Спилкер Дж. Цифровая спутниковая связь (1979) (1151860), страница 93
Текст из файла (страница 93)
В качестве такого сигнала можно использовать несущую, модулированную импульсными последовательностями с различными частотами повторения импульсов, т. е. модулировать несущую суммой сигналов прямоУгольной фоРмы с частотами 14=1о 2', или 1о 4', как это показано на рис. 17,10. В этом случае вместо многоуровневого суммирования пяти сигналов прямоугольной формы использовано формирование сигнала по знаку большинства.
В результате формируется структурно-меандровый сигнал. для выделения отсчета времени по такому сложному сигналу используется то обстоятельство, что 461 каждая из составляющих хорошо коррелирована с общим сигналом. 3. Псевдослучайная импульсная последовательность (шумоподобный сигнал — ШПС). В этом случае несущая модулируется по фазе методом двухфазной илй четырехфазной ФМ одной или несколькими двоичными псевдослучайными последовательностями.
Период этих последовательностей равен или превышает Т. Рис. !7.70. Пример формирования ст андрового сигнала рга вяп ~а,(!) руктурно-ме- как суммы меандровых последовательностей с кратными час- тотами Г274] 462 Сложные по структуре последовательности, такие, как комбинация составленных по правилам мажоритарной логики нескольких псевдослучайных последовательностей с более короткими периодами, могут использоваться с целью быстрого вхождения в синхронизм (см.
гл. 18). 4, Ограниченный во времени отрезок ШПС. Можно использовать ШПС, описанный выше, но ограниченный во времени прн периодической передаче его с малым коэффициентом заполнения. Синхронизирующий сигнал в виде многочастотного сигнала расшифровывается последовательно или параллельно группой генераторов с фазовой автоподстройкой частоты.
Выявление всех фаз ~йь Оз, ..., О„обеспечивает оценку относительной задержки сигналов и является наиболее эффективным методом для передачи сигналов в канале с белым гауссовским шумом. Различные абоненты системы связи могут использовать такой сигнал для синхронизации, стробируя его и передавая в последовательные моменты времени 1230*, 1951. Если обеспечивается однозначность всех периодов компонент разных частот многочастотного сигнала, точность определения момента времени определяется фазовой ошибкой (отношением С/Ш) на высшей частотной составляющей сигнала. Кроме этого, информация о доплеровском сдвиге частоты выделяется при слежении непосредственно за несущей сигнала. Одновременная пе.
редача нескольких сигналов рассматриваемого вида, т. е. обеспечение многостанционного доступа в одном и том же частотном канале, в общем случае не слишком удобна, ибо генераторы с ФАПЧ будут синхронизироваться не одним входным сигналом, а одновременно несколькими независимыми сигналами. В этих условиях ФАПЧ захватывает наиболее сильный сигнал, а все дру. гие сигналы будут подавлены. В случае применения для синхронизации шумоподобных сиг.
палов слежение может производиться с помощью следящего дискриминатора. Важным достоинством этого вида сигналов является их относительная устойчивость к помехам, возникающим при многостанциониом доступе нескольких абонентов, а также к комбинационным искажениям, появляющимся при передаче других сигналов, или же к паразитным гармоническим колебаниям.
Доплеровский сдвиг частоты радиочастотного псевдослучайного сигнала может быть отслежен после свертки ШПС одновременно с выделением времени задержки этого сигнала. По этой при. чине при общем предпочтении к цифровым сигналам особое внимание в этой книге уделяется псевдослучайным синхронизирующим сигналам. В гл. 18 описываются методы и основные характеристики следящих схем для приема ШПС. Основа ШПС— псевдослучайные последовательности символов формируются обычно с помощью регистров сдвига, разряды которого охвачены цепями обратной связи.
На рис. 17.11 приведена функциональная схема простого четырехразрядного регистра сдвига с обратными связями. Пусть в момент времени 1= 1 состояния разрядов регистра будут 0100. зыоод Таомодио ооодоаоы Ряс. 17.П. Структурная схема четмрехразрядного регистра сдвига с обратной связью, формирующего 15-злемеятную псевдослучайную последовательность 463 Возможные четырехзлементные комбинации символов, соответствующие состояниям разрядов регистра, можно записать в виде Последовательные мо- менты времени ..
1 Символы на выходе: 1-го разряда... 0 !б 2-го разряда... 1 3-го разряда... 0 4-го разряда .0 В процессе работы формируются все возможные четырехзлементные комбинации символов, за исключением комбинации 0000. Если бы такая комбинация сформировалась, т. е. все разряды регистра находились бы в некоторый момент времени в со. стоянии О, то дальнейших изменений состояний разрядов не было бы. На рис. 17.12 показаны выходная последовательность симво- Одена оы1 1+ + ° г====~ ° 67 171 11', - + н н с=.= ~ ° — ° е70его 71~ *его 91 ' '777 ° дщ *1Я лов для этого регистра и корреляционная функция )с('!) такого сигнала при символах вида + 1 и — 1.е Корреляционная функция всех последовательностей максимальной длины линейного регистра сдвига с периодом 2" — 1 имеет два уровня: постоянный уровень боковых лепестков и уровень основного максимума.
