หน่วยที่ 2 ระบบมัลติเพล็กซ์ จุดประสงค์การสอน 2.1 รู้พื้นฐานการมัลติเพล็กซ 2.1.1 บอกความหมายของการมัลติเพล็กซ์ 2.1.2 บอกชนิดของการมัลติเพล็กซ์

2.2 รู้ระบบมัลติเพล็กซ์โดยการแบ่งความถี่ 2.2.1 บอกลักษณะการแปลงความถี่ระดับต่าง ๆ 2.2.2 บอกลักษณะการแปลงความถี่ระดับต่าง ๆ 2.2.3 บอกย่านความถี่มาตรฐานสำหรับระบบมัสติ เพล็กซ์โดยแบ่งความถี่

2.3 รู้ระบบมัลติเพล็กซ์โดยแบ่งเวลา 2.3.1 บอกหลักการมัลติเพล็กซ์โดยแบ่งเวลา 2.3.2 บอกการพัลซ์โค๊ตมอดูเลต 2.4 รู้การมัลติเพล็กซ์โดยการนเข้ารหัส 2.4.1 บอกหลักการมัลติเพล็กซ์โดยการเข้ารหัส 2.4.2 บอกวิธีการมัลติเพล็กซ์โดยการเข้ารหัส

2.1 พื้นฐานการมัลติเพล็กซ์ 2.1 พื้นฐานการมัลติเพล็กซ์ 2.1.1 ความหมายของการมัลติเพล็กซ์ การมัลติเพล็กซ์ (Multiplexing) คือการส่งสัญญาณข่าวสารมากกว่า 1 ข่าวสารไปในช่องสื่อสารเดียวกัน ทำให้สามารถประหยัดช่องสื่อสารลงได้ Ch1 Ch2 . Ch n Ch1 Ch2 . Ch n Multiplex หรือ MUX Demultiplex หรือ DEMUX เครื่องส่ง เครื่องรับ

2.1.2 ชนิดของการมัลติเพล็กซ์ 2.1.2 ชนิดของการมัลติเพล็กซ์ การมัลติเพล็กซ์แบ่งออกได้เป็น 3 ชนิด คือ 1. การมัลติเพล็กซ์โดยแบ่งความถี่ (Frequency Division Multiplex,FDM หรือ FWM) 2. การมัลติเพล็กซ์แบ่งเวลา (Time Division Multiplex, TDM) 3. การมัลติเพล็กซ์โดยการเข้ารหัส (Code Division Multiplex, CDM)

2.2 ระบบการมัลติเพล็กซ์โดยแบ่งความถี่ 2.2.1 หลักการมัลติเพล็กซ์โดยแบ่งความถี่ ใช้เทคนิคการมอดูเลตแบบซิงเกิ้ลไซค์แบนด์(SSBSC)

ในระบบมัลติเพลกซ์หนึ่งช่องสัญญาณเสียงหรือหนึ่งช่องสัญญาณโทรศัพท์ กำหนดให้มีแถบความถี่ 0- 4 kHz โดยมีแถบความถี่กัน ( guard band ) ในแตละด้านเพื่อป้องกันสัญญาณรบกวน 0 300 3400 4000 Hz

รูปที่ 2.1 การผลิตสัญญาณ SSBSC ด้วยการมอดูเลตแบบสวิทช์ fc-fm หรือ fc+fm Pre modulation filter Switching type modulator Post Input Output Carrier wave input fm fc-fm fc รูปที่ 2.1 การผลิตสัญญาณ SSBSC ด้วยการมอดูเลตแบบสวิทช์ และวงจรกรองความถี่

การกรองความถี่มีไว้เพื่อวัตถุประสงค์ต่อไปนี้ 1. กำหนดแถบความถี่ที่ต้องการส่งโดยวงจรกรองความถี่ทั้งก่อนและหลังการมอดูเลต 2. เลือกแถบความถี่ด้านข้าง ที่ต้องการส่งและกดสัญญาณอื่นๆที่ไม่ต้องการโดยวงจรกรอง ความถี่ก่อนการมอดูเลต 3. ลดระดับของสัญญาณที่ไม่ต้องการ

รูปที่ 2.2 แถบความถี่แสดงการแปลงความถี่ข่าวสารและแถบ - f1 f2 fc KHz รูปที่ 2.2 แถบความถี่แสดงการแปลงความถี่ข่าวสารและแถบ ความถี่ข้างด้านต่ำ (LSB)

