Феер К. Беспроводная цифровая связь (2000) (1151861), страница 57
Текст из файла (страница 57)
Это позволяет разрешить проблему близкорасположенного и удаленного пользователей и оптимизировать (максимизировать) емкость сотовых МДКРК систем. 6.6. Системы с расширением спектра путем перестройки рабочей частоты 6.6.1. Системы с медленной перестройкой рабочей частоты В системах с расцзиренным спектром путем перестройки рабочей частоты последняя сохраняется постояннои в течение каждого интервала перестроики, но изменяется скачком от интервала к интервалу (см рис 6.2.5) Частоты передачи формируются цифровым синтезатором ча.
стог, управляемым кодом (сссловами»), поступающим в последовательном, либо параллельном виде и содержащим тл двоичных символов (битов). Каждому тп битовому слову или его части соответствуе~ ует одна иэ сяМ =2'",птсс = 2 частот (5Ц. Хотя для осуществления перестройки ч т ас от имеется = ', пт = 2, 3, частот, но не все из них обязательно используются в конкретной системе. Скорость перестройки частот передачи /ь определяется числом скачков частоты в единицу времени и измеряется в скачках на секунду (ск/с), килоскачках на секунду (кск/с), мегаскачках на секунду (Мок/с) Системы с расширением спектра путем программной перестройки рабочеи частоты подразделяются на следующие категории 1)' системы с медленной перестройкои; 2) системы с бьютрой перестройкои; 3) системы со среднеи скоростью перестройки Тл = )сТь, )с = 1,2,3, „.
/о -— — /ь = 1/Тг (6.6.1) В системе с быстрой перестройкой рабочеи частоты /ь больше скорости передачи сообщении /е. В этом случае за время передачи одно- '."''!бита частота сначала может измениться два раза и больше Здесь Гт"н ятельность интервала перестройки связана с длительностью бита 7з увцотношением — — 1/Т /о /ь 1/7 (6 В системах со средней скоростью перестройки скорость перестрои„',!кй равна скорости передачи Наибольшее распространение получили (етэг)стемтя с быстрой и медленной перестройкой рабочеи частоты.
На рис. 6.6.1 изображены структурные схемы передающей и прием, "„зт)ий частей системы с перестроикой частоты, содержащие кроме основь!нгых блоков, приведенных на рис. 6.2.5, блоки кодирования/декодиро- .!~;:ейния с исправлением ошибок и временной синхронизации (51). Необ,.;:«Фдимость введения блока кодирования/декодирования с исправлением Х!)зэ)цибок обусловлена следующими причинами.
Если одна рабочая часто- !1!'.,'тз или более оказываются пораженными помехои большой мощности, то (:"'адин или несколько битов сооБщения, передаваемых на этих частотах, ".!!млогут быть с Большой вероятностью приняты с ошибками Кодирование ;,:с( исправлением ошибок, которое рассматривается в следующеи главе ! '.,"позволяет эффективно бороться с ошибками управляющее слово цифрового синтезатора частот состоит из пт с,"".~,'батов, один из них может Быть информационным, а другие (гп — 1) бит " формируются генератором ПСП.
Цифровые синтезаторы из соображет~!:;.н/йй простоты очень ~вето формируют сетку частот в диапазоне ПЧ и ~." уюэтому имеют ограниченные пределы перестройки, Включение умно,::;':жителя частоты вслед за синтезатором ПЧ позволяет в несколько раз ,':,увеличить значения каждой из имеющихся дискретных частот и перейти ;~-.„' в'диапазон РЧ, увеличивая при этом выигрыш при обработке сигналов Пусть частотный разнос между соседними дискретными частотами .'~",.
цифрового синтезатора частот равен та/. Минимальное значение ча';,г';:,"::стотного разноса должно быль больше ширины полосы РЧ несущей, мо;,'-::: дулированной только сигналом передаваемого сообщения са скоростью „.::; 7Р Например, при скорости передачи /з = 300 кбит/с минимальное "-'.„'"; значение ширины полосы С)Р5К сигналов при ограничении полосы и ',.
