Феер К. Беспроводная цифровая связь (2000) (1151861), страница 59
Текст из файла (страница 59)
В.7.1. Скема пои«ка сигналов с л ямым ме ГыДКРК (319) с рямым рз«ширением спектра е «и«те- Простеишая процедура поиска может быть проиллюстрирована с помощью схемы, изоБраженной на рис 6.7.1. П ервоначзльно ключ на ходится в положении 1, и один иэ входов схемы ««И» соединен с источником положительного напряжения (319). П ерестраиваемый генера ПСП тор тактовых импульсов в автономном режи режиме управляет генератором приемника. Гене о,симе. с, и м ратор ПСП имеет частоту следования сим ПСП валов 7ш ./с, примерно равную частоте следования символов ПСП соответствующего передатчика. еред началом процедуры поиска синхронизация передающего и приемного гене ато ов ПСП р р СП отсутствует, т.е. временнбе полоткение формируемых ПСП не согласовано.
Выходной сигнал пер перемножителя в этом случае определяется выраткением ор = якд( тТ«) = тя 2)этд(1) саз(шог + д) . д(1 еТ ) (6 7 2) гдет=п123 Т = 0,1,2,3,..., 7; — длительность символа ПСП этом втяражении тТ. определяет первоначальный временной сдвиг принимаемого сигнала с прямым расширением спектра и опорной ПСП приемника. Произведение сигналов о„р(1) при т )е О представляет сабои сигнал с прямым расширением спектра. Этот сигнал имеет дос е достаточно р спектр и низкии уровень спектральной плотности Поэтому после относительно узкополосной фильтрации и выделения огибающеи уровень сигнала будет достаточно низким В ыходные сигналы интегратора и компаратора будут иметь низкий уровень Ключ каткдые пТ, секунд переводится в положение 2 Если выходной у овень ком ра в момент в ем н Т, н времени пТ,, когда ключ находится в положении 2, ока зьеается низким, то в схеме ««И» происходит запрет поступления тзк товых импульсов с выхо да перестраиваемаго генератора тактовых импульсов на генератор ПСП -) Л--С ., Рнс.
С.т.з. Схема слежения эа задержкой сигналов с прямым расширением ', витра (319) Из-за отсутствия поступления тактовых импульсов в этом интер"ле времени на генератор ПСП в нем принудительно задерживается ', 'рмирование ПСП относительно ПСП передатчика. Затем производит- '''.сброс интегратора, ключ вновь переводится в положение 1, и поиск ряадолжается Это происходит каждые пТ, секунд. Процедура проб . '„дашибок в конце концов приводит к временному согласованию при'''йМаемого и опорного сигналов, которое означает, что тТ« = О (319) ле завершения поиска имеем ( ) (1 .Т) (1) (1 О Т,) = дз(1) = 1. (67.3) 4';,'" .
При этом происходит сжатие спектра принимаемого пилот-сигнала, зт';,выражение (6 7,2) принимает следующий вид о„р(1) = 1тг2Х',,д(1) соз(шоГ + д) „'зттр( ПОЛУчаетсЯ нвмодулированный «пилот-тон». Через узкопалосныи тд)гэласовой фильтр, настроенныи на частоту )ть проходит вся мощность -~фйнимаемого сигнала на вход детектора огибающей. В результате ин"зттгрирования огибающей в течение времени пТ, формируется высокии .ура«Вень сигнала на выходе компаратора, что свидетельствует о завер- ~Е«нии этапа поиска или грубой синхронизации.
После него начина-'=,~ся следующий этап полной процедуры синхронизации-слежения или 7,„«(чная синхронизация. Слежение или точная синхронизация сигналов с прямым расшире.;..'ф4вм спектра осуществляется с помощью схемы слежения за задержкой ".(~ЙЗ), изображенной на рис. 6.7 2. Включение ССЗ производится срз ~.;:яр-же после завершения поиска или грубои синхронизации т)а этом ««втуФпе временное рассогласование генераторов ПСП лежит в пределах з(тдйитгельности одного символа, однако опорная ПСП может формира. '»е»Мться с опережением (Л) или запаздыванием (1)) относительно при)»)тймйемой ПСП Поэтому выходной сигнал генератора ПСП приемника 337 (6.7.5) (6 7 6) (6.7 7) (6.7.8) йз(т+ Те/2) = д(()д(1 т ч, Т,/2) (6.7.9) [)ол(()[ = [77~(т — Т,/2)[, [)гад(М)/ —.- /77,(т+ Те/2)[; (6 7.10) (6- ») трв (57) может быть записан как д(( — т), где -Т, < т ( Т,.
