Мобил алоқа тизимларда ахборот хавфсизлиги - bet 5

7
1 BOB. RADIOALOQA XUSUSIDA QISQACHA MA’LUMOT
1.1. Radiosignal turlari va xarakteristikalari
Xabarlarni masofaga simsiz uzatish elektromagnit maydon fazosida
tarqaluvchi elektromagnit to’lqinlar (radioto’lqinlar) yordamida amalga
oshiriladi. Elektromagnit maydon – elektr va magnit maydonlari
o’zgaruvchilarining majmui.
Elektr maydonining asosiy xarakteristikasi uning kuchlanganligi
E
hisoblanadi. Kuchlanganlik musbat elektr zaryadi birligiga maydon
tarafidan ta’sir etuvchi kuchdan iborat. Elektr maydon kuchlanganligi
maydon mavjud bo’lgan muhitning dielektrik o’tkazuvchanligi
e
ga
bog’liq.
E
kattaligi ushbu muhitdagi elektr maydon kuchlanganligining
vakuumdagi maydon kuchlanganligidan qanchalik farqlanishini ko’rsatadi.
Magnit maydonining asosiy xarakteristikasi uning kuchlanganligi
N hisoblanadi. Kuchlanganlik magnit induksiyasi V ning maydon mavjud
bo’lgan muhitning magnit o’tkazuvchanligi m ga nisbatidan iborat. Magnit
maydonining induksiyasi deganda magnit kuch chiziqlariga birlik tezlik
bilan perpendikulyar harakatlanuvchi birlik musbat elektr zaryadiga
maydon tarafidan ta’sir etuvchi kuch tushuniladi. m kattaligi ushbu
muhitdagi magnit maydon induksiyasining vakuumdagi maydon
induksiyasidan qanchalik farqlanishini ko’rsatadi.
E va N kattaliklari nafaqat son qiymatlari bilan, balki yo’nalishlari
bilan ham xarakterlanuvchi vektor kattaliklar hisoblanadi. E va N vektorlar
bir biriga va to’lqin tarqalishi yo’nalishiga perpendikulyar. E vektori
fazosida orientirlash radioto’lqinning qutblanishini belgilaydi. Chiziqli,
aylanma va elliptik qutblanishlar farqlanadi.
Agar elektr maydoni vektori E tarqalish chizig’i bo’ylab har bir
nuqtada, qutblanish tekisligi deb ataluvchi bitta tekislikda yotsa
radioto’lqin chiziqli qutblangan deb ataladi. Qutblanish tekisligining
joylashishiga bog’liq holda vertikal va gorizontal qutblanish farqlanadi.
Aylanma qutblanishda elektr maydoni vektorning oxiri vaqt o’tishi
bilan aylanaga aylanadi, elektr qutblanishda esa ellipsni tavsiflaydi.
1.1-rasmda OX yo’nalishida tarqaluvchi va vertikal chiziqli
kutblanishga ega elektromagnit to’lqinning elektrik va magnit maydonlari
quchlanishlari fazasidagi o’zgarish grafiklari tasvirlangan.
8
1.1–rasm. Elektromagnit to’lqin strukturasi
Radiosignallar – uzatiluvchi xabarlarni eltuvchi elektromagnit
to’lqinlar yoki yuqori chastotali elektr tebranishlar. Radiosignalni hosil
qilish uchun yuqori chastotali tebranishlar parametrlari berilgan qonuniyat
bo’yicha o’zgaruvchi kuchlanishdan iborat boshqarish signallari
yordamida o’zgartiriladi (modulyatsiyalanadi).
Modulyatsiyalanuvchi sifatida, odatda, yuqori chastotali garmonik
tebranishlar ishlatiladi:
, (1.1)
bu
yerda
- yuqori tutib turuvchi chastota;
- yuqori chastotali tebranishlar amplitudasi.
Eng sodda va ko’pincha ishlatiluvchi boshqarish signallariga
garmonik tebranishlar tegishli:
, (1.2.)
bu yerda Ω - w0 dan kichik past chastota; Ψ – boshlang’ich faza;
– amplituda, hamda to’g’ri burchakli impuls signallari. Ushbu signallarda
impulslar
davomligi
deb
ataluvchi
vaqt
intervali
9
mobaynida
kuchlanish
qiymati
, va impulslar orasidagi vaqt intervali mobaynida nulga teng (1.2 – rasm).
kattalik
impulslarning
takrorlanish
davri
deb
ataladi;
-
ularning
takrorlanish
chastotasi;
impulslarning takrorlanish davrining τi davomligiga nisbati impuls
jarayonining chuqurligi (skvajnost) deb ataladi: Q = Ti/τi.
