. Şekil 7 de çerçeve yapısı, Şekil 8 de ise çoklu çerçeve yapısı görülmektedir. Zaman Dilimi No: 0 1 2 …… 15 16 17 31 0 1 Konuşma İşaretleşme Çerçeve senkronlama 1 30 t Konuşma Kanal No: …… 2 …….. 15 16 …….. 29 30 1 1 zaman dilimi = 3.9 μs 1 çerçeve = 125 μs Şekil 7. PCM çerçeve yapısı Şekil 7 ve Şekil 8 de de görüldüğü gibi kanallara ait işaretleşme bilgileri 16. zaman diliminde iletilmektedir. Her kanal için 4 bit işaretleşme bilgisi gönderilir. 1. çerçevede 1. ve 16. kanala ait işaretleşme bilgileri, 2. çerçevede 2. ve 17. kanala ait işaretleşme bilgileri ve devamında 15. çerçevede 15. ve 30. kanala ait işaretleşme bilgileri iletilir. Çerçeve no: 0 Çoklu çerçeve senkronlama sözcüğü 1 Kanal 1 Kanal 16 2 Kanal 2 Kanal 17 3 Kanal 3 Kanal 18 4 Kanal 4 Kanal 19 : : : : : 14 Kanal 14 Kanal 29 15 Kanal 15 Kanal 30 0 1 çoklu çerçeve 16x125 μs = 2 ms Çoklu çerçeve senkronlama sözcüğü 1 Şekil 8. Çoklu çerçeve içindeki 16. zaman dilimi 3. FREKANS PAYLAŞIMLI ÇOKLU ERİŞİM (FDMA) Gönderilecek işaretin band genişliği genellikle iletim ortamının band genişliğinden oldukça küçüktür. Bu yüzden bir iletim ortamını tek bir işaretin gönderilmesi için tahsis etmek pek uygun olmaz. Hele hele uzay gibi bir iletim ortamının tek bir kullanıcı tarafından kullanılması hiç düşünülemez. Aynı frekans bandını kapsayan birçok işaretin tek bir iletim ortamından gönderilmesinin bir çaresi de bu işaretlerin frekans bandındaki yerlerini kaydırmaktır. Böylece frekans domeninde farklı yerler kaplayan işaretler zaman domeninde toplanarak bir tek iletim ortamı üzerinden alıcı tarafa gönderilmiş olurlar. Alıcı tarafta bu işaretler süzgeçler yardımıyla birbirlerinden ayrılabilirler. Daha sonra bu işaretler yeniden ilk kapsadıkları frekans bandına kaydırılırlar. Böylece gönderilen işaretler yeniden elde edilmiş olur. İşaretlerin frekans domeninde farklı bölgelere kaydırılması işlemi modülasyondan başka bir şey değildir. Modülasyon yardımı ile hem işaretlerin bandı kaydırılmaktadır hem de işaretler iletime uygun bir hale getirilmektedir. Düşük frekanslarda anten boyutlarının ne kadar büyük olacağı düşünülürse modülasyonun gerekliliği daha iyi anlaşılır. f1(t) f1(t) BGS w1 w1 f2(t) w1 İletim Ortamı f2(t) BGS w2 w2 w2 : : : : fn(t) fn(t) BGS wn wn wn Şekil 9. FDMA (Frequency Division Multiple Access) F1(f) F2(f) Fn(f) …… fm f fm f f fm FFDMA(f) …… w1 w2 wn f Şekil 10. Kaynak işaretlerinin ve çoklanmış işaretin spektrumları Şekil 10 da spektrumları verilen f1(t), f2(t), … fn(t) kaynak işaretleri frekans bandında birbirleriyle çakışmayacak şekilde uygun taşıyıcılarla modüle edilerek toplanıp iletim ortamına verilirler. Alıcı tarafta ise değişik merkez frekanslı BGS (band geçiren süzgeç)'ler yardımıyla işaretler birbirlerinden ayrılırlar. Daha sonra vericide modüle edildikleri taşıyıcılarla tekrar çarpılarak ilk bandlarına indirilirler. Böylece orijinal işaretler yeniden elde edilmiş olur. Burada, verici ve alıcı tarafta kullanılan taşıyıcıların senkron olması gerekmektedir. Bu ise vericiden alıcıya referans bir sinüzoidal işaret (308 kHz) gönderilerek yapılır. Ayrıca kullanılan süzgeçlerin de kaliteli olmaları gerekir. FDM tekniği tamamen analog bir çoklama tekniğidir. FDM sisteme giren bilgi analogdur ve iletim boyunca analog olarak kalır. FDM hiyerarşisinin temelini kanal oluşturur. Kanal bandı 0-4 kHz aralığını kapsayan banttır. 