- линейном усилении равно г3/ющ со /е/2 = 150 кГц (пример построе ния модема ЯР5К сигналов приведен в гл. 4), что соответствует теоре- ;Г;:".,тическому значению показателя спектральной эффективности, равному 4(ь) Кодирование — + с исправлением Ь- ошибок ВИ'рч ~~М1~/ ВИ... ау Виг,ч = 74(71У, (6.6.3) С)я = В(1:пч)ВИ.е„ (6.6.4) 329 (Тактовый генератор. ) енератор псП вЂ” ~ управляемыв напряжением 3 б) и та мн Рис. 6.6.1. Структурные схемы передатчика (е) и приемника (б) систем ро р м ой перестройкой частоты. Приемник включает блоки декодирования с истемы с исправлением ошибок и временнби синхронизации (5Ц ССЗ вЂ” схема слежения *а задержкой 2 б )( .Г /( . ц). Для некоторых простейших видов г5К сигналов, допускающих нелинейное усиление, значение показателя спектральнои эффективности лежит в пределах ат 0,25 до 0,5 бит((с Гц).
В этом случае Л ~я = Хьт(0,24...0,5) = (2 .. 4)Уь. Поэтому для Р5К сигналов минимальный частотныи разнос увеличивается до 600... 1000 кГц. Ши ина р полосы РЧ сигнала с перестройкой рабочей частоты в результате умножения частоты увеличивается в ЕГ раэ (при умножении частоты увеличивается также частотныи разнос) и станаьится равной где 7 — коэффициент умножения частоты, 67 = 2ЯЯ вЂ” число частот, формируемых синтезатором. Выигрыш при обработке (С ) для систем с программной перестроикой рабочеи частоты определяется выражением "''а ВИм — ширина полосы РЧ.
модулированной сигналом передава"' 'га сообщения с целью расширения спектра Следует отметить, что ,"""'ьражения (б 6.4) и (6.2.5) совпадают. Эта означает, что выигрыш при ф(работке е системах с прямым расширением спектра и расширением "",'ехгра путем перестройки частоты один н тот же. 6.8.2. Система с быстрой перестройкой частоты (е,"5. В, системах с быстрои перестройкой частоты в течение длительно,бти, одного бита происходит к скачков частоты, так как Тб = хТь или к/уь, (см, выражение 6.6.2)) ° В связи с этим согласно (6.6 3) аь(ирина полосы РЧ ВИрч = ИМььу, (6.6.5) Если показатель эффективности системы (без перестроики часта-' Ь~тй) Равен 1 Бит(ь(с ГЦ), то ВИРч = Хь = 1/Ть = ЙУ, (6.6.6) ,,'-''ььр)в' этом случае выигрыш при обработке (6.6.7) :;;;."::;"::„;::, ' Таким образом, выигрыш при обработке в системе с быстрой пере. '.:.стройкой частоты зависит ат количества используемых различных ча.'~тзат (М), количества скачков частоты в пределах одного бита (1) и !тьйазффициента умножения частоты (с).
В приемнике сигналов с перестройкой рабочей частоты, изобра- '-.';ЫьахННОМ На рИС. 6.6.1,б, ПрИНИМаЕМЫй СИГНаЛ ПЕрЕМНОжаЕтоя С ОПОР.Ймм, формируемым с помощью последовательно включенных генера';еера ПСП. цифрового синтезатора частот и умножителя частоты Здесь ',.'!~~ураграмма смены частот определяется генератором ПСП, которая иден;, Тмина ПСП соответствующего передатчика. Если временные параметры ."с''зьринимаемой и опорной ПСП согласованы, т е. имеет место точная эре;„:т96нная синхронизация, то в перемножителе происходит сжатие спектра 11 ~!:::,!дхринимаемого РЧ сигнала (точно так же, как для сигналов с прямым ь,,)'расширением спектра) до пределов, определяемых шириной полосы сит=-:.'йала, модулированного только передаваемым сообщением Наиболее '~,".',чьвсто используется Р5К, для которой демодуляторы реализуются до'з-,';".-",бтаточно пРостыми сРеДствами Можно использовать и ДРУгие метоДы ч!!!::!..'модуляции/демодуляции, например Р5К.
