मैं समझता हूं कि समकालिक संचार में, प्रेषक और रिसीवर को एक सामान्य घड़ी की आवश्यकता होती है। क्या यह संभव है कि बेतार संचार समकालिक हो? क्या इस तरह के उद्देश्य के लिए कुछ सामान्य क्लॉकिंग तत्व हो सकते हैं?
क्या वायरलेस कम्प्रेशन समकालिक हो सकता है?
जवाबों:
हाँ। कम से कम की तरह।
जैसा कि आप एक वायर्ड पृष्ठभूमि से आ रहे हैं, मैं वहाँ से सादृश्य का निर्माण करूँगा:
जहां UART केवल इसलिए काम करती है क्योंकि रिसीवर और ट्रांसमीटर घड़ियां समान होती हैं, ताकि बिट्स के थोड़े समय के लिए, वे अलग न हो जाएं, वही वायरलेस डिजिटल संचार पर लागू होता है।
यदि आपका प्रतीक दर काफी कम है, और रिसीवर को पता है कि वास्तव में प्रतीक दर ट्रांसमीटर का उपयोग करता है, तो रिसीवर घड़ी की वसूली करने के लिए पहले चल रहे तर्क के बिना प्रतीकों को निकाल सकता है ।
उच्च दर, मोबाइल और स्ट्रीमिंग सिस्टम में, आम तौर पर, यह नहीं माना जा सकता है: इस ब्रह्मांड में कोई भी दो थरथरानवाला बिल्कुल समान नहीं हैं, और इसलिए, जब आप कई प्रतीकों को प्रसारित करते हैं, तो आपको यह सुनिश्चित करना होगा कि रिसीवर एक ही हो ट्रांसमीटर के रूप में नमूना घड़ी।
अब, यदि आपने वायरलेस डोमेन में SPI के बराबर लेने की कोशिश की:
- डेटा सिग्नल
- स्क्वायर वेव क्लॉक सिग्नल
आप देखेंगे कि स्क्वायर वेव क्लॉक सिग्नल की वास्तव में खराब स्पेक्ट्रल आकृति है - इसमें अनंत बैंडविड्थ है, और यहां तक कि अगर आप किनारों पर कुछ "गोलाई" स्वीकार करते हैं, तो आपको वास्तविक डेटा सिग्नल बैंडविड्थ के बारे में 5 से 7 गुना की आवश्यकता होगी। अपने वर्ग की लहर परिवहन के लिए।
इसलिए, यह आमतौर पर नहीं किया जाता है।
मुझे यकीन है कि पहले वायरलेस कॉम्स में कुछ प्रकार के माध्यमिक वाहक थे जो कि एक प्रतीक घड़ी को प्राप्त करने के लिए उपयोग किया जाता था, लेकिन मैंने इसे किसी भी आधुनिक मानकों में नहीं देखा है।
आप या तो जा सकते हैं जिसे मैं कॉल करूंगा (और यह एक शब्द है जिसे मैंने अभी आविष्कार किया है) "सिंक्रोनस एसिंक्रोनस" मार्ग:
- ज्ञात संकेत की एक प्रस्तावना भेजें, जो रिसीवर को ट्रांसमीटर की दर के सापेक्ष अपनी दर का अनुमान लगाने की अनुमति देता है, और बस फट की अवधि के लिए वहां से काम करता है
या "निरंतर घड़ी वसूली नियंत्रण पाश" रास्ता।
दूसरा एक वास्तव में बहुत सारे तरीकों से किया जाता है, जो इस बात पर निर्भर करता है कि आप किस सिस्टम को देख रहे हैं, और डिज़ाइनर रिसीवर को कितना जटिल बना सकते हैं।
एक बहुत ही विशिष्ट योजना यह है कि आप महसूस करते हैं कि सभी डिजिटल संचार संक्षेप में नाड़ी के आकार के हैं ।
उस समय पूरी तरह से जाने के बिना: आप वास्तव में परिमित बैंडविड्थ के एक चैनल पर +1, -1, -1, +1, -1, +1 ... के साथ असीम रूप से कम दालों को नहीं भेज सकते हैं।
