Журнал «Компьютерра» №30 от 23 августа 2005 года

В архиве patft.uspto.gov нашлись три патента. Один заурядный – на имя Бобье зарегистрирован новый способ экранирования стоек с радиоаппаратурой. Второй – главного инженера компании Надим Хана, предложившего скоростной модулятор новой конструкции. И третий, самый главный, где Бобье и Хан описывают необычный способ применения амплитудной модуляции. В американском патенте № 6.901.246, выданном 31 мая 2005 года на «Suppressed cycle based carrier modulation using amplitude modulation», предлагается следующее.

Берем передатчик, излучающий одну синусоидальную несущую волну, ширина которой (иначе говоря – сколько герц она занимает в эфире) должна быть как можно меньше. В идеальном случае – бесконечной малой, как толщина прямой линии в геометрии. Благодаря такой предельной фокусировке даже слабый передатчик выдаст в эфир сигнал с высокой спектральной мощностью. Настолько высокой, что она несомненно будет мешать обычным пользователям и потому потребует свободной полосы в эфире (очень узкой).

Затем берем приемник, который принимает эту мощную и предельно узкую (а потому никому не мешающую) волну. Как передавать данные приемнику? Очень просто – амплитудой каждого цикла волны. Представьте обычную синусоиду, имеющую, грубо говоря, «горбы» одинаковой высоты (да простят мне специалисты эти детские термины). Так вот, Бобье предлагает логическую единицу передавать «горбом» максимальной высоты, а ноль – немного меньшей. Причем передавать один бит данных должен каждый цикл несущей. Соответственно, приемник, вылавливая из эфира одну волну (!) с частотой 100 МГц, превращает ее в поток скоростью 100 Мбит\с. Видимо, этим и занимается Wavelet Pass Filter.

Здесь читатели, кое-что понимающие в природе волн, наверняка воскликнут: «А как же боковые полосы?!» Да, с ними интересно… Сначала поясним тем, кто не понимает (ну, скажем так, школьникам ), о чем идет речь.

Проведите на своем компьютере простой эксперимент – возьмите любой звуковой редактор и сделайте в нем синусоиду с частотой, например 10 тысяч герц. Взгляните на нее в спектроанализаторе (хотя бы WinAmp’а) – вы увидите плато, посреди которого высится один 10-килогерцовый пик. Все правильно – это простая волна с единственной частотой. Теперь наполовину уменьшите у синусоиды высоту каждого второго цикла («горба»). Если все сделано правильно, то в спектроанализаторе вы увидите странную картину: по бокам от прежнего пика появились меньшие. Откуда эти сигналы? Вы же не добавляли новых волн. И не меняли частоту первоначальной синусоиды. Изменилась только громкость ее отдельных циклов. Вот эти сигналы и есть боковые «полосы». Самые мощные из них отстоят от основного сигнала на половинной и двойной частоте, поскольку вы меняли громкость каждого второго цикла.

Оказывается, когда единичная синусоида каким-то образом подвергается воздействию (например, меняется ее амплитуда), она перестает быть единичной. Появляется спектрально более сложный сигнал, содержащий несколько частот. Чем сложнее воздействие на синусоиду (правильнее сказать – на несущую волну), тем больше появляется дополнительных частот (боковых полос). А чем воздействие сильнее – тем сигналы на боковых полосах мощнее. Если вы попробуете отрезать новые частоты эквалайзером, то увидите, как это обрезание будет нейтрализовывать внесенные вами изменения. То есть синусоида будет возвращаться к первоначальной форме, когда все ее циклы были одинаковыми. Понять этот момент крайне важно – без боковых полос существует лишь идеальная волна с постоянной амплитудой, которая не несет в себе информации. Если мы воздействуем на волну, чтобы передать ей данные, это неизбежно создает сигналы на других частотах. Если мы полностью заглушим эти сигналы – несущая волна потеряет всю информацию.

Как было сказано выше, в своем патенте Бобье предлагает менять амплитуду каждого (!) цикла несущей, что автоматически создаст в эфире паразитные сигналы на соседних частотах. Более того, поскольку при реальной передаче будут подавляться случайные циклы в случайной последовательности (ведь нули и единицы данных будут идти как попало), то, например, нижняя боковая полоса такого сигнала займет все частоты в эфире, от нуля и до самой несущей. Возникнет тот самый широкополосный сигнал со случайными всплесками, который маркетологи компании уже успели назвать именем xGFlash и зарегистрировать как торговую марку. Тут теорема Шеннона действительно не нарушается – первоначальная узкая волна с частотой 100 МГц, после модуляции каждого цикла обретает ширину в те же 100 МГц! И вот такой она передается через радиоэфир.

Однако в метровом диапазоне нет свободных ста мегагерц. Что делать?