การแปลงความถี่ด้วยวงจรผลิตสัญญาณ SSBSC จะมีทั้งการกลับความถี่และไม่กลับความถี่ (Frequency inversion) ขึ้นอยู่กับแถบความถี่ที่เลือกใช้ โดยถ้าการเพิ่มขึ้นของความถี่เสียงและความถี่ด้านข้างเพิ่มขึ้นพร้อมกันเราเรียกแถบความถี่นี้ว่า “Erect” แต่ถ้าตรงข้ามกันเราเรียกว่า “Inverted”

ดีมอดูเลตสัญญาณ SSBSC fm หรือ 2fc+fm Pre modulation filter Switching type modulator Post Input Output Carrier wave input fc-fm fm fc ดีมอดูเลตสัญญาณ SSBSC

ในการดีมอดูเลตหน้าที่ของวงจรกรองความถี่จะเป็น 1) เลือกแถบความถี่ด้านข้างที่ต้องการออกจากสัญญาณ มัลติเพล็กซ์โดยวงจรกรองความถี่ก่อนการมอดูเลต 2) เลือกแถบความถี่ด้านข้างด้านหนึ่งที่เกิดจากการมอดู เลตที่ตอบสนองต่อสัญญาณข่าวสารที่ต้องการและกด สัญญาณอื่น ๆ ออกหมดโดยวงจรกรองความถี่หลังการ มอดูเลต 3) ลดระดับของสัญญาณที่ไม่ต้องการใด ๆ ที่อาจเกิดขึ้น จากการมอดดูเลตโดยวงจรกรองความถี่หลังการมอดู เลต

รูปที่ 2.3 การมัลติเพล็กซ์และดีมัลติเพล็กซ์จำนวน N ช่อง

รูปที่ 2.4 แกนความถี่สำหรับการมัลติเพล็กซ์จำนวน N ช่อง Channel 1 Channel 2 Channel N KHz fc1 fc2 fcN f1 f2 รูปที่ 2.4 แกนความถี่สำหรับการมัลติเพล็กซ์จำนวน N ช่อง

การเกิดขึ้นของสัญญาณที่ไม่ต้องการทางเอ้าท์พุตของSSBSC ขึ้นอยู่กับความสามารถของวงจรบาล้านซ์มอดูเลตอร์ ซึ่งอาจเกิดสัญญาณเหล่านี้ 1) ส่วนของความถี่หลักของคลื่นพาหะหรือที่เรียกว่า “Carrier leak” 2) สัญญาณข่าวสารที่มักจะเรียกว่า “Through-signal leak” 3) ส่วนของความถี่ฮาร์โมนิคคู่และคี่ของคลื่นพาหะ 4) แถบความถี่ด้านข้างของฮาร์โมนิคคู่ของคลื่นพาหะ

2.2.2 การแปลงความถี่ระดับต่าง ๆ ระบบลำดับชั้น (Hierarchical system) 2.2.2 การแปลงความถี่ระดับต่าง ๆ ระบบลำดับชั้น (Hierarchical system) จะมีปัญหาหลัก 4 ประการ คือ 1) ต้องการความถี่พาหะที่แตกต่างกัน 2) ต้องการออกแบบวงจรกรองความถี่ที่แตกต่างกัน 3) เป็นเรื่องยากที่จะเลือกกรองแถบความถี่ด้านข้าง สำหรับช่องที่มีความถี่พาหะสูง ๆ 4) ความเหลื่อมล้ำของการสร้างโครงข่ายถ้าระบบมี จำนวนช่องข่าวสารต่างกัน

Equipment classification ตารางที่ 2.2 การแบ่งอุปกรณ์ตามข้อกำหนดของ ITU-T Assembly Procedure Hierarchical Level Equipment classification Procedure 1 (mastergroup working) Primary Secondary Tertiary Quaternary Channel translating equipment (CTE) Group translating equipment (GTE) Supergroup translaing equipment (STE) Mastergroup translating equipment (MTE) Procedure 2 (15 supergrorp working) Srpergroup Translating equipment (STE)