इसलिए, आप एक नाड़ी के आकार को लागू करते हैं, जो इन दोनों के बीच संक्रमण को सुचारू करने का काम करता है ; विचार यह है कि अभी भी, सटीक प्रतीक समय पर, मूल्य बिल्कुल वही प्रतीक हैं जिन्हें आप भेजना चाहते थे, लेकिन बीच में, एक सहज, बैंडविड्थ-सीमित विनिमय है।
यदि आप वायर्ड बसों के साथ काम कर चुके हैं, तो आप इसे पहले ही पहचान लेंगे: आप आँख आरेख को जानते हैं । वायरलेस संचार में सटीक एक ही आरेख का उपयोग किया जाता है, हालांकि, आमतौर पर, एक अच्छा शॉर्ट-रन वायर्ड संचार के लिए, आप आंख को लगभग चौकोर होने की उम्मीद करेंगे, जबकि एक गोल आकार के साथ पल्स को आकार देना जानबूझकर (यद्यपि आवश्यक है, भी) शुरू से ही वायरलेस कॉम्स में।
यह, बहुत ज्यामितीय रूप से, तात्पर्य है कि सही समय पर, आपके संकेत "आकार" में एक्स्ट्रेमा है, अर्थात ऐसे स्थान जहाँ आपकी व्युत्पत्ति 0 है।
अब आप एक ऐसा तंत्र बना सकते हैं जो सिग्नल के ढलान को उस समय देखता है जब आप अपना प्रतीक समय मानते हैं। यदि वह ढलान नकारात्मक है, तो ओह, हम बहुत देर हो चुके हैं, बेहतर नमूना थोड़ा पहले, अगर यह सकारात्मक है, तो थोड़ी देर बाद नमूना। ध्यान दें कि यह सभी प्रतीक संक्रमणों के लिए मामला नहीं है (समान-प्रतीक संक्रमणों में आमतौर पर सही नमूनाकरण समय पर अधिकतम आयाम नहीं होता है), लेकिन यह अधिकांश संक्रमणों के लिए होता है, आमतौर पर।
कुछ न्यूनतम आँकड़े करें, और आप इसे (छोटे) प्रतीक दर त्रुटि के लिए समायोज्य बना सकते हैं।
इसलिए, हम वायरलेस कॉमेर्स लोग बैंडविड्थ का निवेश करते हैं जिसका उपयोग हम सूचनाओं को संचारित करने के लिए कर सकते हैं (जो कि हमारे लिए भुगतान कर रहे हैं) प्रतीक को सिंक्रोनाइज़ करने योग्य बनाते हैं। यह वायर्ड दुनिया में एक "तुल्यकालिक बस" के बराबर नहीं है, क्योंकि कुछ विशेष रूप से अजीब प्रणालियों से अलग है जो मुझे यकीन है कि मौजूद हैं (प्रिय पाठक, अगर आप एक जानते हैं, तो मुझे टिप्पणियों में बताएं), हम एक अलग प्रतीक घड़ी वाहक होने से बचने के लिए सुनिश्चित करें। लेकिन यह अनिवार्य रूप से एक ही विचार है: जब रिसीवर में प्रतीकों को नमूना किया जाना चाहिए, तो इस बारे में जानकारी को साझा करने का एक तरीका होना चाहिए।
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आपके "सिंक्रोनस एसिंक्रोनस" घड़ी रिकवरी है - ईथरनेट और सभी प्रकार के वायर्ड प्रोटोकॉल हैं।
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pjc50
मुझे लगता है कि आपके जवाब को मैनचेस्टर एन्कोडिंग को संबोधित करने की आवश्यकता है। यह कैसे किया जाता है; मैंने घड़ी के लिए दूसरे वाहक के बारे में कभी नहीं सुना है।
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लुंडिन
@ लुंडिन मुझे स्वीकार करना चाहिए कि मैं अच्छी तरह से पल्स के आकार के संचार के बजाय मैनचेस्टर एन्कोडिंग करने के लिए एक अच्छे कारण के बारे में नहीं सोच सकता हूं; यह सिर्फ बैंडविड्थ को दोगुना करता है। मैं किसी भी आधुनिक मानक को नहीं जानता जो मैनचेस्टर करता है, क्या आपके लिए मेरे पास एक संदर्भ होगा?
