Скляр Б. Цифровая связь (2003) (1151859), страница 173
Текст из файла (страница 173)
Частота передачи (сплошная линия) и центр диапазона передачи данных (пунктир) соотносятся межлу собой так же, как для каждого из элементарных сигналов, соответствуюших определенному символу (рис. 12.12). 12.4.4. Быстрая и медленная перестройка частоты В системах расширения спектра методом прямой последовательности термин "элементарны символ" й л" означает символ псевдослучайного кода (наиболее короткий ин обозначает символ системы 1зЯ).
В системс с перестройкой частоты тот же термин о означает кратчайший непрерывный сигнал. , Различают системы связи медленной (3(отч-(ге1)пенсу — 3РН) и быст ой (Газ!-багет)пепсу )торрпщ — РРН) перестройки чистоты. Для )терр!пя — и ыстр й ма ионный символ. В системы кратча ш й БРН й и непрерывный сигнал — зто информацио на система РРН со ско- РРН вЂ” это скачок частоты. На рис. 12.14, а представлена система со случае — это ск чо 1 бО скачков/с.
ростью передачи данных сим 30 маслов/с и скоростью изменения частоты бО с (1130 ). На ис нкс показан сигнал з(т) в течение времени род пе ачи одного символа ( с. Изменение формы сигнала в центре графика з(т) связано реди с оче ой скачкообразной перестройкой частоты. В данном примере э р элемента ный сигнал соответствует изме- . Кажд й ительности символа..ды нению час готы, поскольку время псрестроики меньше дл , б иллюс ируетэлементарный сигнал соответс с ответствует половине символа На рис.
12.! 4, тр вна 30 ся использование системы с стемы БРН. Скорость передачи данных по-прежнему равна — с изоб ажен на ов/с; ско сть изменения частоты — 10 скачков/с. Сигнал з(з) изо ражен на времени передачи трех элементарных сигналов, с,. дан протяжении вре е ти из х символов. ре скачки частоты пр оисходят в начале и конце последовательности тре мо ля ии. Теперь злеменФо ма сигнала меняется вследствие изменений режима модуляции. еперь длительность которого тарныи сигнал с ал соответствует информационному символу, и меньше интервала между изменениями частоты. 1 интервал передечи символе = 1130 о 2 символе нв каждый интврввл Элемент~ - Элемент символе 1 оимволв 2 =112 интврввлв первдвчи символе = 1130 о в) ) 3 символа нв каждый интервал Элемент Элемент — — ( Элемент 2 символа 3 символа 1 символа = !интервал пвредвчи символа 1130 с б) Рис.
1214. Элементарный сигнал в систеиик ГН/МНК. '1 .' а) система МГАХ с скачкообразной лгргстройкой частоты, скор рг ость лг дачи динньак 30 симво- р " 1 /с, 1 эягментарный сигнал яов/, в/с, скорость изменения «астоты бй скачков/, интервал мелсду скачками частоты; б1 то лог, но скоро о сть изменения чистоты 1О склчков/с, 1 элементарный сигнал = 1 символ 12.4. Системы со скачкообразной перестройкой частоты На рис. 12.15, а представлен пример двоичной системы гБК с использованием ЕгН. Сигнал разделен на У = 4 части, т.е.
4 элементарных сигнала соответствуют одному биту. Как и на рис. 12.13, пунктир показывает центр диапазона передачи данных, а непрерывная линия — частоту символа. В данном случае длительность элементарного сигнала равна интервалу между скачками частоты. На рис. 12.15, б представлен пример системы РБК с использованием БГН. В этом случае в течение промежупса между скачками частоты производится передача трех бит. В данной схеме БВН длительность элементарного сигнала равна времени передачи одного бита.
Каким было бы время передачи элементарного сигнала, если бы в последнем примере система была не двоичной, а восьмеричной, т.е, каждые 3 бит передавались бы как один информационный символ? В этом случае временные границы символа и интервала между скачками частоты совпадали бы. Таким образом, длительность передачи элементарного сигнала, интервал между скачками частоты и время передачи символа были бы одинаковы.
Биты Частота Время Длительность элементарного сигнала а) Частота Время Длительность ) элементарного сигнала б) Рис. !2.15. Двоичные системы связи с использованием быстрой и медленной перестройки частоты: а) быстрая перестройка частоты: 4 скачка/бит) б) медленная перестройка частоты: 3 бит/скачок 12.4.5. Демодулятор ЕРН/МЕЗК На рис. 12.16 приводится схема стандартного демодулятора МГБК в системе с быстрой скачкообразной перестройкой частоты (ггН/МгБК). Обработка сигнала начинается с обращения скачков частоты. Для этого используется генератор псевдослучайной последовательности, аналогичный сушествуюшему в передатчике.
