We have presented the integration of a wireless simulator called Vouivre in DPRSim, a simulator for modular robots. The major challenge we faced was the difficulty to integrate three parts that have different timing requirement: physical (ODE), DPRSim and Vouivre. This has been solved by using and managing three timelines. Vouivre has been designed as a library and can therefore be integrated in others simulators. Furthermore, integrating it in DPRSim gave us an experience which can be reused. Experiments have shown that Vouivre is easy to use and that wireless integration in MEMS modular robots could be useful for various kind of applications either for extending the communication possibilities, with the distributed walker scenario, or by optimizing communication times, with the broadcast algorithm. Our next step will now be to integrate in Vouivre the nanowireless channel model developed in.

1. МЕТОДИ РОЗШИРЕННЯ
СПЕКТРУ
ПІДГОТУВАВ: СТ. ГР. КІ-37
ГРУШЕЦЬКИЙ НАЗАРІЙ
Львів 2022

2. РОЗШИРЕННЯ СПЕКТРУ. ЩО ЦЕ?
РОЗШИРЕННЯ СПЕКТРУ – ЦЕ ОДИН ІЗ СПОСОБІВ ПІДВИЩЕННЯ ЕФЕКТИВНОСТІ ПЕРЕДАЧІ ІНФОРМАЦІЇ ЗА
ДОПОМОГОЮ МОДУЛЬОВАНИХ СИГНАЛІВ ЧЕРЕЗ КАНАЛ З СИЛЬНИМИ ЛІНІЙНИМИ СПОТВОРЕННЯМИ
(ЗГАСАННЯМИ). РОЗШИРЕННЯ СПЕКТРА ПРИВОДИТЬ ДО ЗБІЛЬШЕННЯ БАЗИ СИГНАЛУ. МЕТОДИ
РОЗШИРЕННЯ СПЕКТРУ ОДЕРЖАЛИ СВОЮ НАЗВУ ЗАВДЯКИ ТОМУ, ЩО СМУГА, ВИКОРИСТОВУВАНА ДЛЯ
ПЕРЕДАЧІ СИГНАЛУ, НАБАГАТО ШИРША ЗА МІНІМАЛЬНУ, ЯКА НЕОБХІДНА ДЛЯ ПЕРЕДАЧІ ДАНИХ.

3. ЗАСТОСУВАННЯ МЕТОДІВ РОЗШИРЕННЯ СПЕКТРУ
МЕТОДИ РОЗШИРЕННЯ СПЕКТРУ ЗАСТОСОВУЮТЬСЯ ДЛЯ СТВОРЕННЯ ЗАВАДОСТІЙКИХ
СИСТЕМ ЗВ'ЯЗКУ, ЗОКРЕМА ДЛЯ БОРОТЬБИ З НАВМИСНИМИ ЗАВАДАМИ. НА ПОЧАТКУ
СВОГО ІСНУВАННЯ МЕТОДИ РОЗШИРЕННЯ СПЕКТРУ (РС) ЗАСТОСОВУВАЛИСЯ ПРИ
РОЗРОБЦІ ВІЙСЬКОВИХ СИСТЕМ КЕРУВАННЯ Й ЗВ'ЯЗКУ. У ПРОЦЕСІ ДОСЛІДЖЕНЬ,
РОЗШИРЕНОМУ СПЕКТРУ ЗНАЙШЛОСЯ Й ІНШЕ ЗАСТОСУВАННЯ — ЗНИЖЕННЯ ЩІЛЬНОСТІ
ЕНЕРГІЇ, ВИСОКОТОЧНА ЛОКАЦІЯ Й ВИКОРИСТАННЯ ПРИ МНОЖИННОМУ ДОСТУПІ.