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मार्कस मुलर
मोटे तौर पर एक विशेष घड़ी के लिए आपको एक नमूना घड़ी की कितनी सटीक आवश्यकता होगी? यानी अगर दोनों सिस्टम में GPS और इस प्रकार GPS- लेवल टाइम सटीकता है, तो क्या यह वाईफाई संचार के लिए पर्याप्त होगा, या यह बहुत दूर तक परिमाण के आदेश हैं?
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user2813274
लेकिन आपको एक मोटा हिसाब देने के लिए, @ user2813274: चलिए एक 200 OFDM सिंबल WiFi फ्रेम को मानते हैं। वाईफाई की तरह OFDM के लिए, आप ICI आयाम में सापेक्ष दर त्रुटि से थोड़ा अधिक बार प्राप्त करते हैं। इसका मतलब है कि अगर आपके पास 64-कैरियर सिस्टम (जैसे 20 मेगाहर्ट्ज वाईफाई) है और नमूना दर की दर 1/256 है, तो आपको अपने पड़ोसी के हस्तक्षेप आयाम के रूप में आपके सिग्नल के आयाम का मिलता है। । यह BPSK को अधिक विकृत नहीं करेगा, लेकिन 64-QAM की संभावना नहीं है और 256-QAM का उपयोग करना असंभव बना देगा। १
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मार्कस म्यूलर
मैं समझता हूं कि समकालिक संचार में, प्रेषक और रिसीवर को एक सामान्य घड़ी की आवश्यकता होती है। क्या यह संभव है कि बेतार संचार समकालिक हो? क्या इस तरह के उद्देश्य के लिए कुछ सामान्य क्लॉकिंग तत्व हो सकते हैं?
नियमित वायर्ड-अप कॉम्स में एक अलग घड़ी के तार को लगाने के बिना एक सामान्य घड़ी प्राप्त की जा सकती है। मैं यहाँ मैनचेस्टर एन्कोडिंग के बारे में सोच रहा हूँ: -
डेटा और घड़ी को एक विशेष संकेत के साथ जोड़ा जाता है, जो एक एकल सिग्नल का उत्पादन करता है जिसे अलग-अलग घड़ी के तार का सहारा लिए बिना डिकोड किया जा सकता है। यह एक संकेत है जो घड़ी की जानकारी और डेटा दोनों को एक साथ ले जाता है।
यह देखते हुए कि यह अब एक एकल (संयुक्त) संकेत है, यह रेडियो तरंग (उपयुक्त मॉड्यूलेशन तकनीकों के साथ) के रूप में प्रसारित करने के लिए बहुत उपयुक्त बनाता है।
GSM (वॉइस / डेटा पैकेट) के शुरू होने और बंद होने के समय से बचने के लिए 13MHz ऑसिलेटर्स में GSM का उपयोग सावधानी से किया जाता है (प्रत्येक सब्सक्राइबर हैंडसेट में रीयलटाइम में घुमाया जाता है)।
इस प्रकार जीएसएम को पैकेट टकराने और पुनः प्रयास करने की चिंता नहीं करनी चाहिए।
======= रॉकेट / मिसाइल परीक्षण से टेलीमेट्री के बारे में
आईआरएआई इंटर रेंज इंस्ट्रूमेंटेशन ग्रुप के तहत मानकीकृत परिभाषाओं के साथ नासा और उसके पूर्ववर्ती संगठनों ने विभिन्न "कोडिंग" विधियों को विकसित किया। इनमें से कुछ पैटर्न में बिना किसी सूचना के 111111s या 000000000 के लंबे रन होते हैं, और ग्राउंड-आधारित चरण-लॉक-लूप डेटा को ठीक से ठीक करते हैं ---- घड़ियों के लिए किसी भी समानांतर रेडियो / वायरलेस चैनल के बिना; मिसाइल और ग्राउंड एंटीना के बीच बहुत कम समय का घबराना है। मिसाइल पर सैकड़ों सेंसर को संभालने के लिए, सभी को एक धारावाहिक डेटा स्ट्रीम में गुणा किया जाता है, एक फ्रेम में एक विशेष SYNCH_WORD पैटर्न डाला जाता है।
कार्य करने के लिए, इस तरह के डाउनलिंक में यह व्यवहार होता है
1) पैटर्न की पहचान के लिए प्रत्येक आरएफ वाहक का परीक्षण करते समय (अपेक्षित बिट दर) अपरिहार्य डॉपलर पारियों को कवर करने के लिए अपेक्षित आवृत्ति अवधि को स्वीप करें।
2) एक बार उचित बिट दर मिल जाए, तो बिट-ट्रांज़िशन के लिए चरण-लॉकिंग का पीछा करें; यह ज्यादातर मामलों में धीमा है क्योंकि पीएलएल में शोर फटने के कारण आसान ब्रेकिंग फेज-लॉक से बचने के लिए NARROW बैंडविड्थ है; या शुरुआती लॉक को ब्रॉडबैंड किया जा सकता है, और फिर लूप बैंडविड्थ गंभीर रूप से कम हो जाता है, जहां डॉपलर शिफ्टर्स को बस मुश्किल से समायोजित किया जाता है (डॉपलर के इस ट्रैकिंग के लिए उच्च-आदेश नियंत्रण लूप की आवश्यकता हो सकती है)
3) एक बार जब हमारे पास एक बिट-लॉक होता है, तो टेलीमेट्री सिस्टम को "फ्रेम की शुरुआत" खोजने की आवश्यकता होती है, इसलिए पहले सेंसर का डेटा और 2 सेंसर का डेटा, आदि, सीरियल बिट स्ट्रीम से सही ढंग से निकाला जा सकता है; इसमें कुछ समय लग सकता है, क्योंकि टेलीमेट्री सिस्टम का CERTAIN होना आवश्यक है, और इस प्रकार यह अपेक्षित विशेष बिट-पैटर्न के लिए बिट स्ट्रीम का परीक्षण करता है। गलत फ्रेम लॉक का मतलब है कि सारा डेटा बेकार है।
विभिन्न "तुल्यकालिक" दृष्टिकोणों पर ध्यान दें:
a) टेलीमेट्री सिस्टम सही RF चैनल को चुनता है
ख) टेलीमेट्री सिस्टम लॉक हो जाता है, इस प्रकार, बिट दर के साथ समकालिक हो जाता है
c) टेलीमेट्री सिस्टम लॉक हो जाता है, इस प्रकार, फ्रेम की शुरुआत के साथ सिंक्रोनस हो जाता है
जैसा कि PLUTO जांच ने डेटा को धरती पर स्थानांतरित कर दिया, PLUTO पास करने और कई फ़ोटो और अन्य सेंसर डेटा को हथियाने के बाद, 8GHz रेंज में RF वाहक के साथ डाउनलिंक डेटा दर लगभग 100 बिट प्रति सेकंड थी।
जैसा कि पृथ्वी घूमती है, 3 नासा डीपस्पेस 70 मीटर एंटेना प्रत्येक "अधिग्रहण" की इस प्रक्रिया के माध्यम से चला गया और फिर अगले 8 घंटों के लिए 100 बिट डेटास्ट्रीम प्राप्त किया, जो सभी सिंक्रोनाइज़ करते हैं।
नासा सिस्टम बंद थे: आरएफ, बिट, फ्रेम।
============= इतिहास ================
IRIG को क्यों परिभाषित किया गया? क्योंकि एफएम टेलीमेट्री को उन चार्ट-रिकॉर्डर पर प्लॉट करने के लिए स्वच्छ डेटा के लिए लगभग 20--25 डीबी सिग्नलनोईसेरियो की जरूरत होती है।
जबकि डिजिटल डेटा (यहां तक कि त्रुटि-सुधार के बिना) 10dB (या 7dB) पर अच्छा काम करता है, यह इस बात पर निर्भर करता है कि आपके बैंडविड्थ को एसएनआर कैसे परिभाषित किया गया है। लगभग 0.1% त्रुटि दर पर।
