Феер К. Беспроводная цифровая связь (2000) (1151861), страница 25
Текст из файла (страница 25)
(4.2.15) 6(ь) Л(т ) 6О) — ь — 77(/) 3 Чь) Импульсная характеристика (4.2,12) (4.2.13) 135 Рнс. Еонз. Канал с идеально прямоугольной полосой и его соответствующая импульсная характеристика. Ожидаемая импульсная характеристика тэкаго яэнапз не реализуема: Т, — длительность единичного сигнального элемента. В двоичных системах 7*, = Ть, т.е. длительность символа равна длительности бита каналов с прямоугольной частотной характеристикой и минимальной полосой и дано определение глазковой диаграммы. Рассмотрим модель идеального канала с прямоугольной частотной характеристикой, представленную на рис.
4.2.5. Частота среза, известная также как частота гтайкеиста, равна /ьч = 1/2Т, = /,/2, где Т,— длительность символа, а /я — частота следования символов (символьная скорость). Отметим, что в двоичных системах символьная скорость равна битовои скорости, таким образом, Т, = Ть, где Ть — длительность Бита. В многоуровневых (многопозиционных) системах Т, = 71)к Лт', где М вЂ” число уровней сигнала.
Импульсная характеристика канала 6(т) определяется обратным преобразованием Фурье частотнои характеристики Н(/): Предполагается, что фильтр имеет линейную фаэовую характери,''!'стику, Фаза )1(/) равна 0 на всех частотах Из выражения для им";;;пульсной характеристики следует, что Таким образом, импульсная характеристика имеет максимальное ,"„: значение при 1 = пТ„= 0 и переходит через 0 при всех других значениях 1, кратных длительности символа. Если канал с идеальной прямоугольнои частотной характеристикой имеет ненулевую, но линейную "; фаэовую характеристику (пунктирная линия на рис. 4.2 5), то импупьсная характеристика сдвигается во времени на величину, равную задержке канала.
Эта задержка равна г = Жр/с)ы и для фильтров с линейной фа-':.. эовой характеристикой постоянна для всех частот. Так как импульсная характеристика сохраняется такой же, как и при т = О, то дополни":: тельные искажения не вносятся. Отметим, что если сигнал на входе канала (известный также как сигнал возбуждения фильтра) — дельта-функция Ь([) — имеет Бесконечно короткую длительность, то выходнои сигнал (т.е, импульсная характеристика, или импульсныи отклик) имеет бесконечно большую длительность.
Ограничение полосы канала расширяет импульсную характеристику эа пределы интервала 7", и искажает передаваемый сигнал. Полезным свойством описанной импульснои характеристики является то, что она принимает нулевые значения в моменты времени, кратные Т,. Следовательно, в канале с прямоугольной частотной характеристикои и полосой /эг = 1/2Т, можно передавать и восстанавливать синхронные случайные последовательности импульсов с частотой следования = 1/Т, = 2/ьч. Теоретически восстановление любого из импульсов может быть выполнено без каких-либо помех со стороны ранее или позднее переданных импульсов. Эта ситуация известна как передача без межсимвольных искажении (МСИ). Для оценки ухудшения качества канала и сигнала часто используются глаэковые диаграммы или глаэковые структуры. Их можно наблюдать на осциллографе, если сигнал типа ре(1) (рис, 4.2.6) подать на вход «у» его вертикального усилителя.
Сигнал символьнои синхрониза. ции с(1 — пТ,) подается на вход внешней синхронизации осциллографа. Регулировкои задержки запуска синхронизации, обычно имеющейся на большинстве осциллографов, можно расположить глазковую диаграмму в середине экрана Период гориэонтальнои развертки устанавливается приблизительно равным длительности символа.
Благодаря присущему электронно-лучевым трубкам свойству послесвечения воспроизводятся Прямое говд«пение и изображение источника сигнала Осциппогр'Ы ~ г Вхол Вход синкронилзциг~ Символьная синхронизация ° 1г - пТ ) Т. Вид нз зкрзне глазковой дизгрзмг1ы сигнала с бесконечно« полосок Симметричн сигнал БВ Дрожание ' ч мгц Сигнал с ограни «'иной отлогой ~, ' — ':.7;] Символьная синхрони. ация умоченты отсчета) Момент отсчета 1гй1 .—...
