Пенин П.И. Системы передачи цифровой информации (1976) (1151855), страница 53

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 53)

что эквивалентно условият (6л7). 36! ного сигнала использовать набор независимых шумовых реализаций конечной длительности? Обладая требуемыми корреляционными свойствами, шумовые реализации вместе с тем имеют крупный ~недостаток, связанный с их большим,пикфактором. Как известно, пикфактором колебания й«называют отношение максимальной величины этого колебания х, к эффекти~вному значению х,ф. Применительно к сигналам можно записать ~ах нли йа„— Р„«»~Р А~пах (6.18) и— где Р— пиковая мощность; Р, — средняя мощность сигнала.

Нетрудно, видеть, что й ~~1. В,реальных условиях необходимо считаться с ограниченностью пиковой мощности сигнала. В таких условиях сигналы с пикфактором, приближающимся к единице, обеспечивают хорошее использование мощности передатчика (высокий к. п. д. передатчика), а сигналы с большим,пикфактором — плохое. Таким образом, шумовые реализации с энергетической точки зрения применять нецелесообразно. Итак, вторым вребованием к сложным сигналам является хорошее использование мощности передатчика.

Одним нз важных условий успешного использования систем со сложными сигналами является необходимость оптимального (ил~и близкого к нему подоптимального) приема информации. Сложность реализации такого приема до сих пор одна яз основных трудностей, препятствующих более широкому внедрению указанных оистем в практику. Как было установлено в гл. 3, для реал~изации оптимального приема ~необходимо располагать «образцами» используемых сигналов.

Поэтому сложные сигналы должны допускать возможность воспроизведения их «образцов» ла приемной стороне линии связи. Помимо перечисленных, важным условием приема сложных сигналов является их четкая синхронизация. Итак, сложные сигналы должны: 1) иметь большую базу; '2) обладать «хорошими» корреляционными свойствами; 3) иметь сравнительно небольшой пикфактор, т. е. обеспечивать хорошую «энергетику» излучаемого сигнала; 4) обеспечивать возможность воспроизведения в,приемнике «образцов» используемых сигналов; 5) обеспечивать возможность четкой ~и надежной синхронизации в приемном устройстве, 282 6.5.

МБТОДБ1 ПОЛУЧЕНИЯ СЛОЖНБ1Х СИГНАЛОВ ~В настоящее время известен ряд методов получения сложных сигналов (8 — 1О). Наибольший интерес для цифровых систем передачи информации представляет получение сложных сигналов с помощью псевдослучайных бинарных последовательностей (М-последовательностей) ис помощью частотночвременного кодирования.

Достоинство этих методов в том, что они могут быть реализованы в основном с применением типовых элементов и устройств цифровой техники. 6.5.1. Получение сложных сигналов с помощью псевдослучайных бинарных последовательностей ~Псевдослучайной бинарной последовательностью длительностью со называют последовательность, сформированную по определенным правилам из дискретных элементов О и '1 так, чтобы ее корреляционные свойства были близки к соответствующим свойствам шумовой ~реализации такой же длительности.

Если обозначить длительность элемента последовательности через Лто, то число таких элементов в последовательности с длительностью та равно М= со/Лто=Бс»1. (8.19) Таюие последовательности в литературе часто называют М-последовательностями, а величину М вЂ” длиной, последовательности.

Наиболее известны и хорошо |исследованы М-последовательности, формируемые (генерируемые) двоичным регистром сдвига с логической обратной связью. Такой регистр представляет собой т последовательно соединенных триггерных ячеек, управляемых периодической последовательностью тактовых импульсов, вырабатываемых тактовым генератором, и импульсами, формирувмымы ~в устройстве логической обратной связи. Упрощенная структурная схема регистра показана на рис. 6.6*.

Рассмотрим работу этой схемы. Каждое плечо триггера (Т) может принимать два состояния — закрытое * Ключи К1 и Аа в схеме рис. 6.6 введены условно и нужны лишь для пояснении ее работы. 283 й открытое (которые условно;можно обозначать символами 0 н 1 или наоборот). Состоянием триггера будем называть состояние одного из его плеч (например, левого). Обозначим начальные состояния триггеров регистра через у«ь ум, ..., у«ь ", уз Ключи К1 и К2 при этом гг М'1 считаем разомкнутыми. Пусть в момент 1в ключ г К1 замыкается и на все дихаг 7У Г2 - ГМ триггерные ячейки начи- нают поступать импульсы Мй зг ьг " А» от генератора тактовых импульсов (ГТИ). Под действием этих импульсов триггеры изменяют свое «» обрптной сбои состояние на противопо- ложное или сохраняют Ркс 6.6, прежнее состояние в зави- симости от того, какое начальное состояние имел данный триггер и триггер, находящийся перед ним.