4 kHz band genişliğine sahip 3 adet kanal sırasıyla 12, 16 ve 20 kHz taşıyıcılarla modüle edilerek 12-24 kHz bandını kaplayan bir pregrup (öngrup) elde edilir. Burada kullanılan modülasyon çeşidi taşıyıcısı bastırılmış üst yan bant genlik modülasyonudur. Bundan sonraki kademelerde alt yan bant alınmaktadır. 20 kHz 0 4 kHz 16 kHz 0 4 kHz 12 kHz 24 kHz 12 kHz 0 4 kHz Şekil 11. Kanal modülasyonu ve öngrup oluşumu Daha sonra 12-24 kHz bandındaki 4 adet öngrup sırasıyla 84, 96, 108 ve 120 kHz taşıyıcılarla modüle edilerek 60-108 kHz bandını kapsayan ve 12 kanal ihtiva eden grup elde edilir. 120 Khz 12 kHz 24 kHz 108 Khz 84.08 kHz 12 kHz 24 kHz 96 Khz 60 kHz 12 kHz 108 kHz 24 kHz 84 Khz 12 kHz 24 kHz Şekil 12. Öngrup modülasyonu ve grup oluşumu Elde edilen grup işaretine bir de 84.08 kHz frekanslı bir sinüzoidal işaret enjekte edilir. Grup pilotu olarak adlandırılan bu işaretin görevi, alıcı tarafta kanalların ne kadar zayıfladığı ve ne kadar bozulmaya uğradığı hakkında bilgi vermektedir. Seviyesi işaret seviyesinden 20 dB daha düşüktür. Alıcı tarafta işaret seviyesi –53 dB, pilot seviyesi –73 dB olsun istenir. Buna göre gerekli kuvvetlendirme işlemleri yapılır. 612 kHz 60 kHz 108 kHz 60 kHz 108 kHz 60 kHz 108 kHz 60 kHz 108 kHz 60 kHz 108 kHz 564 kHz 411.92 kHz 516 kHz 468 kHz 312 kHz 552 kHz 420 kHz Şekil 13. Grup modülasyonu ve süpergrup oluşumu Daha sonra 60-108 kHz bandını kaplayan 5 adet grup, Şekil 13 de görüldüğü gibi modüle edilerek 60 kanal kapasiteli, 312-552 kHz bandını kaplayan ve 240 kHz band genişliğine sahip olan süpergrup elde edilir. Pilot işareti ise 411.92 kHz dir. Bir sonraki adımda 15 adet süpergrup uygun taşıyıcılarla modüle edilerek (1. süpergrup modüle edilmeden alınır) 900 kanal kapasiteli 312-4028 kHz bandını kaplayan ve band genişliği 3.716 MHz olan 1. mastergrup elde edilir. Buraya kadar çoklanan işaretler arasında güvenlik bandı bırakılmamaktaydı. Fakat bu noktadan itibaren süpergruplar arasında 8 kHz güvenlik bandı bırakılmaktadır. (1. süpergrup ile 2. süpergrup arasında 12 kHz güvenlik bandı vardır.) Çünkü frekans yükseldikçe hassas süzgeç yapımı zorlaşmaktadır. 1. mastergrup pilotu ise 1552 kHz dir. Süpergrup modülasyonunu ve mastergrup oluşumunu gösteren şekil aşağıdadır. 4340 kHz 312 kHz 552 kHz 312 kHz 552 kHz 4092 kHz 3844 kHz 1552 kHz 312 kHz 552 kHz : : : : 312 kHz 4028 kHz 1116 kHz 312 kHz 552 kHz 312 kHz 552 kHz Şekil 14. Süpergrup modülasyonu ve mastergrup oluşumu Son adımda ise 2 veya 3 master grup çoklanarak RF katına gönderilecek işaret elde edilir. 1. mastergrup modüle edilmeden, 2. mastergrup 8432 kHz ile ve 3. mastergrup 12648 kHz ile modüle edilir. Böylece 312-12336 kHz bandını kapsayan, 2700 kanal kapasitesine sahip ve yaklaşık 12 MHz band genişliği olan bir işaret elde edilmiş olur. Alıcı merkezde demodülasyon için gerekli olan taşıyıcıları verici ile senkronlamaya yarayan 308 kHz senkronizasyon pilotunun da eklenmesiyle, işaret artık antenden iletilebilecek şekle getirilip (daha yüksek frekanslara çıkarılıp kuvvetlendirilmesi) iletim ortamına verilmeye hazırdır. FFDMA(f) 1552 308 312 6880 4028 4404 8120 8620 11096 12336 f(kHz) Şekil 15. 