4. ЗАСТОСУВАННЯ МЕТОДІВ РОЗШИРЕННЯ СПЕКТРУ
(ПРОДОВЖЕННЯ)
РОЗШИРЕННЯ СПЕКТРУ ВИКОРИСТОВУЄТЬСЯ У СИСТЕМАХ ЗВ’ЯЗКУ.
СИСТЕМА ЗВ'ЯЗКУ НАЗИВАЄТЬСЯ СИСТЕМОЮ ІЗ РОЗШИРЕНИМ СПЕКТРОМ У ТАКИХ ВИПАДКАХ:
1. ВИКОРИСТОВУВАНА СМУГА ЗНАЧНО ШИРШЕ МІНІМАЛЬНО-НЕОБХІДНОЇ ДЛЯ ПЕРЕДАЧІ ДАНИХ.
2. РОЗШИРЕННЯ СПЕКТРА ПРОВОДИТЬСЯ ЗА ДОПОМОГОЮ ТАК ЗВАНОГО РОЗШИРЮВАЛЬНОГО (АБО КОДОВОГО) СИГНАЛУ,
ЯКИЙ НЕ ЗАЛЕЖИТЬ ВІД ПЕРЕДАНОЇ ІНФОРМАЦІЇ.
3. ВІДНОВЛЕННЯ ВИХІДНИХ ДАНИХ ПРИЙМАЧЕМ ("ЗВУЖЕННЯ СПЕКТРА") ЗДІЙСНЮЄТЬСЯ ШЛЯХОМ ЗІСТАВЛЕННЯ
ОТРИМАНОГО СИГНАЛУ Й СИНХРОНІЗОВАНОЇ КОПІЇ РОЗШИРЮВАЛЬНОГО СИГНАЛУ.
СЛІД ЗАЗНАЧИТИ, ЩО РОЗШИРЕННЯ СПЕКТРА СИГНАЛУ ТАКОЖ ВІДБУВАЄТЬСЯ ПРИ ВИКОРИСТАННІ ДЕЯКИХ СТАНДАРТНИХ СХЕМ
МОДУЛЯЦІЇ, ТАКИХ ЯК ЧАСТОТНА Й ІМПУЛЬСНО-КОДОВА МОДУЛЯЦІЯ. ОДНАК ЦІ СХЕМИ НЕ ВІДНОСЯТЬСЯ ДО МЕТОДІВ
РОЗШИРЕНОГО СПЕКТРА, ОСКІЛЬКИ НЕ ЗАДОВОЛЬНЯЮТЬ УСІМ НАВЕДЕНИМ ВИЩЕ УМОВАМ.

5. МЕТОДИ РОЗШИРЕННЯ СПЕКТРУ
ІСНУЄ 3 ОСНОВНІ МЕТОДИ РОЗШИРЕННЯ СПЕКТРУ:
 ПСЕВДОВИПАДКОВЕ ПЕРЕСТРОЮВАННЯ РОБОЧОЇ ЧАСТОТИ (FHHS);
 РОЗШИРЕННЯ СПЕКТРА МЕТОДОМ ПРЯМОЇ ПОСЛІДОВНОСТІ (DSSS);
 РОЗШИРЕННЯ СПЕКТРА МЕТОДОМ ПЕРЕМИКАННЯ ЧАСОВИХ ІНТЕРВАЛІВ (ТН).

6. ПСЕВДОВИПАДКОВЕ ПЕРЕСТРОЮВАННЯ РОБОЧОЇ
ЧАСТОТИ
СУТЬ МЕТОДУ ПОЛЯГАЄ В ПЕРІОДИЧНІЙ СТРИБКОПОДІБНІЙ ЗМІНІ ЧАСТОТИ ОПОРНОГО
СИГНАЛУ ЗА ПЕВНИМ АЛГОРИТМОМ, ВІДОМИМ ПРИЙМАЧУ І ПЕРЕДАВАЧУ. ПЕРЕВАГА
МЕТОДУ — ПРОСТОТА РЕАЛІЗАЦІЇ, НЕДОЛІК — ЗАТРИМКА В ПОТОЦІ ДАНИХ ПРИ
КОЖНОМУ СТРИБКУ. МЕТОД ВИКОРИСТОВУЄТЬСЯ В BLUETOOTH, GSM.

7. РОЗШИРЕННЯ СПЕКТРА МЕТОДОМ ПРЯМОЇ
ПОСЛІДОВНОСТІ
МЕТОД ЗА ЕФЕКТИВНІСТЮ ПЕРЕВЕРШУЄ FHSS, АЛЕ СКЛАДНІШИЙ ДЛЯ РЕАЛІЗАЦІЇ. СУТЬ
МЕТОДУ ПОЛЯГАЄ В ПІДВИЩЕННІ ТАКТОВОЇ ЧАСТОТИ МОДУЛЯЦІЇ, ПРИ ЦЬОМУ КОЖНОМУ
СИМВОЛУ ПЕРЕДАНОГО ПОВІДОМЛЕННЯ СТАВИТЬСЯ У ВІДПОВІДНІСТЬ ДЕЯКА ДОСИТЬ
ДОВГА ПСЕВДОВИПАДКОВА ПОСЛІДОВНІСТЬ. МЕТОД ВИКОРИСТОВУЄТЬСЯ В ТАКИХ
СИСТЕМАХ ЯК CDMA І СИСТЕМАХ СТАНДАРТУ IEEE 802.11;