В результатекаждый триггер последовательно принимает все состояния предшествующих ему триггеров. Если снимать напряжение с последнего триггера, то оно последовательно принимает состояния ув, ум п,, уо;,, ум, т. е. представляет ~последовательность, состоящую нз т элементов, соответствующих символам О и 1. После т тактовых импульсов напряжение на выходе последней триггерной ячейки не меняется и она принимает состояние ум. Таким образом, если регистр,не имеет обратной связи (ключ К2 разомкнут), то поддействием тактовых им пульсов на его выходе образуется только одна кодовая комбинация из и элементов, соответствующих начальным состояниям триггерных ячеек. В данном случае регистр представляет собой устройство памир, в котором «записана» некоторая кодовая комбинация, которая может быть выведена (считана) в нужное время. Чтобы регистр формировал дискретную последовательность непрерывно, т.

е.,работал .как генератор такой последовательности, необходимо ввести обратную связь — замкнуть ключ К2. В этом случае в устройстве логической обратной связи формируется функц~ия рл(То Тз, ".. Ть .. Те) =,5', Ь!ф(шоб2), (6.20) !=! которая называется логической функцией обратной связи. В (6.20) коэффициенты Ь; могут принимать значения 1 или О в зависимости от того, какие ячейки триггеров ччаствуют в формировании функции )г~, определяющей обратную связь. Вначвния у, определяются фактическими состояниями тр~иггерных ячеек в процессе работы.

Получение логической функции сводится к выбору совокупности коэффициентов Ь,, определяющих, какие ячейки триггеров должны быть связаны с устройством логической обратной связи. Коэффициенты Ь; выбираются в соответствии с определенным правилом, которое позволяет получить последовательность максимальной дли. ны для регистра с заданным числом ячеек.

Это правило может быть установлено на основе хорошо разработанной теории рвкуррентных,последовательностей (9, 11, 121. Эти вопросы выходят за рамки данной книги, ~и мы на них останавливаться не будем. Укажем лишь, что имеются весьма подробные таблицы, которые содержат правила получения логической функции обратной связи г"„ для последовательностей разл~ичной длины (12). Сформированная в соответствии с логической функцией дискретная, последовательность символов О и 1 подается на вход первой триггерной ячейки регистра. В,результате действия тактовых импульсов и импульсов обратной связи регистр окажется в режиме ~непрерывной смены состояний, т. е.

будет генерировать дискретную последовательность элементов. Общее число различных состояний, которые последовательно примет регистр сдвига, определяется числом триггерных ячеек т и тем, что каждая из них может находиться в одном мз двух возможных состояний. Очевидно, что число,различных состояний региспра (исключая нулевое состояние) равно М= 2т — 1. (6.21) Следовательно,,после каждых М разных состояний регистр, находящийся в режиме генерирования, начинает повторять эти состояния. Иными словам~и, регистр гене,рирует дискретную последовательность элементов, структура которой периодически .повторяется, через каждые М элементов.

Величина М поэтому называется периодом последовательности. Регистр с обратной связью, образованной суммированием по «модулю два» состояний некоторых заранее 2% выбранных триггерных ячеек, называется линейным регистром сдвига или генератором псевдослучайной последовательности импульсов. Генерируемую последовательность, можно снимать не только с выхода последнего тр~нггера, но и с любого другого триггера.

При этом последовательность имеет ту же структуру и отличается только сдвигом по времени. Рассмотрим теперь работу линейного регистра сдан. га, когда необходимо получить псевдослучайную последовательность импульсов, однозначно соответствующую исходной двоичной ~информационной последовательности символов. Рис 6.7. Выше указывалось, что:перед началом работы регистра необходимо задать начальные условия в его ячейках, т. е..ввести,в регистр некоторую начальную комбинацию символов. Эта комбинация олредрляет начало последовательности н ее внутреннюю структуру в ~пределах периода.

Если перед началом, каждого периода М-лоследовательностн изменять начальные условия, то структура внутри каждого периода М-последовательности также будет изменяться. При передаче двоичной цифровой информации начальные условия должны изменяться в соответствии с исходной информационной последовательностью двоичных символов. Один из возможных вариантов ввода исходной информационной последовательности в регистр сдвига ~приведен на рис.

Характеристики

Список файлов книги