EMS Leeromgeving · Inhoud · Hoofdstuk 14 · §14.5 · English version

§14.5 Processing gain: de sleutel tot alles

Open §14.5 in de academy

Simpel gezegd

Fluisteren in een drukke kantine en toch verstaan worden: dat lukt als de luisteraar precies weet welke woorden hij kan verwachten. Zo haalt een GPS-ontvanger met zijn bekende code een signaal op dat zwakker is dan de ruis.

In de praktijk

Diezelfde marge is ook de zwakke plek: een jammer hoeft alleen die marge te overtreffen. Daarom kan een kleine jammer op een vrachtwagen GPS in een groot gebied ontzeggen, terwijl militaire codes met een grotere marge (§ 14.4) meer jamvermogen vragen.

Begrijp je dit ene begrip, dan begrijp je zowel waarom GNSS te jammen is als hoe het zich verdedigt. Het ontvangen GNSS-signaal is zwakker dan de thermische ruis van de ontvanger zelf — typisch rond −160 dBW, zo'n 20–30 dB ónder de ruisvloer. Je "hoort" het signaal dus niet eens; toch werkt GNSS. Hoe?

Door despreading: de ontvanger vermenigvuldigt het binnenkomende signaal met een lokale kopie van de PRN-code (§ 14.4) en integreert. Het echte signaal, dat exact die code draagt, telt coherent op tot een scherpe piek; ruis en signalen zonder die code middelen weg. De winst die dit oplevert heet processing gain — precies hetzelfde principe als pulse compression en pulse integration bij radar (§ 5.10.8).

processing gain (dB) ≈ 10 · log10(Bcode / Bdata) Bcode = bandbreedte van de spreidingscode, Bdata = bandbreedte van de navigatieboodschap (~50 bps) C/A ≈ 43 dB; P(Y) en M (10× sneller) ≈ 53 dB

Twee gevolgen die de rest van het hoofdstuk dragen: