Васин В.И. Информационные технологии в радиотехнических системах. Под ред. И.Б.Федорова (2003), страница 126

9.56, диаграммы, поясняющие прин- Работы системы тактовой синхРоципы оценки точности определения вре- низации ШПС от системы тактовой менного положения простого (/) и слож- синхронизации простых сигналов. ного (2) сигналов Погрешности оценки временного положения принимаемого сигнала определяются его корреляционной функцией и отношением сигнал — шум на выходе СФ.

Идеальными сигналами для синхронизации следует считать такие, у которых боковые выбросы корреляционной функции невелики, например периодические М-последовательности. Оценим приближенно, как влияют нормальные и аномальные ошибки на точность синхронизации сложных сигналов с идеальными корреляционными функциями. Временное положение выходного сигнала СФ с наибольшей достоверностью можно оценить по положению точки, где крутизна Я1т) максимальна 1рис. 9.56).

Для сигналов с треугольной формой корреляционной функции крутизна постоянна и равна ЕВ/Т„где  — база сложного сигнала. Поэтому координата этой точки выбрана равной Е/2. Флуктуации шума с законом распределения ил1и ) и дисперсией о~ = ЕИ42 приведут к погрешностям измерения временного положения с дисперсией о2 — Т2 /(262В2) (9.34) Этот результат практически совпадает с оценками, получаемыми при точном анализе, Теперь оценим аномальные ошибки. На интервале Т, выходное напряжение СФ можно представить во времени В независимыми отсчетами, один из которых принадлежит пику корреляционной функции, а остальные 1 — 1) — шуму.

Тогда для сигналов с идеальной формой КФ при вынесении Решения о наличии пика в каждой позиции вероятность ложного синхронизма Рлл/1) численно равна вероятности ошибки при различении двух ортогональных сигналов. Поскольку аномальные ошибки могут возникнуть независимо в любой из  — 1 точек, то их результирующая вероятность имеет вид Рлл 1 (1 Р (1)) (В 1)~ л л(1)~ 638 9. 7.

Синхронизация в системах передачи дискретной информации а дисперсия определяется формулой о2 = Т2П2. Дисперсию ошибок синхронизации с учетом нормальных и аномальных ошибок можно записать в виде о~~ =Р о' +(1 — Р )о,. (9.35) Подставив в (9.35) выражение для вероятности аномальных ошибок Р,„м — ехр— и приняв во внимание, что в реальных ситуациях р ~ 1, окончательно по- лучим от =Т, — ехр — — + С увеличением базы сигнала В и при фиксированном й' нормальные ошибки уменьшаются, а аномальные растут. Нетрудно найти значение В,, при котором достигается минимум дисперсии ошибки: В, =3 — ехр— 639 Например, для 12~ = 2 база В, = 3, а для Ь~ = 24 база В, = 50. Когда сложные сигналы обрабатываются в корреляторах, синхронизацию выполняют в два этапа.

Сначала, изменяя временное положение опорного сигнала, последовательно просматривают область неопределенности и грубо находят положение центрального пика взаимной корреляционной функции (этап поиска), а затем следящим устройством уточняют положение его максимума (этап слежения). Центральный пик необходимо искать с шагом Ы„не превышающим 0,5!Г,.

При этом исключается возможность его пропуска в отсутствие помех. Обшее время синхронизации складывается из времени поиска Тев и слежения Т . Дисперсию ошибок слежения можно приближенно оценить по формуле (9.34), подставив Ь' = Р,Т /Фт При неподвиясиых относительно друг друга приемнике и передатчике 2 и высокой стабильности генераторов опорных частот требуемая точность о, достигается соответствующим выбором времени слежения Тс„. Этап поиска характеризуется продолжительностью Т„, и вероятностью его правильного завершения Р„„, =! — Р„. Существующие процедуры 9.

Радиотехнические сисптемы передачи информации поиска можно условно разбить на два класса: с фиксированным временем анализа на каждой позиции и с переменным. Минимальное время поиска можно получить для переменного времени анализа в каждой позиции (последовательная процедура оценки). Реализуется этот метод наиболее просто для схемы принятия решения с двумя порогами им и ита (ита < ита). Если при анализе в течение времени Т„превышен порог и„ь но не превышен инп то наблюдение повторяется.

Поиск считается завершенным, если превышен порог ита Пропуск синхронизма с вероятностью Рис приводит к повторному просмотру области временной неопределенности, при этом продолжительность поиска оказывается случайной величиной. Среднее время поиска с учетом пропуска находится по формуле т-.,=нт.~~,тТт.'.) ит.'(1+ " где М вЂ” среднее число шагов при поиске без пропусков. При выборе шага Лг = 0,5 Р, число М= В. Зная связь между вероятностью ложной синхронизации в одной точке анализа Р„,(1), вероятностью пропуска Ре е и временем анализа Т,: — 1п + — — 14, Р (1) с пс 2 1, 2ФсВ1 откуда несложно найти время поиска т„,= ' и( (9.36) 640 можно найти зависимость продолжительности поиска от времени анализа Т, при фиксированных значениях В и Р,,(1).

