Скляр Б. Цифровая связь (2003) (1151859), страница 180
Текст из файла (страница 180)
12.1. В результате послабления требований относительно максимально допустимых уровней мощности, коммерческими компаниями было разработано множество устройств радиосвязи расширенного спектра, Данные устройства значительно превосходят по возможностям низкочастотное радиооборудование низкой мощности, которое использовалось ранее.
Среди новых коммерческих применений технологии расширенного спектра можно назвать устройства связи офисной техники (например, совместное использование принтера или создание беспроводных локальных сетей), телефонную радиосвязь, торговое оборудование (кассовые аппараты, сканеры штрих-кода). 12.7.4. Сравнительные характеристики систем 08 и ГН Теоретически системы связи, использующие метод прямой последовательности (гйгес! зеоцепсе — РБ) и скачкообразную перестройку частоты (!гепцепсу корр!пб — ГН), могут обладать равной производительностью (например, при полном отсутствии помех или в открытом пространстве). Для мобильных устройств связи со значительными задержками многолучевого распространения, метод прямой последовательности наиболее приемлем, так как все побочные версии сигнала, время отставания которых превышает время передачи элементарного сигнала, являются "невидимыми" для приемника (см.
раздел 12.7.2). Системы ГН могут быль эффективны в такой же степени, только если скорость перестройки частоты выше скорости передачи данных, а ширина используемой полосы достаточно велика (см. главу 15). Использование системы радиосвязи со скоростной перестройкой частоты (!аз! Ггеоцепсу )горр!пя — ГГН) может быть связано со значительными материальными затратами (в основном, из-за необходимости применения высокоскоростных частотных синтезаторов). Скорость изменений частоты коммерческих систем ГН, как правило, ниже скорости передачи данных, и поэтому такие системы связи обладают свойствами низкочастотных радиоустройств.
Отметим, что интерференция при использовании медленной перестройки частоты (з!озу (геоцепсу !горр!пб — БГН) и метода прямой последовательности несколько отличается. Для устройств БГН характерно случайное появление мощных пакетов ошибок. При использовании РБ появление помех более равномерно распределено во времени, причем шумы являются непрерывными и менее мощными по сравнению с устройствами БГН. При высокой скорости передачи данных негативное влияние многолучевого распространения сигнала более значительно для систем ЗГН.
Для уменьшения этого влияния необходимо на протяжении длительного времени использовать чередование битов сигнала (см. главу 15). Сфера применения БГН ограничивается обеспечением разнесения в стационарных (или имеющих низкую скорость передвижения) системах радиосвязи. Кроме того, БГН может использоваться просто для удовлетворения стандарта Рап-15. Создание радиосистем РБ с большим значением коэффициента расширения спектра также может быть достаточно дорогостоящим (из-за применения высокоскоростных контуров). Чтобы избежать использования высокоскоростных контуров, значение коэффициента расширения обычно выбирают не более 20 дБ (29]. Пример 12.5.
Детектирование сягяалов, скрытых шумами В разделе 12.1.!.! было показано, что расширение спектра не дает преимуществ при наличии тепловых шумов. В данном примере будет доказано, что любое значение Е~/!уь доступное лля низкочастотной системы, остается неизменным после расширения спек|ра. Иными словами, применение расширенного спектра не дает определенных преимушеств при наличии тепловых шумов, однако и не ухудшает качество связи. Следовательно, расширение юапач 'УЯ7 1р 7 Иепопкчоалнмо спектра может быть использовано как длл удовлетворения требований Рап-!5, так и длл создания систем связи множественного доступа (например, систем СПМА, соответствующих стандарту 15-95). Расширение спектра методом прямой последовательности позволяет детектировать сигнал, уровень спектральной плотности мощности которого меньше аналогичного параметра шума, На рис.
12.3б, а представлен график спектральной плопюсти мощности полученного сигнала с интенсивностью 5ь(/) = 10 з Вт/Гц и шириной полосы 1 МГц. Поверхность, ограниченнал графиком, представляет собой прямоугольник. Скорость передачи данных Е будем считать равной 10ь бит/с. Рассмотрим шум А9УСгс) (изображен без соблюдения масштаба), который характеризуется спектральной плотностью мощности )!Гь(/) = 10 ь Вт/Гц и присутствует на всех частотах диапазона.
