Спилкер Дж. Цифровая спутниковая связь (1979) (1151860), страница 49
Текст из файла (страница 49)
Снова заметим, что влияние АМ(ФМ преоб- А,(1+агрг) соз(оза1+грт)+ Ав(! +агр,) соз(ы„1+гр,), (9.110) Для двух сигналов на входе ФМ, вызванная АМ/ФМ преобразованием, будет 0 (А) =- КА' = К (Аг(1 ~- ар )э + Ат~ (1+ агрв)з+ 2А,А, (1 + сир,) Х х (1+ агре) соз (гр, — чзэ)1. (9.111) Если а((1, то каждый из сигналов модулируется по фазе 0 (А) К [А!11+ 2агп,) + Аз(1+ 2агрз) + 2АтАт (1+ ачзт+ + агр,) соз (гр, — азз)1 .
(9.112) Очевидно, тогда каждый сигнал будет модулирован по фазе функцией КАзт2агрь пропорциональной модуляции в соседнем канале, и возникнут внятные переходные помехи. Синфазная]квадратурная модель нелинейностей в усилителях. Суммарное влияние амплитудной нелинейности и АМ,'ФМ преобразования, показанное на рис.
9.29, вызывает выходной сигнал вида ге (1) = и (А (!) ! соз (ыэ ! + 0 ! А (!)! ~р) при входном сигнале х (!) = А (1) соз (атэ ! + ~р). (9. 113) (9.114) Выходной сигнал может быть разложен на синфазную и квадратурную составляющие !243]: игсн (г) = д.~ (А (!) ! соз (оза г+ ~р) (9. 115) акв (!) = укв [А (1)! з!п(ота1+ гр). - (9 110) Таким образом, нелинейности огибающей, находящиеся в квадратуре (9.113), связаны с АМ/ФМ преобразованием 0(А) и с амплитудной нелинейностью д(А) выражениями 239 раэовання с коэффициентом К вЂ” это сдвиг фазы на 90' относительно влияния амплитудной нелинейности с коэффициентом Кз. Внятные переходные помехи. Нелинейные искажения, обсуждавшиеся выше, вызывают невнятные переходные помехи, подобные шуму, когда передается ЧМ сигнал.
Однако если фильтр включен до элементов, вносящих АМ/ФМ преобразование, то возможно возникновение внятных переходных помех, когда частотная модуляция гр1 одного канала добавляется к сигналу в другом канале. Таким образом, в результате происходит двухступенчатый процесс — ЧМ преобразуется в АМ в фильтре, после чего АМ преобразуется в ФМ из-за нелинейности усилителя. Это явление может иметь место, если передаточная характеристика фильтра имеет скат (наклон), который вызывает модуляцию огибающей на входе ЛБВ, пропорциональную грг.
д,„[А) = д (А) соз О (А) (9. 1! 7) И д„,[А] = й (А) гйпО(А) (9.118) н могут быть представлены, как показано на рис. 9.33. Эта синфазная/квадратурная модель полезна при определении оптимальных Рис. 9.3Д Синфазная/квадратурная модель нелиней- ности в основной полосе предыскажаюших характеристик. Модель привлекательна как средство для выполнения предыскажающей компенсации. Она позволяет распространить полученные выше результаты по продуктам искажений от амплитудной нелинейности на влияние АМ(ФМ преобразования. Синфазно квадратурная модель имеет несколько преимушеств го сравнению с моделью, показанной на рис.
9.25. Во-первых, выходные сигналы двух квадратурных каналов линейнонезависимы, таким образом, спектр всех продуктов нелинейности является суммой спектров выходных сигналов этих каналов. Во-вторых, поскольку нелинейности в каждом из параллельных каналов не вносят фазовых искажений, то мгновенная передаточная функция напряжения и мгновенная передаточная функция огибающей связаны преобразованием Чебышева ($ 9.5) тп п,„(о) = — ~ 6,л(о созО) сов йг(О, (9.119) о м тч и 4 ы Рис.