ตารางที่ 2.3 การรวมช่องพื้นฐานที่จัดตามข้อกำหนดของ ITU-T Equipment In put to Number of Frequency band Assembly Speech channel (Bandwidth) kHz classtfication Multiplexed output 12 speech channels 5 basic group CTE GTE 12 60 60-180 (48) 312-552 (240) Basic group Basic supergroup Basic Mastergroup super-mastergroup 300 900 supergroup 3 basic mastergroups Procedure 1 STE MTE 812-2,044 (1,232) 8,516-12,388 (3,872) Procedure 2 15 basic supergroups Basic 15 supergroup Assembly (15 SGASS) 312-4,028 (3,716)

2.2.3 ย่านความถี่มาตรฐานสำหรับระบบมัลติเพล็กซ์โดยแบ่งความถี่การรวมช่องพื้นฐาน กรุ๊ฟพื้นฐาน (Basic group) ซูปเปอร์กรุ๊ฟพื้นฐาน (Basic Supergroup) มาสเตอร์กรุ๊ฟพื้นฐาน (Basic mastergroup) ซูปเปอร์มาสเตอร์กรุ๊ฟพื้นฐาน(Basic supermastergroup) 15 ซูปเปอร์กรุ๊ฟพื้นฐาน(Basic 15 supergroup assembly)

รูปที่ 2.5 รูปแบบของกรุ๊ฟพื้นฐาน Basic group 12 ch BW 48 kHz รูปที่ 2.5 รูปแบบของกรุ๊ฟพื้นฐาน

รูปที่ 2.6 รูปแบบของซูปเปอร์กรุ๊ฟพื้นฐาน Basic Supergroup 60 ch BW 240 kHz รูปที่ 2.6 รูปแบบของซูปเปอร์กรุ๊ฟพื้นฐาน

รูปที่ 2.7 รูปแบบของมาสเตอร์กรุ๊ฟพื้นฐาน Basic mastergroup 300 ch BW 1232 kHz รูปที่ 2.7 รูปแบบของมาสเตอร์กรุ๊ฟพื้นฐาน

รูปที่ 2.8 รูปแบบของซูปเปอร์มาสเตอร์กรุ๊ฟพื้นฐาน Basic supermastergroup 900 ch BW 3872 kHz รูปที่ 2.8 รูปแบบของซูปเปอร์มาสเตอร์กรุ๊ฟพื้นฐาน

การรวมช่องพื้นฐานจะรวมถึงไพล๊อตอ้างอิงต่อไปนี้ Group reference pilot 84.08 KHz 1 KHz Supergrorp reference pilot 411.92 KHz 1 KHz 15 SGASS reference pilot 1552 KHz 2 KHz Mastergrorp reference pilot 1552 KHz 2 KHz Supermastergroup reference pilot 11092 KHz 10 KHz

รูปที่ 2.9 รูปแบบของ 15 ซูปเปอร์กรุ๊ฟพื้นฐาน 900 ch BW 3716 kHz รูปที่ 2.9 รูปแบบของ 15 ซูปเปอร์กรุ๊ฟพื้นฐาน

ตารางที่ 2.4 การส่งสัญญาณ FDM บนสายคู่สายโคแอคเชี่ยลและคลื่นวิทยุ

2.3 ระบบมัลติเพล็กซ์โดยแบ่งเวลา 2.3.1 วิธีพัลซ์โค๊ตมอดูเลต (Pulse Code Modulation,PCM) พัลซ์โตมอดูเลตหรือ PCM โดยความหมายทางภาษาคือ การมอดูเลตสัญญาณโดยแปลงเป็นพัลซ์ จากนั้นเข้ารหัส (Coding) พัลซ์ที่ได้

สามารถสรุปข้อดีของพัลซ์โค๊ตมอดูเลตได้ดังนี้ 1) สามารถใช้วิธีการส่งสัญญาณแบบ TDM ได้ 2) ถูกรบกวนได้ยาก 3) สามารจัดการกับสัญญาณได้ง่าย

และข้อดีทั้ง 3 นี้ทำให้สามารถละเลยข้อเสียหลักซึ่งได้แก่ 1) แถบความถี่จะเพิ่มขึ้นมาก 2) การเปลี่ยนแปลงจะเป็นแบบดิจิตอลซึ่งไม่เรียบเหมือน แบบอนาลอก นอกจากนี้ยังมีข้อเสียเล็ก ๆ น้อย ๆ อีกที่ขึ้นอยู่กับการประยุกต์ใช้งาน เช่น การส่งสัญญาณผ่านสายตีเกลียวคู่สำหรับระบบโทรศัพท์จะเกิด Quantization noise และ Poor reproduction of low signal level เป็นต้น