Требуется найти значение Еь//уь полученного сигнала длл рассматриваемого случая узкой полосы частот. После этого рассмотрим расширение описанного выше сигнала (ширина полосы расширенного спектра Иг„= 10' Гц), как показано на рис. 12.36, б. При этом полная усредненная мощность сигнала не изменяется по сравнению со случаем узкой полосы, Докажите, что при использовании широкополосного приемника Еь/!/ь полученного сигнала не изменится по сравнению с низкочастотным сигналом, а следовательно, не изменится и уровень возникновения ошибок.
Ва(0=10 ь Вт/Гц 1О-е Вт/Гц Иг= 1Оа Гц Ма(0 = 1О-а Вт/Гц О = 10 т Вт/Гц Иго= 1ЮЬГц Рис. 123б. Спектральная плотность мощности сигнала и шума: и) до расширения спектра; б) после расширение спектре Решение До расширения спектра полная усредненная мощность сигнала равна 5= 10 з Вт/Гц х 10ь Гц 10 Вт. Опрелелим полную среднюю мощность шума; А(= 10ь Вт/Гик 10'Гц = 1 Вт.
Еь/)ть полученного сигнала может быть записано в следующем виде: Еь Ю I Е 1ОВт/10 бнт/с = 10 или 10 дБ . Фа Ма 1О-6вт/Гц Паоле расширения спектра спектральная плотнасгь мощности сипала Зь(/) уменьшается во столько же раз, во сколько возрастает ширина паласы (в данном слу ие, на 2 порялка). Следовательно, полная усредненнал мощность сигнала после расширения по-прежнему равна 10 Вт. гВВ Спектральная плотносп, мощности шума А%ОХ не снижается после расширения спектра, Пол- нал УсРедненнаЯ мощнасп, шУма Равна Аг'= 1Ое Вт/Гц х 10' Гн = 100 Вт. Таким обРазом, Е/В/а полученного сигнала после расширения может быль вырюкено в следующем виде: Ев 5//г 5 Им 5 10Вт — — = — б = — х100=10 или 10дБ, )то ДГ'/И'„Р/'(, Л' ! )т' ' 100 Вт где коэффициент расширения спектра сигнала б, Иг /Е = 100 Процесс детектирования скрытых в шуме сипгалов расширенного спектра с использованием прямой последовательности не позволяет привести интуитивно понятную иллкюграцию (рис.
12.36, б). Подобным образом в выражении дэя принятого Ег///е после расширения спектра мошносп, сигнала связи равна 10 Вт, а мощность шума — 100 Вт, и снова интуитивно ничего нельзя сказать о возможности дегектирования сигнала. Значение Ег//!ге, аналогичное случаю с узкой полосой частот, позволяет получить коэффициент расширения спектра сипгава (который эатруднигельно представить визуально).
12.8. Сотовые системы связи ° 1968 ° 1981 тпо Зр Й Г гчтзпи гч та Беспроводные системы связи, в частности сотовые, используются для персональной связи сравнительно недолго. Наиболее важные моменты развития этой отрасли представлены ниже. Годы ° 1921 Начало работы радиодиспетчерской полицейской службы в Детройте, штат Мичиган.
° 1934 Применение систем мобильной связи с использованием амплитудной модуляции (атр1гшбе гпобц!а1юп — АМ) сотрудниками государственной и муниципальной полиции США. ° 1946 Для абонентов коммутируемой телефонной сети общего пользовании (рнЬ!!с-вгчйсЬег! 1е!ерйопе пехот)г — РБТЫ) стало возможным использование радиотелефонов. Начало разработок концепции сотовой связи в лабораториях корпорации Ве)!. Стандарт 1чМТ (1чоп)1с Мо!й!е Те)ерЬопе — северная мобильная связь), разработанный Епсшоп Согрогабоп для трех скандинавских стран, становится первой системой сотовой связи, работающей в реальных условиях. ° 1983 Корпорация Азпепгесй (Чикаго, США) начинает использование сшзшарта АМР8 (Абуапсеб МоЬг1е РЬопе 5уэгет — усовершенствованная система мобильной радиотелефонной связи) с применен)гем частотной модуляции.
° 1990-е Во всем мире начинается использование цифровой сотовой связи второго поколения. Система ОВМ (Сг!оЬа1 бувгегп Гог МоЬг!е — глобальная система мобильной связи) получает распространение по всей Европе. Множество различных стандартов, применяемых ранее, становятся непрактичными в использовании.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
