Феер К. Беспроводная цифровая связь (2000) (1151861), страница 53
Текст из файла (страница 53)
6.2.1. СкоРость пеРедачи /е = 100 кбит/с, частота слег,;:,~уиаанкк символов ПСП /з = 1 Мсимв /с. ИзмеРениз сделаны в КалифоРнийском .-",,'::уутиверситете, г. дейвис, в научно-исследовательской лаборатории цифровьж беспро.,"'.::аоднЫх систем связи е — спектр модулируняцего случайного сигнла в формате БВН Яч/Ео скоростью передачи 100 кбит/с 1масолаб по горизонтальной оси 100 кгц/дел), .;,!*.:4 — спектр сигнала на промежуточной частоте УО МГц, частота следовзния сим е'.!'"волов ПСП /е —— 1 Мсимв./с; е — спектр РЧ сигнала на частоте 900 МГц при :.Снмзодулированной несущей гпомехе] -*Х О О.
а сз Ф Ф) Рис. в.з.х. (продолжение) х * Ф О. К ХО й Х 3 х О. и З С ОЫ Ф х х х ы О й 3 Ф Ф О. О Ф Ф .ЕЧО О О." х ОЬ", И О ф ОС 3 Ф Ф Ф О З с а х О. с с с Х Х Х 3 3 О а Ф Ь Ф с бв с об ы хс с ы х ы и з Х О в в Зрб лосный РОК сигнал демодулируется Для изучении основ построения систем с расширенным спектром допустим,.что используется двоичная фаэовая модуляция/демодуляция. Однако возможна реализация и других видов модуляции, рассмотренных в гл. 4 и приложении 2, таких, как МБК, БМ5К, БЕБК, 4 РМ, РВРБК и ЩРБК. Если выбран ансамбль некоррелированных сигналов ПОП, то после операции сжатия спектра сохраняется лишь модулированный полезный сигнал Все другие сигналы, являясь некоррелироьанными, сохраняют широкополосность и имеют ширнну спектра, превышающую граничную полосу пропускания.фильтра демодулятора.
На рис. 6.2.3 и 6.2 4 приведены упрощенные временные и спектральные диаграммы, качественно иллюстрирующие процессы расширения и сжатия спектра сигналов. В частности, в них отсутствует сигнал несуьцей. Выигрыш при корреляционной обработке С, или просто выигрыш прн обработке — *то козффициент, показывающий, во сколько раз отношение сигнал/шум (Я/Ж) или отношение сигнал/помеха (Ь/1) на выходе увеличивается по сраьнению с аналогичными величинами на входе Например, если (Я/ссс) х или ЬЯ/Т)хх в точке Р на рис 621вравно 5 дБ, а после сжатия спектра полезного сигнала с помощью согласованного с ним сигнала опоРной ПЕП отношение (5/Дс)еых е точке б' оказываетсл равным 27 дБ, то выигрьни при обработке равен 22 дБ.
Таким образом, выигрыш при обработке О может быть определен следующим образом. Оа = ьо/ ~ь') Фс„/~~сх' )х). ~6.2.4) Имеющийся выигрыш при обработке часто оценивают с помощью соотносиения .ЦИтнч ВИСРч НИРч гь, = — =- — =- —, (6.2.5) ВИтход бссхф /ь з а з х с и х С з и Ф С О. х с Х С к Х х Х х С С С О д $ О О. с 5 Я Ъ О. Х СС Я а з Ф С С Х С 3 х .С к С О. х Ф с Х Ф!с Х.Э з Ф О ОЬ х . с з х Х и а Ф О. Сигнал В, Г1омехз Вг / Рзсширение спектра ~ Сигнал Помеха / А'е Сжатие спектра ~ Сигнал Помеха Мс „%.".-'. ' Модулиру Скорость передачи Усилитель мощности /т,/т,- - /и Частота следования символов /. символа алом ты д данных 307 Рис. 6.2ас Расширение-сжатие спектров сигналов в системах с прямым рзс ширением спектра те); модулятор и скремблер чРЗК сигналов обратной р*диолинии системы М/)КРК гю стандарту сотовой связи 12.95 Щ.
Другие варианты ре ализации модуляторов Г)РЗК сигналов, предложенные в патентах Феера, приведеггы в прилохннии 3 где ВИг 'рч — ширина РЧ полосы; ВИ „л — ширина полосы модулирующего сигнала. Ширина полосы модулирующего сигнала равна /Г„тк), =-. /г, т,е скоРости пеРедачи модУлиРУющего сигнала, если его спектральная эффективность равна 1 бит/Гс Гц) /Сгзэбтг/гициент помехозащищеннастн /г/1 учитывает требуемое значение отношениЯ сигнал/шУм 1бт//тг)мых и возможные знеРгетические потери при реализации системы //ч-к„,) и определяется следующим образом )б9). Пример 0.2.1 Пусть в системе МДКРК с прямсчм расширением спектра око.
рость передачи данных /е — — 10 кбит/с, а частота следования двоичных симе ло Г СП, используемой для рзсширения спектра, равна /е = 10 Мбит/с, Определим коэффициент помехозасцищенности И, если необкоднмое отно1леги. ' т но1ление снгнзлтшум КУ '), „з выходе грн вероятности ан,нбкн Рз =- 10 " равно 12 дб .~;".';~;.'„Согласно (ббпб) выигрыш при обработке а = — — — = — - — — — =- 2000 или ЗЗ дБ. Вутрч 20 МГц йе» 10 кбит/с ;",':" ' Здесь ширина РЧ полосы определялась по первым нулям спектра БРЯК сигна,щ,!поэтому при частоте следования двоичных символов Ге = 10 Мбит/с она равна 'а)ТМГц.
Такое упрощенное определение ширины РЧ полаем часто используется губ)р)й) анализе простых систем с расширенным спектром Если знергетические потери .Гбурте'реализации системы, обусловленньм неидеальностью процессов формирования, "~феженил и демодуляции сигналов принять равнмм б», = 2 дБ, то казффици.",21утс помехозащищенности /И, = ая — )Бшс, + (б/М).) .— ЗЗ дБ — [2 дб Е 12 дб) =10 дб. 6.2.2. Расширение спектра путем программной перестройки частоты Концепция систем с расширенным спектром путем программной пе",2звстройки рабочей частоты во многом схожа с концепцией систем с пря- 1))))ым расширением спектра структурные схемы передающей и приемной ',."«уластей системы изображены на рис.
б.2 5 Здесь генератор двоичной !фСП управляет синтезатором частот, с помощью которого осуществляв,Фтсй переход ~еперескок») с одной частоты нв другую из множества до- 1тиг. 8.2.б. Структурные схемы перелат ~икз н приемника системы с расшире- 1);„."":;ннем спектра путем перестройки частоты ВыбоРка-хранение двтокорреляционная функция И(Г) (чисто случайной двоичной последовательности) Б) КЛ т) Нулевой сдвиг (амп 7 А 7 символов Сдвиг Сдвиг Число совпадений А = 7 несовпадений 77 = О А — 77ж 7 (6.3.3) А =3 Ст А — Р = -1 двтокорреляционная функция — е Время Б) е[й ' Риг б32 Схе С; фильтра совпадающи ь Генератор бита ч уникальное слово мы генератора ПСП (а) и соответствую х данных (6) [171, 319[ иеего корреля~ора— ой су втор а г етности представляет «обои многовходов яергеегта.