Сигналы в различ- ных точках схемы, изображенной на рис. 6 7.2, могут быть выражены следующим образом [319) ъд(1) = Уг2Р,В(()д(г+ т — Тс/2)г((Х) соз( о(+ В) гл(() = у/2Ргд(М)д(1 + т+ Т /2)г((1) соз(ьго(+ В) итзг(1) = ~/2Рг [д(( + т — Т /2))г((1) соз(ьгоз + В); вал(1) = "/2Рг[д(М+ г+ Те/2))г)(() соз(ьго1 .+ В), Полоса пропускания фильтров выбирается гораздо уже по сравнению с шириной спектра ПСП, поэтому при прохождении произведении сигналов через паласовые фильтры происходит усреднение огибающих Среднее значение произведений д(1)д(з + т ш Т,/2) представляет собои автокорреляционные функции ПСП [319) Детекторы огибающеи выделяют огибающую сигналов ачзл(1) и вял(1). в связи с чем исключается модуляция сигналом передаваемого сообщения г((1) Поэтому получаем Управляющий сигнал перестраиваемого генератора у(з) определят ся разностью у(() = [й (т — 'Х',/2)( — [77„(т+ Т,/2)1 (6.7.12) Если т принимает положительные значения, то формируется управляющий сигнал с положительным знаком, и частота пересграиваемого генератора возрастает.
Это приводит к уменьшению т. При отри цательных значениях т формируется управляющий сигнал с отрицательным знаком, и частота перестраиваемого генератора уменьшается Это приводит к увеличению т [319) Зависимость управляющего сигнала от задержки т (дискриминационная характеристика) изображена на рис. 6.7 3. Структурная схема когерентного приемника сигналов с прямым расширением спектра, включая подсистемы поиска и слежения приведена на рис 674 Зт,/2 1 (77 (т + 7;/2)! ;[. а (Л (, т /2)(-д7з( + 7,/2)1 Рис.
ВЛ.Э. Входное напряжение генератора, управляемого напрягзением, схегг))аяс слежения за задержкой. изображенной на рис. 6.7.2 [329) гй (е) — — — енерагор с Ун Ст --~ гэнч 1 т „ з ). Запаздывающая ПОП ' — .ОГ уе .~- уг — Управление поискам (йФ'г Д-уех. — — Я~ — — — --- ', у !:;.":: ' Рис. О.тиц Когеренгный приемник сигналоя с прямым расширением спек 8.7.2. Поиск и отслеживание сигналов с перестройкой ребочей частоты Структурная схема, реализующая один из возможных методов паис ~;:.';;;.Ка сигналов с перестроикай рабочей частоты изображена на рис 6 7 5 ;~!-.:',если в передатчике таких сигналов используется гп рабочих частот, на..'.
'пример т = 1000, то схема поиска (коррелятор) содержит 1000 перемна.;:,!жителей, паласовых филь~ров квадратичных детекторов огибающей и Переда„„ик щ, = туев; «~~нет + а) Р ис. 6.т.б. Схема параллельного поиска с пассивным коррелятором в приемнике сигналов с перестройкой частоты Гкбо) элементов задержки ~259). Элементы задержки производят выравнивание задер;кек, поэтому для совпадающей последовательности частотных элементов сложение сигналов тт, ез,..., ь,„в сумматоре Будет происходить в один и тот же момент времени Поэтому с высокой вероятностью пороговый уровень будет превышен, что указывает на то, что синхронизация приемника с принимаемым сигналом достигнута П и р этом формируется основной выброс корреляционной функции, указывающий начало формирования ПСП Хотя и рассмотренныи метод поиска с помощью набора коррелято ров или согласованного фильтра позволяет осуществить быстрыи поиск, все-таки существенно сократить сложность, размеры и стоимость приемника можно при использовании одного коррелятора, реализуя циклическии поиск Однако зто сопровождается существенным увеличением времени поиска, поскольку в этом случае он осуществляется последо вательно, а не параллельно.