การสร้างสัญญาณพัลซ์โค๊ตมอดูเลต รูปที่ 2.10 ระบบสื่อสัญญาณโดยการใช้พัลซ์โค๊ตมอดูเลต

Quantization เป็นกระบวนการที่กำหนดให้ความสูงของสัญญาณสุ่มที่จริงเข้าสู่ระดับของจำนวนไบนารี่ที่ใกล้ที่สุด ขนาดความสูงทั้งหมดของสัญญาณสุ่ม (ส่วนมากจะใช้ 0-10 V ) จะถูกแบ่งออกเป็นย่านย่อย ๆ หลาย ๆ ย่านมีขั้นที่เท่าน ๆ กัน (เรียกว่า Quantization interval) ซึ่งจะมีค่าเป็นครึ่งขั้นที่ย่านบนสุดและต่ำสุด การเข้ารหัสจะเสร็จสิ้นสมบูรณ์โดยการกำหนดตัวเลขไว้ที่แต่ละขั้นเริ่มต้นจากศูนย์ที่ระดับต่ำสุดและค่อย ๆ เพิ่มขึ้นเป็นค่าไบนารี่ตามจำนวน n digits

Quantization จะกำหนดเป็น 2n ระดับเสมอ เพื่อที่ทุก ๆ จำนวนของ n digits จะถูกนำมาใช้งานตัวอย่างเช่น จำนวน 256 ระดับสำหรับ 8 บิต และจำนวน 8 ระดับสำหรับ 3 digits

แถบความถี่ของพัลซ์โค๊ตมอดูเลต Maximum baseband frequency ( Bandwisth) ƒmax Nyquist frequency ƒN = 2ƒmax Maximum sampling frequency ƒs = ƒN = 2ƒmax Bit rate (n bits per sample) ƒb = nƒs = 2nƒmax PCM transmission bandwidth (=bit rate) BW = ƒb = 2nƒmax ดังนั้นจะได้ว่า BW = 2nƒmax

ตัวอย่าง เช่น ถ้า fm = 4 KHz และ n = 8 ดังในมาตรฐานโทรศัพท์ ดังนั้น BW = 2 x 8 x 4 = 64 KHz เปรียบเทียบกับแถบความถี่ข่าวสารดั้งเดิมซึ่งเท่า กับ 4 KHz

รูปที่ 2.11 Quantizing และการเข้ารหัสสัญญาณอนาลอก

รูปที่ 2.11 Quantizing และการเข้ารหัสสัญญาณอนาลอก

สัญญาณรบกวนที่เกิดจาก Quentization ข้อเสียประการหนึ่งของ PCM คือการที่ความแม่นยำของสัญญาณแย่ลงเนื่องจากสัญญาณสุ่มถูก Quantized ความสูงของสัญญาณที่ไม่ถูกต้องนี้จะกลายเป็นสัญญาณรบกวนที่รวมอยู่ในสัญญาณข่าวสารดั้งเดิมที่สร้างกลับมา

Companding Companding คือชื่อรวมของวิธีการเพิ่มความถูกต้องของการส่งค่าระดับสัญญาณข่าวสารขนาดต่ำ ๆ จริง ๆ แล้วค่อนข้างเป็นเรื่องพื้นฐานคือการทำให้สัญญาณข่าวสารผิดเพียนโดยการควบคุมก่อนการ Quantizing โดยการกด (Compressing) ค่าระดับสัญญาณช่วงที่มีขนาดสูง ๆ และทำการยืด (Expanding) กลับคืนมาหลังจากสร้างกลับคืนมาที่เครื่องรับ

รูปที่ 2.12 ขั้นตอนการทำ Companding

A law ในยุโรปและ u-law ในสหรัฐอเมริกา การรักษาค่า (S/N)q ให้เท่ากันตลอดระดับของสัญญาณปัจจุบันมีอยู่ 2 แบบที่นิยมใช้กัน A law ในยุโรปและ u-law ในสหรัฐอเมริกา ทั้งคู่ได้กำหนดพิพจน์ทางคณิตศาสตร์ดังต่อไปนี้ y = สำหรับค่า x ระหว่าง และ 1 = สำหรับค่า x ระหว่าง 0 และ x = y = y =

