Ипатов В. Широкополосные системы и кодовое разделение сигналов (2007)

В.ИПАТОВ Широкополосные системы и кодовое разделение сигналов. Принципы и приложения Перевод с английского под редакцией автора ТЕХНОСФЕРА Москва 2007 Ипатов В. Широкополосные системы и кодовое разделение сигналов. Принципы и приложения Москва: Техносфера, 2007. — 488с. 1$В1М 978-5-94836-128-4 Широкополосные принципы и множественный лоступ с коловым разделением лежат в основе многих современных беспроводных систем передачи, сбора и обработки информации.

Убедительным показателем коммерческой жизнеспособности широкополосной философии стал успех систем мобильной связи стандарта сбшаОпе и согласованная позиция телекоммуникационного сообгдества в выборе СОМА как базовой платформы мобильного радио третьего (15МТЯ. соша2000) и последующих поколений. Книга имеет целью изложение строгой теории широкополосных сигналов и систем в гармонии с разносторонними физическими интерпретациями и примерами практических приложений. Особое внимание улелено синтезу лискретных псевлослучайных послеловательностей лля залач дальнометрии, синхронизации, разрешения сигналов, а также оптимизации ансамблей последовательностей для кодового разделения.

Книга алресована студентам и аспирантам соответствующего профиля, научным работникам и инженерам-проектировщикам. Яргеад Ярес$ппп анд С11МА ргппр!ез впд АррБсвнаи 'Ь Р!ю © 3о1зп ЪЧ!еу х Ьопз1 Я, 2005 Все права защищены. Авторизованный перевод с английского издания Зо1зп ЪЧ1еу Й Ьопз © ЗАО 7РИП "Техносфера" перевол на русский язык, оригинал-макет, оформление, 2007 1ЯВХ 978-5-94836-128-4 1БВХ 0-470-09178-9 (англ.) Содержание 16 19 19 23 27 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6 Задачи в пакете МАТ1 АВ .

. 104 Предисловие к русскому изданию Предисловие .. Глава 1 Широкополосные сигналы и системы .. 1.1. Основные определения 1.2. Краткий исторический обзор. Глава 2 Классические задачи приема и синтез сигналов... Гауссовский канал, общая задача приема, оптимальные решающие правила. Передача двоичных данных 1детерминированные сигналы) .... М-ичная передача: детерминированные сигналы ...................

Комплексная огибающая радиосигнала................................. М-ичная передача: некогерентные сигналы .......................... Обмен выигрыша от ортогонального кодирования на ширину полосы. 2.7. Примеры множеств ортогональных сигналов ........................ 2.7.1. Кодирование временным сдвигом. 2.7.2. Кодирование частотным сдвигом.

2.7.3. Ортогональное кодирование широкополосными сигналами ... 2.8. Оценка параметров сигнала. 2.8.1. Формулировка задачи и правила оценки ........................ 2.8.2. Точность оценки 2.9. Оценка амплитуды 2.10. Оценка фазы 2.11. Автокорреляционная функция и огклик согласованного фильтра... 2.12. Оценка запаздывания радиосигнала.

2.12.1. Алгоритм оценки . 2.12.2. Точность оценки . 2.13. Оценка несущей частоты . 2.14. Одновременная оценка запаздывания и частоты.................... 2.15. Разрешение сигналов . 2.16. Резюме Задачи . 27 32 38 46 50 53 56 56 59 59 64 64 67 70 71 72 75 75 78 84 86 90 95 96 (6 Содержание ...

112 112 113 115 118 124 126 Глава 4 Многопользовательская среда. Множественный доступ с кодовым разделением 159 4.1. Системы с многими пользователями и проблема множественного доступа . 4.2. Множественный доступ с частотным разделением .............. 4.3. Множественный доступ с временным разделением.............. 159 162 163 4.4. Множественный доступ с синхронным кодовым разделением .. 165 ... 167 ... 171 4.6.1.

Проблема повторного использования ресурса и сотовые системы . 4.6.2. Число пользователей на соту при асинхронном кодовом разделении Задачи Задачи в пакете МАТ! АВ 171 173 177 179 Глава 3 Преимущества широкополосной передачи... 3.1. Помехоустойчивость. 3.1.1. Узкополосная помеха 3.1.2. Заградительная помеха 3.2. Низкая вероятность обнаружения ..

3.3. Криптозащищенность сигнала . 3.4. Электромагнитная совместимость. 3.5. Эффекты распространения радиоволн в беспроводных системах 3.5.1. Распространение в свободном пространстве ... 3.5.2. Затенение . 3.5.3. Многолучевые замирания 3.5.4. Показатели качества 3.6. Разнесение .

3.6.1. Методы комбинирования. 3.6.2. Организация ветвей разнесения ................. 3.7. Многолучевое разнесение и приемник В,АКЕ ........ Задачи Задачи в пакете Х!АТЕАВ 4.5. Асинхронное кодовое разделение........... 4.6. Асинхронное кодовое разделение в сотовых сетях... 127 ... 128 129 130 134 138 139 ... 140 ... 143 .