9.84. Типичные для ЛБВ синфазная — — — — — и квадратурная — — — компоненты огиба. ющей 4 Огойзющаг Ьа3нпгг согнала 240 где 6,„— безынерционная амплитудная (синфазная) нелинейность. Наконец, при малых искажениях из-за АМ,'ФМ преобразования все влияние АМ/ФМ преобразования полностью сосредоточено в квадратурном каи нале, и его можно выразить, используя приближение (9.118): д„,(о)-д(о)0(а) для малых 0(о). (9.120) Типичные огибающие синфазной и квадратурной нелинейностей для ЛБВ показаны на рис. 9.34. Глава 10 МНОГОСТАНЦИОННЫЙ ДОСТУП С РАЗДЕЛЕНИЕМ СИГНАЛОВ ВО ВРЕМЕНИ 10.1. ВВЕДЕНИЕ Многостанционный доступ с разделением сигналов во времени (МДВР) является основной альтернативой многостанционному доступу с частотным разделением (МДЧР), так же как разделение сигналов во времени является альтернативой частотному разделению.
Эффективность использования мощности спутника при МДВР может достигать 90$, и более по сравнению с потерями эффективности от 3 до 6 дБ, которые типичны для работы с МДЧР. Как отмечалось в гл. 9, для уменьшения продуктов искажений при МДЧР обычно требуется снижение мощности относительно насыщения на 3 — 6 дБ. Далее, при МДВР можно достичь такой же эффективности использования полосы частот, поскольку не требуются зашитные интервалы по частоте между каналами, а потери эффективности на защитные интервалы во времени могут быть сделаны малыми при точных методах синхронизации.
В этой главе описаны общие представления и техника работы МДВР. Большая часть изложения тесно связана с материалами других глав, в частности касающихся восстановления несущей, тактовой синхронизации, уплотнения сигналов во времени, передачи данных в групповой полосе частот, фазовой модуляции, кодирования и службы времени. По этой причине представленный здесь анализ довольно краток. Начнем с описания принципа системы МДВР и некоторых типичных структурных схем МДВР.
Описанные ниже ключевые элементы системы включают буферную память МДВР и синхронизацию, конфигурацию кодера(декодера, структуру цикла МДВР и эффективность, восстановление несущей при МДВР. Глава завершается кратким рассмотрением МДВР с коммутацией на спутнике, что объединяет эффективность МДВР с эффективностью обработки сигналов на борту спутника и переключением лучей узконаправленных спутниковых антенн. 10.2. ОБЩЕЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЕ И КОНФИГУРАЦИЯ СИСТЕМЫ Многостанционный доступ с разделением сигналов во времени (МДВР) — это метод многостанциоиного доступа, при котором передачи отдельных земных станций должны приниматься нз 241 спутнике в раздельные, неперекрывающиеся интервалы времени, что позволяет избежать возникновения продуктов искажения в нелинейном ретрансляторе.
Каждая земная станция должна определять систему времени на спутнике и передавать свои сигналы во времени так, чтобы они поступали на спутник в соответствующие интервалы времени. Синхронизация сигналов и детали цикла передачи сигналов рассматриваются ниже. На рис. !0.1 представлена типичная конфигурация сети с МДВР, в которой каждый высокоскоростной пакет радиочастотной энергии, обычно с четырехфазной ФМ, поступает на спутник Еюбираомне снороапиу е. нереаоааинеармаиии! ' ! --- . пан и раХонаспсопснер анергии неппеаигн гононапони помин и со моииониосн симгопеб Рнс.
