Anton Kovacs November 23, 2019

 

Știați ca metoda salturilor de frecvenţă într-un spectru larg (frequency hopping spread spectrum), folosită în prezent atat de routerele care permit conectarea wireless la internet a telefoanelor și tabletelor dumneavoastră cât și de tehnologie bluetooth a fost inventată de Hedy Lamarr, o senzuală actriţă născută în Austria, prima femeie care a apărut goală într-un film (în 1933, în filmul cehesc Extase)?

 

Hedy Lamarr

 

Primul ei soţ era fabricant de armament şi i-a spus cât de uşor era să blochezi undele radio, folosite pe atunci pentru ghidarea torpilelor. Îngrozită când a descoperit că el îi vindea arme lui Hitler, ea s-a deghizat în servitoare pentru a fugi şi a zburat la Hollywood pentru a-şi continua cariera de actriţă de film.

În timpul liber, a inventat metoda salturilor de frecvenţe pentru a-i ajuta pe aliaţi în război. Schema ei folosea 88 de frecvenţe, numărul de clape (și frecvenţe) de la pian.

 

***

 

O transmisie cu salt de frecvență oferă trei avantaje principale față de o transmisie cu frecvență fixă:

 

1. Semnalele cu spectru larg sunt foarte rezistente la interferențele cu bandă îngustă

 

Să ne imaginăm că la Munchen emite Radio Europa Liberă, pe frecvența de 3.7 MHz. Securiștii noștri nu pot să facă nimic pentru a le opri celor din Munchen emisia, în afară de a încerca să-i arunce în aer, cum de altfel au și încercat, sau să bruieze frecvența de 3.7 MHz.

Deci, vor transmite exact pe frecvența de 3.7 MHz un bârâit destul de puternic, care va fi și el recepționat de radiourile noastre, iar acest brum va fi destul de puternic pentru ca noi să nu mai înțelegem nimic din ce spune “Al dumneavoastră Neculai Constantin Munteanu”.

Însă, surpriză, atât emițătorul cât și radiourile celor de aici își schimbă periodic frecvența de emisie și recepție conform unei secvențe pseudoaleatoare stabilită anterior, să spunem că trec pe frecvența de 3.1 MHz (imaginați-vă un tabel pe care îl au cei doi în care pe o coloană sunt înscrise secundele de la începerea emisiei, iar pe celălalt frecvențele, la întâmplare, de exemplu 8,7,5,2,9,3,1,6,4).

Degeaba mai bruiază securitatea frecvența de 3.7 MHz pentru că acolo nu se mai emite nimic.

Poate vor afla și ei că postul de radio emite mai nou pe frecvența e 3.1 MHz, dar până află, până bruiază, și frecvența aceea s-a schimbat de mult.

 

Sau, imaginați-vă că două persoane vorbesc la celular.

 

Semnalul pleacă de la prima persoană, este retransmis prin mai multe relee, este reflectat de un bloc, astfel că la celularul 2 ajunge semnalul și de la turn, dar și reflexia de la blocul ăla și o altă reflexie de la clădirea unui mall din apropiere.

 

Ținănd cont de toate aceste lucruri, dacă cel de la celularul 1 spunea “A”, cel de la celularul 2 aude ceva de genul “AAA”.

 

Femomenul seamănă mult cu se ce întâmpla înainte de apariția cablului TV, când ne uitam cu toții la sârbi, uneori din  cauza reflexiilor vedeam o imagine mai puternică, dar și o dublură, care se vedea ca o umbră și puțin deplasată față de imaginea originală, deoarece ajungea la televizorul nostru cu o oarecare întârziere.

Soluția era să ne urcăm pe bloc și să mai învârtim puțin de antenă astfel încât să nu mai recepționăm semnalul reflectat de cine știe ce clădire aflată între noi și antena de emisie de la Beograd.

 

În cazul telefoniei mobile eliminarea reflexiilor parazite se rezolvă prin salturile de frecvență.

 

În momentul în care celularul 1 a spus “A”, acesta se transmite pe frecvența de, să spunem, 2150.1 MHz, frecvență pe care este acordat și celularul B.

Reflexiile se propagă și pe aceeași frecvență de 2150.1 MHz.

Noi fiind pe aceeași frecvență am recepționat “A’-ul inițial dar, până să ajungă și reflexia la noi telefonul și-a schimbat frecvența pe 2150.6 Mhz, așa că “A”-urile reflectate nu mai sunt recepționate.