Для определения оптимального значения времени анализа целесообразно использовать численные методы или моделирование процедуры поиска. В качестве ориентировочной оценки воспользуемся результатами расчета времени поиска для процедуры с однократным просмотром области неопределенности и принятием решения в точке с максимальным значением напряжения на выходе коррелятора.

В этом случае вероятность ложной синхронизации на одном шаге определяется следующим образом: 9.8. Перспективные системы передачи информации Формула (9.36) наглядно характеризует влияние отношения сигнал — шум Р,йо, вероятности ложной синхРонизации В„,дУ и, Р„,(1) и степени сложности сиг- Х к(р) нала В на продолжительность поиска Т„,.

к Устройство слежения (рис. д ,' 9.57) по принципу работы подобно устройству тактовой синхронизации. Оно включает в свой Выход состав дискриминатор (Д), определяющий рассогласование по Рис, 9.57. Структурная схема устройства слежения за временным положением вРемени междУ входным и опоР- сложного сигнала ным сигналами, устройство управления временным положением опорного сигнала (УУ) и низкочастотный фильтр К~р) цепи обратной связи.

Для получения дискриминационной характеристики их(Лт) = КЬт (при малых значениях от), где Лт — временное рассогласование между входным и опорным сигналами, определяется разность напряжений с выходов двух корреляторов (К), на которые поданы опорные сигналы со сдвигом по времени.

Временной сдвиг Ы, чаше всего выбирают так, чтобы обеспечить максимальную крутизну дискриминационной характеристики, т. е,минимальную ошибку слежения. 9.8. Перспективные системы передачи информации 9.8.1. Системы наземной подвижной связи В последние годы во всем мире особенно быстрыми темпами развивается связь с подвижными объектами. Все большее распространение получают системы связи общего пользования, которые представляют абонентам, находящимся в движении, комплекс услуг: от образования диспетчерских и технологических служб отдельных ведомств до автоматического соединения с аоонентами городской телефонной сети, а по междугородным и международным линиям связи — с абонентами других городов и стран. Системы подвижной радиосвязи обшего пользования до настоящего времени служили дополнением городских телефонных сетей, так как по сравнению с числом абонентов стационарных сетей число абонентов подвижной связи было сравнительно невелико.

Однако если число абонентов телефонных сетей в промышленно развитых странах имеет тенденцию к 641 22 — 78!6 9. Радиотехнические системы передачи информации стабилизации, то число абонентов систем связи с подвижными объектами непрерывно растет и темпы роста их с каждым годом увеличиваются. В перспективе произойдет полное слияние сетей радиосвязи с подвижными объектами с проводными телефонными сетями в единую объединенную информационную сеть радиопроводной персональной связи.

Развитие систем подвижной радиосвязи общего пользования шло по двум направлениям: создание систем с большими зонами обслуживания (радиально-зоновых систем) и малыми, как правило, с «сотовой» структурой— сотовых систем подвижной связи (ССПС). Благодаря ряду преимуществ ССПС перед радиально-зоновыми системами они получили широкое внедрение в практику. Одно из главных преимуществ состоит в том, что они могут обеспечить высокую надежность и качество связи по всей рабочей зоне при значительно меньших мощностях передатчиков как центральных (базовых), так и абонентских станций (АС).

Это объясняется тем, что в ССПС каждая базовая станция (БС) обслуживает небольшие по площади зоны— соты, на всей территории которых отношение сигнал — шум на входах приемников АС и БС, необходимое для обеспечения требуемого качества передачи сообщения, может быть получено при сравнительно малых мощностях передатчиков этих станций. В радиальных системах, где центральная станция (ЦС) обслуживает зону большой площади (радиусом 50...100 км), то же качество связи обеспечивается при большей мощности передатчиков. Другое важное достоинство ССПС вЂ” это экономия частотного ресурса вследствие повторного использования одних н тех же частот в различных зонах территории, обслуживаемой системой, удаленных друг от друга на достаточные расстояния.

Число абонентов ССПС зависит от пропускной способности системы связи между абонентскими и базовой станциями в пределах одной соты и числом БС. Последнее равно числу сот, которое при фиксированной площади территории обслуживания возрастает по квадратичному закону с уменьшением радиуса зоны (расчеты и практическое использование ССПС показывают, что радиус соты должен быть не менее 1,5 км, в противном случае усложняется процесс эстафетной передачи при движении объекта).

С уменьшением радиуса рабочей зоны н, соответственно, мощности передатчиков АС и БС значительно снижается биологическое воздействие системы на живые организмы, улучшается электромагнитная совместимость (ЭМС) абонентов в ССПС и ЭМС между ССПС и другими системами, использующими соседние участки радиоспектра, а также снижаются стоимость и габаритные размеры абонентских станций. Важная особенность ССПС заключается в возможности ее создания без значительных начальных капитальных затрат. Сначала ССПС развертывается с крупными рабочими зонами (радиусом примерно 10 км) и относи- 642 9.8.