एक मिसाइल-अंडर-टेस्ट पर परिमित ट्रांसमीटर आरएफ पावर के साथ, एयरोस्पेस प्रोजेक्ट्स को वास्तव में मिसाइलों से टेलीमेट्री नहीं मिल सकती थी जो कि अतिप्रकाश से बाहर निकलती थी, जब तक कि कुछ एसएलओओ सेंसर का उपयोग नहीं किया गया था। गवारा नहीं।
SNR को 27dB से 7dB, 20dB के अंतर पर छोड़ना, और RF ऊर्जा फैलाव की रेंज ^ 2 प्रभाव को देखते हुए, एयरोस्पेस कंपनियों में अचानक 10X रेंज थी, यहां तक कि त्रुटि-पता-सही के बिना भी।
टेलीमेट्री का महत्व: एन 1 के अंतिम चरण में सोवियत संघ ने 320,000 सेंसर का उपयोग किया (फिर भी यह विस्फोट हुआ!)। पहले 3 लॉन्च में केवल 700 सेंसर का इस्तेमाल हुआ था।
इसका मतलब है कि इसे लॉक होने में लंबा समय लग सकता है, और अचानक डॉपलर होने की स्थिति में यह अनलॉक करने में कमजोर होगा - क्या यह सब "लाइव" किया गया था, या इसमें से कुछ एक स्ट्रीम रिकॉर्ड करके और फिर से पार्स कर रहा था। जब तक सही निर्धारण प्राप्त नहीं हुआ था?
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pjc50
@ pjc50: एक गहरी अंतरिक्ष जांच का अचानक डॉपलर शायद एक भयावह घटना है।
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जोशुआ
हां, यह घड़ी और पेलोड डेटा सिग्नल को एक (वायरलेस) चैनल में विलय करके किया जाता है।
उदाहरण मैनचेस्टर कोड या पल्स पोजिशन मॉड्यूलेशन हैं । दोनों मामलों में ( एक पीएलएल को सिंक्रनाइज़ करके ) रिसीवर पक्ष पर घड़ी की वसूली शुरू करना (अक्सर एक डेटा फ्रेम के हेडर में एक अलग प्रस्तावना का उपयोग करके सरल किया जाता है।
एक आवेदन जहां वायरलेस पीपीएम उदाहरण के लिए उपयोग किया जाता है, माध्यमिक निगरानी रडार (एडीएस-बी आदि) है ।
ADS-B फ़्रेम का एक ऑसिलोग्राम यहाँ दिखाया गया है ।
आम तौर पर जो सिस्टम एक चैनल से घड़ी को पुनर्प्राप्त करते हैं, उन्हें UART की तरह "एसिंक्रोनस" कहा जाता है, जबकि "सिंक्रोनस" सिस्टम को कई चैनलों की आवश्यकता होती है। इसलिए मैं इन दावों से असहमत हूं कि मैनचेस्टर एन्कोडिंग या समान का उपयोग करना "तुल्यकालिक" है।
रेडियो सिस्टम में, भले ही आप कई चैनलों का उपयोग करते हैं, यह सुनिश्चित करना मुश्किल है कि सिग्नल एक ही समय में आते हैं, या यहां तक कि एक विश्वसनीय तिरछा के साथ, क्योंकि इसमें विवर्तन या मल्टीपाथ प्रभाव शामिल हो सकते हैं। डॉपलर प्रभाव आपके परिणामों को कम कर सकता है।
GSM सिस्टम टाइम-स्लॉट आधारित (TDMA) हैं, लेकिन जहां तक मैं समझता हूं कि केंद्रीय घड़ी का उपयोग केवल यह नियंत्रित करने के लिए किया जाता है कि मोबाइल उपकरणों को किसी भी एक बार में प्रसारित करने की अनुमति है - यह बिट सीमाओं का निर्धारण नहीं करता है।