Более подробно свойства ШПС обсуждаются в гл. 18. Шумоподобные сигналы, ограниченные во времени, могут обрабатываться соответствующими разновидностями следящих устройств с задержанной обратной связью. Если длительность сигнала мала, он мо- 464 2 3 4 5 б 7 8 9 10 11 12 13 !4 15 0 0 ! ! ! 1 О ! 0 1 ! 0 0 1 0 0 0 1 ! 1 1 0 1 0 1 1 0 0 100011110101.10 0 1 0 0 0 1 ! 1 1 0 1 0 1 1 7 2 д 1 Б Б 7 6 9 16 Пнг Ы Ы М 16 Н М О О О 7 1 1 7 О 7 О 1 1 О О 1,'О О О.. 67 ' лдоонная аоеяедодотемноето О 1 2 д 9 Б Б 7 6 9161712Ы1НМ 16 1 Рис.
!7.12. Псевдослучайная последовательность символов и ее иорреляционная функция: а — 15-элементная псевдослучайная последовательность символов '1 и 0; б — пример расчета конкретного значения корреляционной функции )!(1)=(1/15))з(7)6(7+1)е(! при 1=1. Последовательность 6(1) формируется из исходной двоичной ПО ПраВИЛу: Он+1, 11- — 1. ЗДЕСЬ 7КЕ ИЛЛЮСтрИруЕтСя СВОйСтво цикличности и аддитивности 6(7)з(7+0=6[!+)(7Ц; з— корреляционная функция ЙЯ 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 О 1 17.6. ГЕОМЕТРИЧЕСКИЕ ПАРАМЕТРЫ ОРБИТЫ СПУТНИКА И ИЗМЕНЕНИЕ ВРЕМЕНИ РАСПРОСТРАНЕНИЯ СИГНАЛОВ На рис.
17.13 показаны геометрические соотношения, характери- илу зующие путь прохождения сигнала от земной станции к спутниковому ретранслятору. Здесь показана плоскость сечения, проходящая через земную станцию, спутник и центр Земли. Предполагая, что Земля является идеальным шаром, можно связать расстояние х между земной Зенит Земная станция Рис. г7 И Геометрические соотношения взаимного расположения земной станции и спутника в сечении, прокоцяптем через центр Земли; Ч вЂ” угол направления на спутник от зенита;  — относительная шпрота разнещення земной станции 16 — 166 жет приниматься согласованным фильтром, использующим линию задержки на акустических поверхностных волнах, или цифровым согласованным фильтром.
Выходные импульсы согласованного фильтра, формирующиеся при каждом периодически появляющемся отрезке ШПС, могут использоваться для отслеживания временных интервалов с помощью системы ФАПЧ. Выбор сигнала с точки зрения оптимизации точности (по среднеквадратическому значению ошибки) в условиях воздействия шума и при ограничении полосы пропускания является хорошо известной задачей ~500е1. Решение ее приводит к сигналу, энергия которого целиком сконцентрирована на границах полосы пропускания в виде двух гармонических сигналов. Среднеквадратическая ошибка оказывается обратно пропорциональной нормированному второму моменту спектра сигнала относительно центральной частоты. Следовательно, синхронизирующий сигнал в виде многочастотного сигнала может обеспечить меньшую сред-, неквадратическую ошибку, нежели ШПС, при одинаковой мощности.
Тем не менее использование ШПС для синхронизации дает важные преимущества по сравнению с многочастотным сигналом Множество шумоподобных сигналов могут занимать одну и ту же полосу частот, в то время как многочастотные сигналы в этих же условиях подвержены сильным взаимным помехам.
Кроме того, легко формировать ШПС с достаточно большим периодом длв устранения неоднозначностей отсчета времени. станцией и спутниковым ретранслятором с углом между спутником и зенитом т1, н высотой орбиты с( как х = гз ~ ((1+ Фгз)' — з(пг т))ггг — соз т)), (17.14) тде гз — радиус Земли. Угол т1 в свою очередь связан с широтой р расположения земной станции ' (относительно подспутн~иковой точки) (219]: 'з +и з!п(п+т)) = з(пр (17. 16) или (1 +а11гз) мп н т) = агс з(п (17.16) (4 (1+ ет1гз) ни' 612+ (Н!гз )з) г1г Для наклонной синхронной орбиты угол места спутника пре.терпевает суточные изменения, которые вызывают изменения за.держки сигналов, сходные с теми, что приведены на рис.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