3 mastergrupun çoklanması sonucu elde edilen işaretin spektrumu 4. KOD PAYLAŞIMLI ÇOKLU ERİŞİM (CDMA) FDMA'de kullanıcılar belli bir band genişliği ile sınırlıdırlar. Fakat ne zaman iletim yapabilecekleri konusunda herhangi bir kısıtlama yoktur. TDMA'de ise kullanıcılar belli bir zaman dilimi ile sınırlıdırlar. Fakat hangi bandı veya frekansı kullanacakları konusunda herhangi bir kısıtlama yoktur. CDMA'de ise zaman veya frekans konusunda herhangi bir kısıtlama yoktur. Kullanıcı istediği zaman istediği bantta ve istediği frekansı kullanarak iletim yapabilir. Kullanacağı kanala tahsis edilmiş olan bandın tamamını veya bir kısmını istediği gibi kullanabilir. Her kullanıcının kendine özel ve diğer kullanıcıların koduyla ortogonal (dik) olan bir kodu vardır. Pseudonoise sequence (PN dizisi) olarak da adlandırılan bu kodlar birbirine dik olduğu için kullanıcılar birbirlerini rahatsız etmezler. Bu kodlar ikili diziler şeklindedir. 2n-1 bit uzunluğunda sınırlı sayıda birbirine dik olan kod vardır. Kullanıcı sayısını arttırmak için ve kodların çalınmasını önlemek için çok uzun kodlar kullanılır. Aşağıdaki şekilde basit olarak CDMA'in nasıl yapıldığı görülmektedir. Bilgi Vericiye Kod Taşıyıcı a) Modülatör Bilgi Taşıyıcı Kod b) Demodülatör Şekil 16. CDMA modülatör ve demodülatör CDMA tekniğinde band sınırlaması olmadığını daha önce belirtmiştik. Bildiri işaretinin spektrumuna bağlı olarak iletim ortamına verilen işaretin band genişliği artar. Yani bildiri işareti 4 kHz band genişliğine sahip ve kullanıcı kodu 15 bit ise iletim ortamına verilen işaretin band genişliği 15x4 = 60 kHz olur. Bildiri işareti frekans bandında yayılmış olmaktadır. Bu yüzden CDMA'e tayfa yayılmış (spread spektrum) çoklu erişim de denir. Gönderilecek olan bilginin her bir biti kullanıcı kodu ile çarpılır. 1 göndermek için pozitif kod sözcüğü, 0 göndermek için negatif kod sözcüğü ile çarpma yapılır. Böylece bilgi yayılır. Daha sonra bir taşıyıcı ile modüle edilerek yüksek frekanslara çıkarılır ve iletim ortamına verilir. Alıcı tarafta ise önce aynı taşıyıcı ile modüle edilip eski bandına düşürülür. Alıcı taraftaki taşıyıcının vericideki taşıyıcı ile senkron olması gerekir. Bunu sağlamak için alıcıda faz dedektörü kullanılır. Daha sonra kod sözcüğü ile gelen datalar korelasyona tabi tutulur. Korelasyonun ilk tepe verdiği yerden itibaren senkronizasyon sağlanmış demektir. Bundan sonra alınan tepe değeri pozitif ise bilgi 1, tepe değeri negatif ise bilgi 0 olarak algılanır. Kullanıcı 1 PN1 Cosw1t PN2 Cosw2t PNn Coswnt Kullanıcı 2 . . . Kullanıcı n Şekil 17. CDMA sistem verici taraf blok şeması 5. FREKANS ATLAMALI CDMA (FH-CDMA) Bu yöntemde taşıyıcı frekansı belirli aralıklarla değiştirilmektedir. Kullanılabilir band genişliği daha bantlara ve iletim süresi de daha küçük zaman dilimlerine bölünmüştür. Böylece iletim yapılan frekans bandı devamlı olarak değiştirilmektedir. Böylece hem spektrum yayılmakta hem de frekans bandı devamlı değiştirilmektedir. Kullanıcı kodu başkaları tarafından bilinse bile atlama paterni bilinmediği taktirde, bilginin çalınması yoktur. Özellikle çok gizlilik gerektiren (askeri amaçlı) haberleşme sistemlerinde bu yöntem sıkça kullanılır. Frekans atlaması paterni ikili bir kod tarafından belirlenir. Aşağıdaki şekilde atlama