नेटवर्क में डॉपलर प्रभाव: जीएसएम, 3 जी, 4 जी

इस लेख को पढ़ने के बाद , मैंने लगभग कुर्सी से उड़ान भरी और अपने रेडियो इंजीनियरिंग डिप्लोमा को खा लिया। स्थिति को स्पष्ट करने और शांत करने के लिए हब्रोज़िटेली ने डॉपलर प्रभाव के बारे में अधिक विस्तार से लिखने का फैसला किया।

आइए बुनियादी बातों से शुरू करें। डॉपलर प्रभाव केवल गति की गति के समानांतर घटक की उपस्थिति में मनाया जाता है, डॉपलर पारी की स्पर्शरेखा गति में, कोई आवृत्ति नहीं होगी (कम से कम सापेक्षता गति पर)।


उपरोक्त सूत्र में:

गति वीपी दिखाई देगा। यह देखना आसान है कि यदि शरीर एक सर्कल में चलता है, तो डॉपलर प्रभाव बिल्कुल नहीं देखा जाएगा। इस बारे में विकिपीडिया पर बहुत अच्छे चित्र हैं ।


चूंकि अधिकांश लोग आवृत्ति के साथ काम करने के आदी हैं, इसलिए मैं डॉपलर प्रभाव के फार्मूले पर कुछ स्पष्ट परिवर्तन करने की अनुमति देता हूं। हम तरंग दैर्ध्य को आवृत्ति में अनुवाद करते हैं, और बेस स्टेशन को दिशा के कोण को भी ध्यान में रखते हैं:


लेकिन चलिए उस मामले पर विचार करना जारी रखते हैं जब हमारा शरीर एक सीधी रेखा में बीएस से दूर जाता है (या पहुंचता है)। इस मामले में, पहले लेख से गणना सही होगी:

यहाँ c प्रकाश की गति है, जो सरलता के लिए हम 3x10 ^ 8 के बराबर लेते हैं और f सिग्नल फ्रीक्वेंसी है: 2.5 GHz
इस प्रकार, तरंग दैर्ध्य 3x10 ^ 8 / 2.5x10 ^ 9 = 0.12 (एम) है
122 किमी / घंटा (34 मीटर / सेकंड) की गति से चलने वाले वाहन के लिए, डॉपलर आवृत्ति परिवर्तन 34 / 0.12 = 283 (हर्ट्ज) होगा

यही है, जब ग्राहक 122 किमी / घंटा की गति से बेस स्टेशन के सापेक्ष चलता है, तो उसके लिए सिग्नल की आवृत्ति 272 हर्ट्ज से बदल जाएगी।

आउच! यह क्या है गति समान हैं, लेकिन आवृत्तियों अलग हैं। लेखक के अविश्वास की गर्मी में, हम याद करते हैं। परिणाम 34 * 2.5E9 / 3E8 = 283.3 (3) हर्ट्ज है। यह इस मूल्य पर है कि सिग्नल की आवृत्ति बदल जाएगी: शरीर के पास जाने पर अगर शरीर पहुंच जाए या कम हो जाए तो वृद्धि करें। हम यह भी ध्यान देते हैं कि जब आंदोलन की दिशा बदलती है, तो यह आवृत्ति बदल जाएगी, लेकिन यह कभी भी 283.3 (3) से अधिक नहीं होगी, क्योंकि cos (x) 1 से अधिक नहीं होता है। डॉपलर प्रभाव के साथ सब कुछ प्रतीत होता है। हमें वह सभी डेटा मिला जिसकी हमें आवश्यकता है।

अब चलो एक रेडियो के रूप में ऐसी बात करें।
जीएसएम और 3 जी नेटवर्क शोर-प्रतिरोधी कोडिंग के साथ चरण बदलाव कुंजीयन का उपयोग करते हैं। हमारे लिए, यह महत्वपूर्ण है कि यह चरण हेरफेर है (इसके बाद PSK)। मापदंडों के एक मानक सेट को छोड़कर कोई भी पीएसके संकेत, चरण पुष्पक्रम जैसी चीज की विशेषता है। यहाँ मैं सबसे आम प्रकार के PSK के लिए एक पुष्पक्रम दूंगा, अर्थात् QPSK:

विकिपीडिया पर किस चरण में हेरफेर के बारे में अधिक जानकारी उपलब्ध है।
ऐसे सिग्नल प्राप्त करने के लिए, सिंक्रोनस या डिजिटल डिटेक्टरों का उपयोग किया जाता है, जिनके संचालन के लिए संदर्भ आवृत्ति का सटीक मान आवश्यक होता है (इस विषय पर अधिक विवरण के लिए, सिग्नल प्राप्त करने और प्रसंस्करण पर पुस्तकें या डायलअप मोडेम के विकास के लिए विनिर्देशन देखें)। चूंकि हमारी दुनिया में कुछ भी आदर्श नहीं है, इसलिए एएफसी प्रणाली (ऑटो फ्रीक्वेंसी कंट्रोल) के बिना इस प्रकार के रिसीवर मौलिक रूप से काम नहीं कर सकते हैं। ऐसी प्रणाली के संचालन की विशेषताओं को पासपोर्ट में रिसीवर को ग्राफ़ में कैप्चर किया जा सकता है: कैप्चर बैंड। आइए मानक की ओर मुड़ें। मानक के अनुसार, जीएसएम प्रणाली में बीएस आवृत्ति अस्थिरता 10E - 6 ... 10E - 7 के क्रम का है, जिसका अर्थ है कि एएफसी कैप्चर बैंड इस मूल्य से दो बार (कम से कम) व्यापक होना चाहिए और 500..5000 हर्ट्ज होना चाहिए। इसके अलावा, स्टॉक जैसी कोई चीज अभी भी है, और इस पैरामीटर का मूल्य स्पष्ट रूप से अधिक है। हम देखते हैं कि यह मूल्य स्पष्ट रूप से 283.3 (3) हर्ट्ज से अधिक है, जो एएफसी प्रणाली की ऐसी गति पर डॉपलर प्रभाव की पूरी तरह से क्षतिपूर्ति करने की क्षमता को इंगित करता है और इससे भी अधिक।

उन लोगों के लिए जो एक तर्क के रूप में सभी भोला नहीं हैं, मैं अत्यधिक सम्मानित IEEE पत्रिका में लेख पढ़ने का प्रस्ताव करता हूं।