รูปที่ 2.13 คุณสมบัติของวงจร Compander

รูปที่ 2.14 คูณสมบัติของวงจร Compander ที่มี 13 segment piecewise linear

ตารางที่ 2.5 Near instantaneous companding

วิธีการนี้สามารถใช้ได้ทั้งสัญญาณจาก PAM และ PCM 2.3.2 หลักการมัลติเพล็กซ์โดยแบ่งเวลา (Time Division Multiplex : TDM ) TDM คือ ระบบการที่ใช้ช่องสัญญาณช่องเดียว สำหรับการส่งสัญญาณข้อมูลจากเครื่องส่งย่อยหลายๆเครื่องไปยังเครื่องรับย่อยหลายๆเครื่อง โดยอาศัยการแบ่งเวลา ( Time sharing ) ในการใช้ช่องสัญญาณให้กับเครื่องรับ-ส่งสัญญาณย่อยๆแต่ละคู่นั้นเป็นลำดับๆวนกันไป วิธีการนี้สามารถใช้ได้ทั้งสัญญาณจาก PAM และ PCM

รูปที่ 2.15 การมัลติเพล็กซ์โดยการแบ่งเวลาแบบ PAM และ PCM

Time division multiplexing ( TDM )

สำหรับ PCM ช่องว่างระหว่างการสุ่มทั้งสองของสัญญาณข่าวสารจะไม่เปลี่ยน จะใช้ค่า Sampling interval ( Ts ) เป็น 125 S ( 1/8kHz) แต่ที่เปลี่ยนคือความกว้างของบิตที่ขึ้นกับจำนวนช่องที่จับจอง ในอเมริกาและญี่ปุ่นจะใช้มาตรฐาน AT&T เป็นแบบ 24 ช่องต่อเฟรม (Frame ) ในขณะที่ยุโรปและไทยใช้แบบ 32 ช่องต่อเฟรม

รูปที่ 2.16 โครงสร้างเฟรมของการมัลติเล็กซ์ รูปที่ 2.16 โครงสร้างเฟรมของการมัลติเล็กซ์ โดยแบ่งเวลาแบบ PCM

จำนวนของบิตต่อเฟรม = (Nn) แถบความถี่ของเฟรม = 2(Nn)B สำหรับจำนวนสัญญาณอนาลอก N ช่องที่มีแถบความถี่ B Hz ทำการสุ่มด้วยความถี่ Nyquist และทำการแปลงเป็นดิจิตอลโดยการใช้ n บิตต่อการสุ่ม จำนวนของบิตต่อเฟรม = (Nn) แต่เมื่อมีบิตพิเศษ 1 บิตบวกเพิ่มเข้ามาสำหรับเฟรม 24 ช่อง แถบความถี่ของเฟรม = 2(Nn)B

ในอเมริกาและญี่ปุ่นจะใช้มาตรฐาน AT&T ในหนึ่งเฟรมจะมี 24 ช่อง 193 บิต แต่ละบิตกว้าง 0.648 s แถบความถี่ 1.544 MHz (8 bit*24ch)+1bit 125 s / 193bit 1/0.648 s ในขณะที่ยุโรปและไทยใช้ในหนึ่งเฟรมจะมี 32 ช่อง 256 บิต แต่ละบิตกว้าง 0.488 s แถบความถี่ 2.048 MHz (8 bit*32ch) 125 s / 256bit 1/0.488 s

สำดับขั้นของการมัลติเพล็กซ์โดยแบ่งเวลา จะมีอยู่ 2 แบบ คือ ลำดับชั้นแบบพีดีเอช (Plesiochronous Digital Haerarchy) หรือ Asynchronous Digital Hierarchy 2) ลำดับชั้นแบบเอสดีเอช(Synchronous Digital Hierarchy)

2.3.3 การมัลติเพล็กซ์โดยแบ่งเวลาแบบพีดีเอช 2.3.3 การมัลติเพล็กซ์โดยแบ่งเวลาแบบพีดีเอช การมัลติเพล็กซ์โดยแบ่งเวลาจะใช้วิธีการรวมขบวนบิตในเชิงอนุกรม ของสัญญาณดิจิตอลที่ได้จากระบบ PCM เป็นลำดับชั้นขึ้นไป ในแต่ละระดับของลำดับชั้นจะมีขบวนบิตมากมายที่เรามักจะเรียกว่า “Tributaries” จะถูกรวมเข้าด้วยกันหรือแยกออกจากกันด้วย multiplexer/demultiplexer ที่เรามักเรียกว่า “Muldex” ลำดับชั้นจะทำให้การวางแผน traffic มีความยืดหยุ่นมากขึ้นและทำให้ราคาของแต่ละลำดับชื้นเหมาะสำหรับการเลือกใช้ตามความเหมาะสม

รูปที่ 2.17 การจัดลำดับชั้นแบบพีดีเอช

รูปที่ 2.18 ลำดับชั้นในโครงข่ายดิจิตอล

รูปที่ 2.19 ลำดับชั้นตรามาตรฐานในยุโรป

รูปที่ 2.20 ลำดับชั้นตามมาตรฐานในอเมริกาเหนือ

ตารางที่ 2.6 อัตราความเร็วการส่งข้อมูลของลำดับชั้นพีดีเอช

ตารางที่ 2.7 ข้อกำหนดของ ITU-T สำหรับ ลำดับชั้นแบบพีดีเอช

หลักการของลำดับชั้นแบบพีดีเอช การสอดแทรกสัญญาณดิจิตอลแบ่งออกเป็น 2 วิธีคือ 1) การสอดแทรกบิต (bit interleaving) 2) การสอดแทรกคำ (word interleaving)

รูปที่ 2.21 การสอดแทรกสัญญาณดิจิตอล ก) การสอดแทรกบิต ข) การสอดแทรกคำ รูปที่ 2.21 การสอดแทรกสัญญาณดิจิตอล ก) การสอดแทรกบิต ข) การสอดแทรกคำ

รูปที่ 2.22 กระบวนการ add/drop multiplex ในลำดับชั้นแบบพีดีเอช

2.3.4 การมัลติเพล็กซ์โดยแบ่งเวลาแบบเอสดีเอช ลำดับชั้นแบบเอสดีเอชเป็นการปรับปรุงคุณภาพของการใช้บริการการส่งข้อมูล สิ่งที่เห็นได้ชัดคือการลดต้นทุนของการสร้างโครงข่ายลง ลำดับชั้นแบบเอสดีเอชจะเพิ่มขีดความสามารถในเรื่องของความเร็วในการส่งข้อมูล ตามคุณภาพของระบบสื่อสัญญาณที่ใช้สายใยแก้วนำแสงมาแทนที่สายทองแดง

รูปที่ 2.23 โครงข่ายการสื่อสัญญาณแบบซิงโครมัส

รูปที่ 2.24 โครงสร้างเฟรมของลำดับชั้นแบบเอสดีเอช โมดูลระดับ 1 (STM-1)

เนื้อหาเพิ่มเติมเกี่ยวกับระบบมัลติเพล็กช์ 2.4 ระบบการมัลติเพล็กซ์โดยการเข้ารหัส (Code Division Multiplex : CDM ) 2.4.1 หลักการมัลติเล็กซ์โดยการเข้ารหัส การมัลติเพล็กซ์โดยการเข้ารหัสจะอาศัยหลักการของการกระจายแถบความถี่สัญญาณ (Spread spectrum signal)

ลำดับของสัญญาณรบกวนจำลอง 1. ลำดับของสัญญาณรบกวนจำลองใช้ตัวย่อ “ลำดับ pn หรือ Pseudo-noise sequence” จะใช้ลำดับของจำนวน ไบนารี่ รายคาบคล้าย ๆ สัญญาณรบกวนที่ประกอบด้วย “1” และ “0” ซึ่งจะสร้างจาก feedback shift register

การกำหนดพารามิเตอร์ของลำดับ pn - ความยาว (Lengih) ขึ้นอยู่กับจำนวนชั้น (Stage) ของชิฟท์รีจิสเตอร์ โดยทั่วไปจะเรียกว่า Chip - ส่วนประกอบ (Composition) ขึ้นอยู่กับสถานะเริ่มต้นของรีจิสเตอร์ จำนวนของการป้อนกลับและลอจิกที่ใช้ในวงป้อนกลับ - รายคาบ (Period) ขึ้นอยู่กับความยาว (ในชิพ)และอัตราการเลื่อนของรีจิสเตอร์ (ชิพต่อวินาที)