Рис. 6.3.1. Ст кт ные и случайной после овател ру ур автокарреляционные свойства случайи й Но и псевдод вательностей Двтокорреляционна» функция сигнала ПСП вычи слепа в примере б 3 1 при Х = 2з — 1 = 7, Тс = 1/У = Г 'н1 генератор синхронной случайной двоичной послед ; Б овательности; — временная иа грамма сигнала случайной поспедовател ьности; е — автокорреляционная ф нк я д сигнала случайной последовательности„е — ав ая ункция ПСП „ е — автокорреляционная функция короткой длиной символов, д — вычи сдвиге на один символ„е— слепне числа совпадений и несовпад в адений при ная как „ е — автокорреляционная функция сигнал ПСП, разность между количеством совпадений и несовпадений , е — а, вычислен.
6.3.2. гп-последовательности -.!':[1:;рассмотрим сначала линейные коды максимальной длины, или потб1овательности с максимальной длиной регистра сдвига (гп-последо' ' ' ьности), которые играют важную роль в цифровых системах, сн"" "ах с расширенным спектром и системах измерения дальности [21, '''!-":,.69). На рис. б.3.2 приведена аппаратная реализация генератора пи '~фЛедовательности и соответствующего коррелятора, или фильтра со"'йдающих данных, используемого в приемнике. Генератор содержит " бяку последовательно включенных О-триггеров, выходы (7' которых инены со входами В последующих триггеров, аа исключением входа :.
"-бпервого триггера 1319). Некоторые иа выходов Я триггеров не соеди"'ууьг с генератором бита четности*, что отмечено на рисунке пунктирны"' пиниями. Общее число триггеров и и число триггеров, соединенных т~анератором бита четности, определяют соответственно длину и свой- ~"'~[й формируемой ПОП На выходе генератора бита четности формируй)[ц„'я логический 0 при наличии четного числа логических О на входах и г1вческая 1 при наличии нечетного числа логических 1 на входах. ";;,:,!., с.Длина последовательности. )[ля линейных кодов максимальнои ей((ИНы всегда можно найти такой порядок подключения выходов триг;,наз(ров к генератору бита четности (см. Рис.
б.3.2), при котором форми';"'~11[гвтся последовательность максимальной длины с периодом Е,=2 — 1 ,,'!В[гвМволов, где и — число триггеров )т' „ а а) Окно анализа двоичной последовательности Таблаца 6.3.1. Длина 7. Д з . и число Я ПСП мзксимзльнои длины то и и за зн числе разряда» (триггеров) регистра сдвига л (21, 319) Подля6=2 — 1 ! Число разрядов Длина последова- Число ю-последе. в схеме рис. 6.3 2,а 17т Ю т2г 1 1 6 7 18 В табл. 6.3.1 приз сна р ед а логика подключения выходов триггеров к входам генератора бита четности в схе . 6.3.2, от 3 до 16. лина по схеме на рис...,а для значении п Д лучаемых при этом т-последовательностеи может быть от 7 до 32 767 бит Количество разливных последователь настей.
В табл. 6.3.1 приведен один из возможных вариантов соедине инений выходов триггеров регистра сдвига с генератором бита четности. Су анты, которые п иво ят к уществуют и д гие ва р дят к различным т-последовательностям с малым уровнем взаимной корреляции. Верхн яя граница для количества различных гп-последовательностей определяется выражением (6.3.4) Значения Ь" приведены в табл 6.3 1. Белансное свойство.
В о дном периоде пт-последовательности содержится 2 1 — 1 нулей и 2 ' единиц Свойство сдвига прн слозгенин С умма по гпоа 2 т-последовательности и ее произвольного циклического сдвига представляет собои другой циклический сдвиг исходной т-последовательности. ой функции. гсли в исСвойство периодической аегокорреляцнонной ф к нн. г ходной т-последовательности, состоящей из си (0,1), р ести маслов (,1), пооизвести замену силтволов О на +1 и 1 на — 1 волов — 1, 1, то ( —,, то а + и на -1 и получить последовательность ь сим—, + ), то периодическая автокорреляционная ф нкция оп сделается выражением (2о — 1, 7=0, ( — 1, гфО и является наилучшеи в том смысле, что не с не существует какой-либо другой двоичнои последовательности с минимал мальным значением автоко— реляционной функции и и т ф О.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