Bineînțeles că în cazul tehnologiilor moderne, unde transmisia se face digital, nu mai este nevoie să așteptăm până se transmite litera “A”, ci aceasta este descompusă în secvențe de digiți care se transmit pe rând,  așa că schimbările de frecvență se pot face foarte rapid.

Citește și:  Știință și Tehnică de weekend cu Anton Kovacs: Încălzirea cu energie electrică a locuinței

 

2. Semnalele cu spectru larg sunt greu de interceptat. Un semnal cu salt de frecvență poate apărea pur și simplu ca o creștere a zgomotului de fundal pentru un receptor cu bandă îngustă. Un receptor poate avea dificultăți în interceptarea unei transmisii în timp real dacă nu este cunoscută secvența pseudoaleatoare

 

Imaginați-vă că suntem în timpul celui de-al doilea război mondial.

Undeva în Paris există un membru al rezistenței care transmite date despre mișcările de trupe germane, transmisie destinată unui receptor din Londra.

În momentul în care începe emisia Gestapoul este alertat și trimite pe teren mașinile gonio, care mai repede sau mai târziu vor depista emițătorul, membrul rezistenței va fi arestat și povestea s-a terminat.

 

Vehicul pentru goniometrie al Gestapoului

 

Dar imaginați-vă că transmisia clandestină decurge în următorul fel:

La început atât emițătorul cât și receptorul din Anglia sunt acordate pe frecvența de 3.7 Mhz. Germanii depistează emisia, dar nu apucă să scoată mașinile gonio din garaj pentru că emisia pe această frecvență a încetat.

De fapt nu a încetat, dar atât emițătorul cât și receptorul și-au reacordat aparatele pe frecvența de 3.1 MHz.

După 10 secunde frecvența a fost din nou mutată la 3.5 MHz.

Germanii nu apucă să depisteze noua frecvență destul de repede pentru că aceasta este schimbată în permanență, atât la emițător cât și la receptorul căruia îi sunt destinate informațiile transmise.

 

Și acum imaginați-vă că această poveste se repetă de zeci, sute sau de mii de ori pe secundă.

 

Militarii operatori la stațiile gonio care stau cu căștile pe urechi nici nu apucă să audă ceva, pe frecvența pe care ascultă ei se aude doar o păcănitură de o miime de secundă, care se repetă din când în când.

Practic ei ar fi auzit cel mult un fâșâit slab care nu ar putea fi perceput din cauza zgomotului de fond inerent.

 

3. Transmisiile cu spectru larg pot partaja o bandă de frecvență cu multe tipuri de transmisii convenționale cu interferențe minime. Semnalele cu spectru larg adaugă zgomot minim la comunicațiile cu frecvență îngustă și invers. Drept urmare, lățimea de bandă poate fi utilizată mai eficient

 

Să ne imaginăm din nou situația cu emițătorul de la Paris și receptorul de la Londra. Dar de această dată există și la Beauvais un emițător al aviației, pe banda de 3.1 MHz, care nu își schimbă frecvența, un emițător normal.

Mai există și altul pe frecvența de 3.7 MHz, amplasat pe Rue de la Cité nr. 6, la Prefectura de Poliție.

În mod normal emițătorul partizanului i-ar deranja pe ceilalți doi.

Dar, deoarece el își schimbă frecvența de 80 de ori/secundă, să spunem, doar o porțiune de 1/80 din transmisia polițiștilor sau a aviatorilor va fi afectată.

Dacă de exemplu cei doi și-ar transmite SMS-uri cu viteza de 80 de litere/secundă, doar o literă din 80 ar lipsi, ceea ce înseamnă că mesajul recepționat ar fi cât se poate de inteligibil.

Și nici emisia patriotului francez nu ar fi afectată prea mult de către polițiști și de către turnul de contol al aeroportului, deoarece emițătorul său nu emite pe aceeași frecvență cu fiecare din cei doi decât 1/80 din timp, ceea ce în cazul unei emisii în fonie sau în morse este nesemnificativ.

 

Același principiu este folosit și pentru economisirea spectrului radio al echipamentelor moderne, un exemplu pe care fiecare îl avem în casă fiind routerele.

Într-o scară de bloc, de exemplu, sunt o mulțime de routere (adică emițătoare radio) care folosesc același spectru de frecvențe. Dar pentru că saltul de frecvență se face la fiecare router în altă ordine, perturbările sunt minime și sunt oricum corectate prin alte metode.

 

 

***

 

Pentru invenţia lor, Hedy Lamarr şi prietenul ei, compozitorul de musical-uri George Antheil, au primit patentul U.S. cu numărul 2.292.387

 

 

Leave a comment.

Your email address will not be published. Required fields are marked*