2. ชีพ( Chip ) คือเอ้าท์พุตของรหัสที่ผลิตขึ้นระหว่างสัญญาณนาฬิกาหนึ่งคาบ โดยแต่ละคาบจะเรียกว่า ลำดับ pn (pn-sequence) 3. ความยาวสูงสุดของลำดับ (Maximum-length (m) sequence) คือลำดับ pn ที่ผลิตโดยจำนวน m ชั้น ของการป้อนกลับไปที่ชิฟท์รีจิสเตอร์ ซึ่งจะมีค่าเป็น 2m – 1 ชิพ

รูปที่ 2.25 ลำดับ pn ที่สร้างโดยชิฟท์รีจิสเตอร์ 3 ชั้น

มีเทคนิคพื้นฐาน 2 แบบคือ เทคนิคการกระจาย (Spread spectrum Signal) มีเทคนิคพื้นฐาน 2 แบบคือ 1. การกระจายแถบความถี่ตามลำดับ (Direct-Sequence (DS) spread spectrum) 2. การกระจายแถบความถี่โดยกระโดดข้ามความถี่ (Frequency Hopping (FH) spread spectrum)

จงหาความเข้มข้นของกำลังงานเฉลี่ยเมื่อสัญญาณกระจายโดยลำดับ 10 Mchip/s ตัวอย่างที่ 2.1 ความเข้มของสัญญาณการกระจายแถบความถี่กำหนดให้ สัญญาณข่าวสารมีขนาด 1 W มีแถบความถี่ 10 KHz (ค่าเฉลี่ยของกำลังงานต่อหน่วยความถี่ = 100 W/Hz) จงหาความเข้มข้นของกำลังงานเฉลี่ยเมื่อสัญญาณกระจายโดยลำดับ 10 Mchip/s

ก) บนแถบความถี่ 10 MHz โดยวิธีการ DS ข) บนแถบความถี่ 100 MHz โดยวิธีการ FH (สมมุติให้ความถี่เป็น 10,000 Hop/s) วิธีทำ ก) โดยการใช้ลำดับ 10 MHz กระจายสัญญาณบนความถี่ 10 MHz จะผลิตสัญญาณที่มีกำลังงานเฉลี่ยหน่วยความถี่เป็น 1 W/10 MHz = 0.1 W/Hz กำลังงานเฉลี่ยใน 10 KHz จะเป็น 0.1% ของกำลังงานในการส่ง (ลดลง 30 dB)

ข) โดยปราศจากการซ้อนกันของความถี่สัญญาณสามารถจับจอง 100 MHz/10 KHz = 10000 slots ถ้าให้อัตราการกระโดดเป็น 10,000 ครั้งต่อวินาที หนึ่ง slot จะถูกจับจองนาน ครั้งละ 1 วินาที ในแต่ละครั้งที่จับจองสัญญาณจะหน่วงเป็นเวลา 100 s นั้นคือ สัญญาณจะเกิดขึ้นเป็น 0.01% ของเวลา ดังนั้นความเข้มของกำลังงานเฉลี่ยจะเป็น 1w/100 MHz = 0.01 Wอย่างไรก็ตามกำลังงานจะสูงสุดที่ความถี่หนึ่ง ๆ และจะมีค่าเป็น 1 W ในช่องที่ถูกจับจอง

2.2.4 วิธีการมัลติเพล็กซ์โดยการเข้ารหัส(ระบบ DS และ FH)

รูปที่ 2.27 หลักการของระบบ FH

รูปที่ 2.28 หลักการมอดูเลตและดีมอดูเลตแบบ DS

รูปที่ 2.29 หลักการมอดูเลตและดีมอดูเลตแบบ DS

รูปที่ 2.30 เปรียบเทียบรูปคลื่นสัญญาณระหว่างระบบ AM, FM, DSและ FH

การมัลติเพล็กซ์โดยการเข้ารหัส (Code Division Multiplex:CDM) โดยการใช้ลำดับการกระจายทำให้ผู้ใช้หลาย ๆ คนสามารถใช้ส่งสัญญาณในเวลาเดียวกันเราเรียกวิธีการนี้ว่าการการมัลติเพล็กซ์โดยการเข้ารหัส (CDMA)

Direct Sequence Spread Spectrum

Table. Data Sequence for Spreader

Despreading

Table 7-2 Spreading and Despreading Operations

A pseudo-random sequence generator

Table 7-3 Output Sequence and Internal Shift Register Values for the PN Generator Given in Figure 7-12

Figure 7-13 Communication system using code division multiplexing.