я*...ч.~. ятзтте...,~ 1„ т д псеедоспучайной с ограниченной ле-Фзя поспедовагеп~ ности е †"и б '1 полосой 3 ьа(г (ПСП) 1'н еоха. Схема установки дпя изглерения глазково« диаграмьы и ее ито орзжени~ . — установка е сигнал ЬВН, — — диаграмма ограниченно~о пг пологе сигнала : вложенные сегменты сигнала ~ о11) 1.сли на вход вертикального уси литепя осциллографа подать сигнал непосредственно с выхода генера. тора деон~ной псевдослучаиной последовательности 1ПСП), то увидим ее глазковую диаграмму В последующих разделах опосывакгтся глаэковые диаграммы форлируемые компьютером Для понимания процессов в большинстве беспром;дных цифровых систем переда~и важно «информационное содер жанне» экспериглентально полу~енных и сформированных коглпьюте ром глазковых диаграмм.
Например, на рис 4 2 7 показана полученная экспериментальным путем г1т е наблюдаемая в ходе лабораторно го эксперимента с реальнои аппаратурои) глаэковая диаграмма сигна ла на выходе обычного фильтра Баттерворта 4 го порядка без коррек ции фазы Гиглвольн*я скорость источника ПБП установлена раанои /, = 1 Мсиглв/с -- 1 МБод, а частота среза фильтра по уровню 3 дБ рав нз 880 кГц Вследствие межень вольных искажений 1гМБИ) канала без г рекции фазы плато«в точке отсчета открыт приблизительно на 88 еб .то 100 3д) Дгя ~ нд, «анап ~ вного запаса при рессг ш.
.:ения тои же 7', что г . - .; утст.вия межсимвогг-ныг г ,лй, уровень сигнала должен ...; ичен на 20 ф1/0,85)— Для разработчика системы такса у уд»ение вследствие межсимвол. искажений может создать серьезную проблему Й ммы В качестве ими1атора канала Риг. 4.2 7. Оэкгеренные гпазкоеые диаграммы ане зо та 4 го порядка беэ коррекции г частотой игпопьэуется обычный фильтр Ьанерзорта го 7 —. т Мбод О кГ по ровню 3 дБ Симе«лапая скорость равна 7 гпаткоезя дизграглма канала с бес ее«онечно широко полос грамма «анапа с ограниченной полосой Па приведенной глазковой диагра л ° глме ~ложно заметить что глно э«ратно напожег г~ыгб сигна, э ....
л пересекает горизонтальную нулевую пиДто дрожание т ое г .,лжиттер) гереходое д ,пьнои частоты л работу схем восстзновлы" " 'кззыв е л р ое и может эна' лт, пг~ ~ уоудшить характеристики гос доеательно с д е пенных секций регенерации 131 ) 3т7) н( 1 Уя а/ (4 2.16) Логическое 1 состояние Ист имл 138 4.2.3. Теоремы передачи Найквиста и спектральная афе(зективность В этом разделе рассматриваются часто используемые теоремы Наиквиста о минимальнои полосе канала с прямоугольнои частотной характеристикой и о частичной симметрии.
Дана также краткая прак тическая интерпретация этих теорем. Подробное доказательство этих теорем приводится Найквистом (247) и Феером (111), 4.2.3.1. Теорема Найкеиота о минимальной полосе канала Если синхронные короткие импульсы с частотой следования /, снмво лое е секунду подаются в канал, имеющий идеальную прямоугольную частотную характеристику с частотой среза /у — /,/2 Гц, го отклики на зти нМпульсы можно наблюдать независимо, г.е. без межсимвольных искажений.
Обьяснение теоремы. Из (4.2.15) и рис. 4.2.8 можно увидеть, что при передаче коротких импульсов в моменты отсчета межсимвольные искажения отсутствуют Отметим, что при передаче без межсимвольных искажений можно не ограничивать амплитуду импульсов только двумя значениями (например, ~б(1)). Передача без межсимвольных искажений может осуществляться также, если синхронный цифровои поток имеет вид где А» — многоуровневая дискретная случайная переменная Например, А» может принимать одно из следующих значении. — 3, -1, +1 или +3 В этом случае мы имеем 4-уровневую систему передачи в основной полосе чйстот, в которой каждый переданный символ сформирован из двух битов данных.
Примечание Для передачи беэ межсимвольных искажений прямоугольных импульсов со скоростью /з канал с идеально прямоугольной Значения сигнала в моменты о о прина~на решения о о 1'нс. 4ода. Концепция передачи импульсов с ограниченной полосой без межсимвольных искажениЯ б/ Рнс. 4.2.О. Модели канала Найкеиста с минимальной полагай для передачи караткага импульса и посл едаеательнасти импульсов. а — амплитудная характеристика идеального фильтра с минимальн ай полосой без межсимвольных искажений для а атеях импульсов; а — амплитудная харзктерн- %, рассмотрения концепции передачи карат их гольных имп льсае БВН стиха канала с минимальной полосой для передачи прямаугальнык импульсае характерис и стикой необходимо дополнить амплитудным корректором с характеристикой (зол х)/х ( )/ .
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