148 152 ~~~ 8 Содержание Глава 5 Дискретные широкополосные сигналы .. .. 183 Широкополосная модуляция. Обобщенная модель и категории дискретных сигналов . Корреляционные функции АФМ сигналов ................... Вычисление корреляционных функций кодовых последовательностей 5.5. Корреляционные функции ЧМ сигналов ...................... 5.6. Выигрыш от обработки Задачи . Задачи в пакете МАТЬАВ .................,.....„„„„„„...,.„ 5.2 5.3 5.4 .

183 ..... 184 ..... 185 1лава 6 Широкополосные сигналы для измерения запаздывания, синхронизации и временного разрешения.................... 199 ... 199 Сигналы с непрерывнои ~астотнои модуляциеи..................... 201 Критерии хорошей апериодической АКФ АФМ сигналов ....... 205 206 Идеальная периодическая АКФ. Минимаксные бинарные последовательности . . 210 Начальные сведения о конечных полях и линейных последова- тельностях . 214 6.6.1.

Понятие о конечных полях 214 6.6.2. Линейные последовательности над конечными полями ..... 215 . 218 ... 221 . 224 227 6.6.3. ш-последовательности . 6.7. Периодическая АКФ т-последовательностей .. 6.8. Дополнение о конечных полях 6.9. Последовательности Лежандра 6.10. Вновь о бинарных кодах с хорошими апериодическими АКФ...... 229 6.11. Последовательности с идеальной периодической АКФ............ 233 6.11.1.

Бинарные последовательности с непротивоположными символами 6.11.2. Многофазные коды 235 6.11.3. Троичные последовательности 237 6.12. Подавление боковых лепестков вдоль оси запаздываний ......... 244 6.12.1. Фильтр подавления боковых лепестков...... 6.12.2. Расчет потерь в отношении сигнал. шум .. ... 244 ... 246 6.13. ЧМ сигналы с оптимальной апериодической АКФ .. 252 Задачи 254 Задачи в пакете ЫАТ1.АВ 257 6.1.

6.2. 6.3. 6.4. 6.5. Требования к АКФ: дополнительный экскурс ..... Оптимизация апериодических ФМ сигналов . 188 .. 191 . 194 . 194 .. 195 Содерлеаяие Глава 7 Ансамбли широкополосных сигнатур для систем с ко- довым разделением 264 7.1. Широкополосная передача данных 7.1.1. Прямое расширение спектра: бинарнаи модуляция данны- 264 264 ми и бинарные сигнатуры . 7.1.2.

Прямое расширение: общий случай .............,.................. 269 7.1.3. Широкополосная передача с прыгающей частотой ........... 274 7.2. Синтез ансамблей сигнатур для синхронных СЭМА систем с прямым расширением спектра 7.2.1. Постановка задачи 7.2.2. Оптимизация сигнатурных ансамблей по критерию минимума расстояния....:. 7.2.3. Последовательности, лежащие на границе Велча ...........

7.3. Подходы к синтезу ансамблей сигнатур для асинхронного кодового разделения с ПРС 7.4. Ансамбль сигнатур с временным сдвигом для асинхронного кодового разделения ... 302 7.5.1. Частотно-сдвинутые бинарные т-последовательности...... 302 ... 304 ... 307 310 Задачи . 313 Задачи в пакете МАТ1,АВ ...

316 Глава 8 Поиск и автосопровождение широкополосных сигналов в системах с прямым расширением спектра................... 322 ... 322 325 . 325 326 ... 331 . 335 335 ... 336 ... 337 ... 338 и среднее 7.5. Примеры минимаксных сигнатурных ансамблей .. 7.5.2. Ансамбли последовательностей Голда .. 7.5.3. Множества Касами и их расширения ... 7.5.4. Ансамбли Камалетдинова ..

8.1. Процедуры поиска и автосопровождения............... 8.2. Последовательный поиск . 8.2.1. Модель алгоритма. 8.2.2. Вероятность правильного завершения поиска число шагов.. 8.2.3. Минимизация среднего времени поиска........... 8.3. Методы ускорения поиска 8.3.1. Постановка задачи 8.3.2. Последовательный анализ в ячейках ............... 8.3.3. Последовательно-параллельный поиск .............

8.3.4. Последовательности быстрого поиска ............. 277 277 279 288 292 Д Содержанке Глава 9 Канальное кодирование в широкополосных системах ..... 354 ... 354 ... 357 9.2.1. Двоичные блоковые коды и обнаруживающая способность.... 357 9.2.2. Линейные коды и их полиномизльное представление........ 359 ... 363 ... 364 365 9.3.1. Сверточный кодер ..

366 9.3.2. Решетчатая диаграмма, свободное расстояние и асим- Глава 10 Некоторые направления дальнейшего прогресса в ши- рокополосных технологиях. 392 10.1. Многопользовательский прием иподавление помех множественного доступа 10.1.1. Оптимальное (МП) многопользовательское правило для 392 394 10.1.3. Алгоритм минимума среднеквадратической ошибки ........ 397 10.1.4.