8. РОЗШИРЕННЯ СПЕКТРА МЕТОДОМ ПЕРЕМИКАННЯ
ЧАСОВИХ ІМПУЛЬСІВ
ВИКОРИСТОВУЄТЬСЯ ЗА НАЯВНОСТІ НАВМИСНИХ ЗАВАД, ОСКІЛЬКИ ВІН
ДОЗВОЛЯЄ ПРИХОВУВАТИ КООРДИНАТИ СИГНАЛУ ВІД ПОТЕНЦІЙНОГО
СУПРОТИВНИКА.

9. ДОСЛІДЖЕННЯ ЗАХИЩЕНОСТІ
КАНАЛІВ ЗВ’ЯЗКУ НА ОСНОВІ
ТЕХНОЛОГІЇ РОЗШИРЕННЯ СПЕКТРУ
ДО РІЗНИХ ТИПІВ НАВМИСНИХ
ЗАВАД
 ШИРОКОСМУГОВІ
СТВОРЕННЯ НАВМИСНИХ ЗАВАД МОЖЕ БУТИ ЗМОДЕЛЬОВАНЕ ЗА
ДОПОМОГОЮ СТАЦІОНАРНОГО ГАУСІВСЬКОГО ШУМУ З НУЛЬОВИМ
СЕРЕДНІМ І РІВНОМІРНИМ РОЗПОДІЛОМ СПЕКТРАЛЬНОЇ ЩІЛЬНОСТІ
ПОТУЖНОСТІ. ЯКЩО ГЕНЕРАТОР, ВИКОРИСТОВУЮЧИ ВСЮ СВОЮ
ПОТУЖНІСТЬ, СТВОРЮЄ ЗАВАДИ У ВСЬОМУ ДІАПАЗОНІ
РОЗШИРЕНОГО СПЕКТРА, ЙОГО НАЗИВАЮТЬ ШИРОКОСМУГОВИМ
ПОСТАНОВНИКОМ ЗАВАД.
ЄДИНА МОЖЛИВІСТЬ ЗМЕНШИТИ ВПЛИВ ЗАВАД ПОЛЯГАЄ В
ЗБІЛЬШЕННІ КОЕФІЦІЄНТА РОЗШИРЕННЯ СПЕКТРУ СИГНАЛУ.
Вплив коефіцієнта розширення спектру
на стійкість до адитивного білого
гаусівського шуму (АБГШ)

10. ДОСЛІДЖЕННЯ ЗАХИЩЕНОСТІ КАНАЛІВ ЗВ’ЯЗКУ НА
ОСНОВІ ТЕХНОЛОГІЇ РОЗШИРЕННЯ СПЕКТРУ ДО РІЗНИХ
ТИПІВ НАВМИСНИХ ЗАВАД
 ВУЗЬКОСМУГОВІ
НЕГАТИВНИЙ ВПЛИВ ПОСТАНОВНИКА ЗАВАД НА СИСТЕМУ ЗВ'ЯЗКУ ЗІ СТРИБКОПОДІБНИМ
ПЕРЕНАЛАШТУВАННЯМ ЧАСТОТИ НАЙЧАСТІШЕ МОЖЕ БУТИ ЗБІЛЬШЕНИЙ ЗА РАХУНОК ВИКОРИСТАННЯ
ВУЗЬКОСМУГОВИХ ЗАВАД. ПОКРИВАЮЧИ МЕНШУ ЧАСТИНУ ДІАПАЗОНУ, ГЕНЕРАТОР МАЄ МОЖЛИВІСТЬ
ЗБІЛЬШУВАТИ В НІЙ ПОТУЖНІСТЬ ЗАВАД. НЕГАТИВНИЙ ВПЛИВ НА СИГНАЛ ЗНАЧНО ВИЩИЙ ПРИ
ВИКОРИСТАННІ ВУЗЬКОСМУГОВИХ ШУМІВ ПОРІВНЯНО ІЗ ШИРОКОСМУГОВИМИ. ЗМЕНШИТИ ЦЕЙ ВПЛИВ
МОЖНА ЗА ДОПОМОГОЮ МЕТОДУ ПРЯМОГО ВИПРАВЛЕННЯ ПОМИЛОК ШЛЯХОМ ЧЕРГУВАННЯ.