После прохождения через фильтр нижних частот ширина полосы сигнала становится равной ширине полосы данных. Затем сигнал демодулируется с использованием блока нз ле детекторов 788 Глава 12. Методы расширенного спектра энергии (или детекторов огибающей).
За каждым детектором следует схема одностороннего ограничения и накопитель. Схемы ограничения играют важную роль при наличии намеренных помех; их применение будет подробно рассмотрено ниже. Следует отметить, что демодулятор не лрынимает решения относительно значения символов иа основе изучения отдельных элементарных сигналов. Вместо этого после получения энергии Ф элементарных сигналов и после того, как энергия Н-го сигнала сложится с энергиями предыдущих Ф-1 сигналов, демодулятор принимает решение, выбирая символ, соответствующий накопителю С (1 = 1, 2, ..., М) с максимальной энергией.
Схема одностороннего Набор и ограничения накопителей Рис. 12 1о. Демодуиглор РАН/МгБК 12.4.6. Коэффициент расширения спектра сигнала В уравнении (12.27) приводится общее выражение для коэффициента расширения спектра сигнала: б, = Иг,,гл. Для системы расширения спектра методом прямой последовательности величина И'и равна скорости передачи элементарных сигналов Я„а, При использовании скачкообразной перестройки частоты уравнение (12.27) также выражает коэффициент расширения спектра, однако значение И'и равно ширине полосы частот, в пределах которой может происходить изменение частоты. Данную полосу называют полосой перестройки (корр!пй Ьапд) И'„.
Таким образом, коэффициент расширения спектра сигнала для системы со скачкообразной перестройкой частоты можно записать в следующем виде: (12.29) 12.5. Синхронизация В системах расширенного спектра (Рб и РН) для успешной демодуляции принятого сигнала приемник должен обладать синхронизяроаалной копией расширяющего или кодового сигнала. Процесс синхронизации сгенерированного приемником расширяющего сигнала и полученного сигнала расширенного спектра обычно проходит в 759 Ш2.5. Синхронизация два этапа. На первом этапе два сигнала приводятся в грубое соответствие друг другу (процесс первоначальной синхронизации).
В ходе второго этапа обработки (этлал сопровождения) с помощью контура обратной связи последовательно выбирается сигнал, наиболее точно соответствующий полученному. 12.5.1. Первоначальная синхронизация Задача данного этапа — синхронизировать полученный сигнал расширенного спектра и локально сгенерированный сигнал расширения путем поиска в двухмерной области временной и частотной неопределенности. Различают когерентные и некогерентные схемы первоначальной синхронизации.
В большинстве случаев используется некогерентный метод. Зто связано с тем, что обычно сужение сигнала производится до синхронизации несущей. Следовательно, фаза несущей на данном этапе неизвестна. При определении неопределенности по частоте и времени необходимо учитывать следующее. 1.
Неопределенность в расстоянии между приемником и передатчиком переходит в неопределенность во времени задержки распространения сигнала. 2. Несоответствия в работе тактовых генераторов приемника и передатчика приводят к разности фаз между соответствующими расширяющими сигналами, которая имеет тенденцию к росту как функция времени, затраченного на синхронизацию. 3.
Неопределенность в скорости движения приемника относительно передатчика переходит в неопределенность значения доплеровского сдвига частоты в полученном сигнале. 4. Относительное несоответствие между частотными генераторами приемника и передатчика приводит к сдвигам частот между двумя сигналами. 12.6.1.1. Структуры корреляторов Общая особенность всех методов синхронизации — определение корреляции полученного и сгенерированного сигналов с целью создания меры их схожести.
Затем эта мера сравнивается с пороговой величиной для определения, синхронны ли сигналы. Если да, приемник переходит к этапу сопровождения. В противном случае он изменяет частоту или фазу сгенерированного кода (что фактически является поиском во временной и частотной областях), после чего снова проверяется корреляция.
Рассмотрим простой пример синхронизации в системе расширения спектра методом прямой последовательности с использованием параллельного поиска (рис. 12.17). Сгенерированный приемником код я(г) передается с задержками, которые вводятся через половину периода передачи элементарного сигнала (Т/2). Если неопределенность во времени между полученным сигналом и локальным кодом равна времени передачи )т', элементарных сигналов, а полный параллельный поиск в области временной неопределенности должен быть произведен в течение одного непрерывного временного интервала, то используется 2Ф„корреляторов.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