paterninin değişimi görülmektedir. f f5 Atlama paterni f4 f3 f2 f1 t1 t2 t3 t4 t5 t6 Şekil 18. Frekans atlama paterni t 6. ORTOGONAL FREKANS PAYLAŞIMLI ÇOKLAMA (OFDM) OFDM, sayısal haberleşme teknikleri içerisinde çok önemli bir yere sahiptir. Henüz yeni yeni uygulamaya geçilmektedir. Asıl önemi ise HIPERLAN (High Performance Local Area Network) standardı için seçilmiş teknik olmasından kaynaklanmaktadır. Seçilmesinin bir kaç önemli sebebi vardır. En önemli sebep, ayrılmış olan bandın dışına taşma olmadığı için hem komşu kanalları rahatsız etmiyor, hem filtreleme gerektirmiyor ve hem de demodülasyon işlemi çok kolay. Aşağıdaki şekilde bir OFDM sistemin blok şeması verilmiştir. OFDM Modülatör Data S/P QAM encoder Ters FFT P/S DAC Verici S/P ADC Alıcı OFDM Demodülatör Data P/S QAM decoder FFT Şekil 19. OFDM sistemi blok şeması Sistemin girişine gelen analog datalar önce paralele çevrilir. Paralel hat sayısını belirleyen etken, kullanılacak olan bant genişliğidir. Eğer bant genişliği çok büyükse subcarrier sayısı arttırılabilir. Sub-carrierler, blok periyodu T olmak üzere 1/T, 2/T, 3/T, … olarak alınırlar. QAM encoder yardımıyla datalar sayısala çevrilir. Daha sonra ters FFT işlemi yapılacaktır. Bu işlem aslında 1 için pozitif, -1 için negatif sub-carrierların toplanmasıdır. Paralel olarak gelen bitlerden 1. bit 1 ise Sinwt -1 ise –Sinwt, 2. bit 1 ise Sin2wt -1 ise –Sin2wt, 3. bit 1 ise Sin3wt -1 ise –Sin3wt şeklinde toplanmaktadır. Böylece bitlere bağlı olarak N adet sub-carrierin toplamından oluşan bir işaret elde edilir. Bütün bu işlemler ayrık olarak yapılmaktadır. Daha sonra bu datalar seriye ve sonra da analog işarete dönüştürülür. En sonunda ise yüksek frekanslara çıkarmak için modüle edilir ve iletim ortamına verilir. Alıcı tarafta ise tekrar modüle edilerek normal bandına getirilir. Daha sonra ADC yardımıyla sayısala ve sonra da paralele dönüştürülür. FFT algoritması yardımıyla gönderilen bitler belirlenir. Bu işlem aslında, gönderilen OFDM işareti içerisinde subcarrierların işaretlerinin belirlenmesi işlemidir. Böylece gönderilen dataların sayısal hali elde edilmiş olur. Daha sonra QAM encoder yardımıyla orjinal datalar elde edilir. Bu dataların tekrar seriye çevrilmesiyle işlem tamamlanmış olur. a0 Sinwt OFDM işareti a1 . . . Sin2wt aN-1 SinNwt Şekil 20. OFDM işaretinin elde edilişi Yukarıdaki şekilde a0, a1, … aN-1 paralel bitleri göstermek üzere OFDM işaretinin elde edilişini göstermektedir. Aşağıdaki şekillerde ise değişik bit dizileri için OFDM işaretleri görülmektedir. Alıcı tarafta FFT yaparak bu işaretlerin içerisinde taşıyıcıların hangi işaretle yer almakta oldukları, dolayısıyla gönderilen bitler belirlenmektedir. 5 4 3 2 1 0 -1 -2 -3 -4 -5 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1 Şekil 21. –1 –1 1 –1 –1 –1 –1 –1 gönderilmesi durumunda OFDM işareti 8 6 4 2 0 -2 -4 -6 -8 0 0 .1 0 .2 0 .3 0 .4 0 .5 0 .6 0 .7 0 .8 0 .9 1 Şekil 22. 1 1 1 1 1 1 1 1 gönderilmesi durumunda OFDM işareti 8 6 4 2 0 -2 -4 -6 -8 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1 Şekil 23. –1 –1 –1 –1 –1 –1 –1 –1 gönderilmesi durumunda OFDM işareti 6 4 2 0 -2 -4 -6 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1 Şekil 24. –1 1 –1 1 –1 1 1 –1 gönderilmesi durumunda OFDM işareti