11. ОБҐРУНТУВАННЯ ДОЦІЛЬНОСТІ ЗАСТОСУВАННЯ ТЕХНОЛОГІЇ
РОЗШИРЕНОГО СПЕКТРУ В СИСТЕМАХ ЗАХИСТУ ІНФОРМАЦІЇ
НА ВІДМІНУ ВІД РАДІОТЕХНОЛОГІЙ З ВУЗЬКОСМУГОВОЮ МОДУЛЯЦІЄЮ, ЕНЕРГІЯ СИГНАЛУ НЕ ЗОСЕРЕДЖЕНА НА НЕВЕЛИКОМУ
ІНТЕРВАЛІ НАВКОЛО НЕСУЧОГО КОЛИВАННЯ, А РОЗПОДІЛЕНА У ВСІЙ ВИДІЛЕНІЙ СМУЗІ. У РЕЗУЛЬТАТІ ВВЕДЕННЯ ТАКОЇ ЧАСТОТНОЇ
НАДМІРНОСТІ ДОСЯГАЄТЬСЯ ЦІЛИЙ РЯД ПЕРЕВАГ:
• ПІДВИЩУЄТЬСЯ ЗАВАДОСТІЙКІСТЬ;
• ЗАБЕЗПЕЧУЄТЬСЯ ПРОТИСТОЯННЯ ВПЛИВУ НАВМИСНИХ ЗАВАД;
• НЕ СТВОРЮЮТЬСЯ ЗАВАДИ ДЛЯ ІНШИХ ПРИСТРОЇВ;
• МОЖЛИВІСТЬ ПОВТОРНОГО ВИКОРИСТАННЯ ОДНОЇ ДІЛЯНКИ СПЕКТРА;
• ПІДВИЩУЄТЬСЯ ЕНЕРГЕТИЧНА ПРИХОВАНІСТЬ ЗАВДЯКИ НИЗЬКОМУ РІВНЮ СПЕКТРАЛЬНОЇ ГУСТИНИ;
• МОЖЛИВІСТЬ ЗБІЛЬШЕННЯ ЕНЕРГОЕФЕКТИВНОСТІ;
• ЗАБЕЗПЕЧУЄТЬСЯ МОЖЛИВІСТЬ КОДОВОГО ПОДІЛУ КАНАЛІВ ДЛЯ МНОЖИННОГО ДОСТУПУ НА ЙОГО ОСНОВІ;
• ЗАБЕЗПЕЧУЄТЬСЯ ЗАХИЩЕНІСТЬ СЕАНСУ ЗВ'ЯЗКУ.

12. ВИСНОВКИ
ВИКОРИСТАННЯ ТЕХНОЛОГІЇ РОЗШИРЕННЯ СПЕКТРУ ДЛЯ СТВОРЕННЯ КАНАЛІВ ЗВ’ЯЗКУ Є ПОЗИТИВНОЮ
ПРАКТИКОЮ. ОСКІЛЬКИ КАНАЛИ Є ДОСИТЬ ЗАХИЩЕНИМИ, ТОМУ ЩО ВОНИ ВИМАГАЮТЬ ВІД
ПОСТАНОВНИКА ЗАВАД ДУЖЕ ВЕЛИКИХ ЗАТРАТ НА ПРИДУШЕННЯ СИГНАЛІВ, ЯКІ ПЕРЕДАЮТЬСЯ ТАКИМИ
КАНАЛАМИ ЗАВ’ЯЗКУ. ТОМУ КАНАЛИ ЗВ’ЯЗКУ З ВИКОРИСТАННЯМ ТЕХНОЛОГІЇ РОЗШИРЕННЯ СПЕКТРУ
МОЖУТЬ ВИКОРИСТОВУВАТИСЬ У РІЗНОГО РОДУ СИСТЕМАХ ЗАХИСТУ ІНФОРМАЦІЇ ВІД ЯКИХ ВИМАГАЄТЬСЯ
ВИСОКА ЗАХИЩЕНІСТЬ КАНАЛУ ЗВ’ЯЗКУ, НАПРИКЛАД: БЕЗДРОТОВІ СИСТЕМИ ОХОРОНИ, СИСТЕМИ ЗВ’ЯЗКУ З
ПІДВИЩЕНОЮ КОНФІДЕНЦІЙНІСТЮ ПЕРЕДАЧІ ПОВІДОМЛЕНЬ.

13. ДЯКУЮ ЗА УВАГУ!