.!',!;":ьб ' Демодулированный сигнал данных поступает на вход декодера с „.';";:!':;„::;Функцией исправления ошибок, На выходе декодера получается оцен;т;;.~(кэ.сигнала источника сообщения ь((ь), переданного по каналу связи ~~!".';.~Дискриминатор схемы слежения эа задержкой (ССЗ), содержаьций два (6.6.8) (6.6 9) 3,'51 ключа, переключаемых с опережением и запаздыванием, сглаживающии петлевои фильтр ССЗ и перестраиваемыи генератор тактовых им пульсов входят в подсистему синхронизации, которая рассматривается в' равд 6 7. До тех пор, пока синхронизация не будет установлена. т.е не определено начало предаваемого пакета (если )у)ДКРК приемопередатчик работает в пакетном режиме), не будет происходить сжатие спектра входного сигнала и его трансформация в пределы полосы пропускания демодулятора РБК сигналов.
В течение процедуры синхронизации на вход демодулятора будет поступать широкополосныи шумоподобныи сигнал, из которого невозможно выделить полеэныи сигнал передаваемого сообщения г)(1). 0,6.3. Характеристики систем с перестройкой рабочей частоты при воздействии помех Приведем простой и интуитивно объяснимый вьщод выражения для вероятности ошибки Р„вытекающий из понимания принципов и возмоукностей ослабления помех, присущих этим системам (69). Будем полагать, что уровень помехи существенно превышает уровень теплового шума, так что появление ошибок обусловлено воздействием «сильной» помехи. При такой модели воздействия помех на систему оизибки появятся с вероятностью 0,6 всякии раз, когда мощность помехи в преде пах ширины полосы некоторого частотного канала превыси~ мощность несущей (ширина полосы демодулятора приемника примерно равна минимальному частотному разносу соседних частот) Для системы с перестроикой рабочей частоты и без какой-либо ин фоРмзционной избыточности, напРимеР эа счет кодиРованилугдекодиРования с исправлением ошибок, среднее значение вероятности ошибки равно где ) — число источников помехи, мощность которых не меньше мощности несущей полезного сигнала; М вЂ” общее число имеющихся частот в системе.
Например, для зависимостей, приведенных на рис 6.6.2, количество сигналов помехи с высоким уровнем мощности равно 2 () = 2), а число имеющихся частот в системе равно 16 (М = 16). Таким образом в такой помеховои обстановке вероятность ошибки Р, = 2/16 = 1 26. 10, и это значение является недопустимо высоким для большинства применении. В тех случаях, когда имеется избыточность эа счет кодирования с исправлением ошибок или эа счет многократной передачи одного и того же бита на различных частотах, среднее значение вероятности ошибки Р, может быть определено с помощью приближенного выражения вместе еере ки Ря ат относительного количестез «пораженных» помехой частотных «аналое для различных «ритериее принятия решения я режиме передачи с повторениями (69) = .)ггМ вЂ” вероятность ошибки при демодуляции одного симво,"~де" р = ~~В:;) — количество источников помехи, мощность которой не меньше год)ности несущей полезного сигнала; М вЂ” количество имеющихся ча~~от в системе; 9 = 1 — р — вероятность правильнои демодуляции одного ~~э)мчВола; с — количество различных частот, используемых при передаче '":,«)ртждого бита сообщения; г — количество ошибочных решений, необхо- 1!йх)йаых для возникновения ошибки в бите при декодировании; („')— 'еиомиальные коэффициенты.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