10.1. Типичная конфигурация спутниковой сети свя- зи с МДВР в присвоенный ему интервал времени. Поскольку в каждый момент времени иа спутниковый ретранслятор поступает только один сигнал, то продукты искажений, создаваемые безынерционной нелинейностью, либо полностью отсутствуют, либо очень малы. Заметим, что скорость следования символов информации в передаваемых пакетах вообще во много раз больше скорости непрерывных потоков символов, поступающих на земную станцию. При многостанционном доступе с временным разделением сигналов выходной усилитель ретранслятора может работать в режиме полного насыщения, результатом чего является значительное увеличение полезной мощности выходного сигнала. Ухудшение качества из-за продуктов искажений устраняется в значительной мере путем передачи каждого сигнала с достаточным защитным промежутком времени между интервалами передачи, чтобы убрать любые неточности синхронизации и в то же время предотвратить значительные помехи, вызываемые влиянием <хвостов» предыдущих импульсов на сигнал в данном интервале времени.
Амплитуда этих «хвостов» зависит, конечно, от переходной характеристики и, в свою очередь, от амплитудной и фазовой характеристик 242 фильтров, включенных как в приемной части ретранслятора, так н в передающей части земной станции. Если ретранслятор работает в режиме «предельного ограничения» и ограничивает выходной сигнал даже тогда, когда на входе имеется только шум, то огибающая выходного сигнала существенно постоянна даже в течение защитных интервалов времени (рис. 10.2). В типичных случаях защитные промежутки могут быть Элтотнью онтераали ОЕР77ИОЧЕИИЮЕ ЮРМ У роггекнно а сослал 1И ~ г а) в! Рис.
!0.2. Типичные огибающие сигналов ретрансля- тора при МДВР: а — на входе; б — на выходе. Показанная постояннея огибающая оыксаного сягняла спотметстеуст ретренслнтору с препсльным огреннчсннсм выбраны достаточно малыми, чтобы полное защитное время в цикле поглощало менее 10% полезной мощности сигнала, а ретранслятор использовался с эффективностью более 90о77с. 10.3.
СИНХРОНИЗАЦИЯ СИСТЕМЫ На каждую земную станцию с МДВР поступают параллельные цифровые потоки или аналоговые сигналы, которые преобразуются на этой станции в цифровые потоки, адресованные различным приемным земным станциям (рис. 10.3 и 10.4). Сигналам, адресован- В Корею гаг лреамруло В КанавгаННЮ Гт В Калеюорнкю ~ уа гуомгкое ог отрава Ва Гуа ские астрова соз ву 7- = и МКС аг Рис. 10.8. Упрогценная схема передачи сигналов в системе с МДВР. Буферные устройства преобразуют последовательные потони символов в пакеты информационных символов; пакеты в свою очередь преобразуются в сигналы ПЧ моду- лятором четырехфазиой ФМ: а — абонентские потоки символов; б — функциональная схема преобразований; и — структура пакета информационных символов, передаваемого земной станцией 243 3 х О Ф Ф Ф л Ф о Ф » а. х л О.
Ф о о Ф Ф о Ф 1 о Ф о Ф Ф о о \ о о о Ф Ф Ф О х о Ф О, Ф ъ $ ь Ъ Ф Ф Ф о О. 'О о Ф О О. » Ф » и 244 Ф а (о О4 Р'. О о Ф Ф О Фоо о О Ф о Я " Х'О ФФО йо ",Ф 'О ФФФ Ф Ф О. Ф х о Ф Ф Фй ным разным приемным станциям, выделяются отдельные участки передаваемого пакета, следующего за преамбулой МДВР. Приемник с МДВР демодулирует каждый из пакетов от различных передающих земных станций и разделяет соответствующие части их в отдельные последовательные потоки символов. Система синхронизации во времени при МДВР такова, что если бы все земные станции стали передавать сигналы в начале своих соответствующих циклов, то эти сигналы поступили бы на спутник одновременно (гл. 17). Если частота следования циклов (ц — — 1/Тч, то скорости следования символов всех входящих сигналов должны быть точно кратными этой частоте, т.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