1.2 – rasm. To’g’riburchakli impulslar ketma-ketligi
Boshqarish signali yordamida yuqori chastotali tebranishning qaysi
parametri
o’zgartirilishiga
(modulyatsiyalanishiga)
bog’liq holda
amplitudali, chastotali va fazali modulyatsiyalash farqlanadi (APM, ChM,
FM).
Impulslar ketma-ketligini, masalan, ikkili kodni (1.3-rasm, "a")
uzatishda ham APM, ChM, FM ishlatilishi mumkin.
Amplitudali modulyatsiyalashda yuqori chastotali radioimpulslar
hosil bo’lib, ularning amplitudasi modulyatsiyalovchi impulslar davomligi
τi mobaynida o’zgarmaydi, va qolgan barcha vaqtda nulga teng (1.3 –
rasm "b").
Chastotali modulyatsiyalashda o’zgarmas amplitudali va chastotasi
ikkita joiz qiymatlarni oluvchi yuqori chastotali signal hosil bo’ladi
(1.3 - rasm, "c").
Fazali modulyatsiyalashda amplituda va chastotasi o’zgarmas va
fazasi modulyatsiyalovchi signal qonuniyati bo’yicha 180° ga o’zgaruvchi
yuqori chastotali signal hosil bo’ladi (1.3 – rasm "d").
Signal peredatchikdan priyomnikgacha bo’lgan yo’lda har doim ham
to’g’ri chiziq bo’yicha tarqalmaydi. Tarqalish yo’lida, odatda turli to’siqlar
U
boshq(t)
T
i
10
uchraydi. Bu to’siqlar signalning qaytarilishiga va trayektoriyasining
o’zgarishiga olib keladi.
Natijada shunday vaziyat yuzaga kelishi mumkinki, priyomnikga
bitta emas, balki birdaniga bir necha, vaqt bo’yicha siljigan turli
amplitudali dastlabki signal nusxalari kelishi mumkin. Buning ustiga
dastlabki signalning energiyasi nusxalar orasida notekis taqsimlanadi. Bu
signalning ko’p nurli tarqalishi deb ataluvchi hodisa hisoblanadi. Mobil
aloqa tizimidagi radioto’lqinlar tarqalishining ikki nurli modeli deb
ataluvchi radiosignallar tarqalishining oddiy modelini ko’raylik (1.4-rasm).
1.3 – rasm. APM, ChM va FM da manipulyasiyalangan tebranishlarning
qiyosiy ko’rinishi
Aytaylik, uzatuvchi va qabul qiluvchi antennalar yer sathidan, mos
holda
1
h
va
2
h
balandlikda joylashgan. Ikkala antenna orasidagi Yer
bo’ylab masofa
r
ga teng va ikkala antenna balandliklaridan anchagina
U
mod
(t)
U
APM
(t)
U
ChM
(t)
U
FM
(t)
a)
b)
c)
d)
11
katta. Faraz qilaylik, signal priyomnikga ikkita yo’l bilan keladi: to’g’ri
(to’g’ri ko’rinish chizig’i
1
r
bo’ycha) va Yerdan bitta qaytarish bilan (siniq
chiziq
2
r
). Yer yuzasidan qaytarish yo’qotishsiz sodir bo’ladi deb qabul
qilamiz, ya’ni tushuvchi to’lqin energiyasi qaytarilgan to’lqin energiyasiga
teng. Bunday yondashishda priyomnik kirish yo’lidagi quvvat quyidagi
ifoda bilan aniqlanishini isbotlash mumkin.
4
2
2
2
1
.
.
)
(
r
h
h
P
G
G
r
P
ПРД
А
ПРМ
А
ПРД
ПРМ
, (1.3)
bu yerda:
ПРД
G
- uzatuvchi antennaning kuchaytirish koeffitsienti;
А
ПРД
P
.
- antennaning nurlanish quvvati;
д
ПРМ
S
P
-
qabul qiluvchi antenna qabul qiladigan va antenna
diametriga ( S
d
ga) bog’liq uzatuvchi antennaning nurlanish quvvatining
qismi.
1.4 – rasm. Radioto’lqinlar tarqalishining ikki nurli modeli misoli
Quyida keltirilgan to’lqinlarning chastota diapazonida to’lqin
uzunligi λ bir xil fazalarda tebranuvchi ikkita bir biriga eng yaqin nuqtalar
orasidagi masofa (1.5-rasm).
Radioto'lqin uzunligini quyidagicha hisoblash mumkin: 300 ni
(sekundagi megametrlardagi yorug’lik tezligini) megagersdagi chastotaga
bo’lamiz, metrlardagi to’lqin uzunligini olamiz, masalan 600 MGs uchun
to’lqin uzunligi 0,5 metrga teng.
|