Идея последовательного поиска иллюстрируется структурной схемой, изображеннои на рис 6.7.6. Генератор тактовых импульсов с частотой Гь, генератор ПСП и синтезатор частот образуют перестраиваемый генератор опорных сигналов. Генератор ПСП формирует псевдослучайную последовательность, аналогичную последовательности соответствующего передатчика В зависимости от состояния управляющего сигнала на выходе компаратора генератор тактовых импульсов находится в состоянии либо «включено», либо «выключено» Частота синтезатора частот задается цифровым сигналом генератора ПСП, По мере смены состоянии генератора ПСП частота синтезатора частот «пробегает» весь набор значении от 7~ до 7зг, возвращаясь затем к «г и т д Скорость перестройки частоты равна Гь =- 1/Тг, ~259) В начале процедуры поиска частота принимаемого и опорного сиг палов не совпадают, т е Г, 7'. 7л В этом слУчае сжатие спектРа пРинимаемого сигнала не происходит из-эа отсутствия корреляции, и спектр сигнала на входе полосового фильтра сохраняется широким.
Через полосовой фильтр с относительно узкой полосой пропускания, равной ~ Генератор ~ управление тактовых импульсов ~ включением/выключением Приемник Рис. 6.7.6. Структурная схема блока последовательного поиска приемнике сит ауалов с перестройкой частоты. схема реализует метод поиск*, известный пол наев»- ,)уйем «устенови задержку и жди» ~319) .т7юимерно 27ь, на вход детектора огибающей пройдет лишь неБольшая йееейсгть мощности входного сигнала. На выходе компаратора сигнал бу:,ювт иметь низкий уровень, соотьетствующий состоянию «выключено» ,,.'Гй)ератора тактовых импульсов Генератор ПСП не перейдет к очеред;.!)геогму состоянию, а в синтезаторе частот приеь1ника сохранится преды- 7)г)угу««цап частота 7« + 77, т.е.
он останется в позиции ожидания Когда "„;~«йконец частота принимаемого сигнала станет равной 7т, раэностная туу ""частота совпадает с частотой настроики полосового фильтра и на его те)згтхбде появится сигнал тз,' На выходе детектора огибающеи сигнал будет иметь уровень выше :;;-':,''згйрогового, и выходной сигнал компаратора будет иметь высокий уро,Миук соответствУющий состоЯнию «включено» генеРатоРа тактовых им- ,~!~пульсов.
Генератор ПСП приемника входит в синхронизм с аналогичным '::у'",.увивратором передатчика, т.е. этап грубой синхронизации заканчивается После завершения этого этапа сохраняется относительная задерж',-":!7ев(частотно-временное рассогласование) принимаемого и опорного сиг'"„:.ий7тов, равная г На втором этапе, этапе точной синхронизации, зто рассогласование ;.:,;убавляется. Достигается зто с помощью следящей системы, изображен".-''~~ууябкуна рис 6.7.7. Временные диаграммы, поясняющие работу системы .ути)йгйбражены на рис.
6.7 8. Здесь полосовой фильтр имеет полосу проку:,,!етусйзния частот, достаточную для прохождения сигнала промежуточной е-::;"т'."'тесноты, содержащейся в произведении о„(1) =- тп(у)тз(7) при совпадет-'='!Зе)йи частот и недостаточную для прохоткдения Сигнала разностпой ча ,."'.~)готы, содержащейся в произведении при несовпадении частот Поэтому ь!~ма'йьгходе детектора огибающеи сигнал о«~у) имеет положительныи уроу"";.'йгйуеи,'когда частоты сигналов ог(г) и оз(г) совпадают, и близкий к нулю, -,,.:ябгдв частоты этих сигналов не совпадают 341 К демодулятору данных Принимае сигнал перестроа частот .т(с) Рис Втт С .
Схема слежения зз задержкой сигналов с перестройкой частоты (2бв) Принимаемый сигнал Опорныа сигнал с перестройкой оа(С) частоты ок(с) О т 1 т +1 (т) -1 +1 ,(1) б -1 Ри...В. Врииенные диаграммы, иссюстрирующие работу схем слежения за ии . ел.в. зздержкоа сигнапо» с перестройкой частоты Выходной сигнал детектора огибающей ое(1) перемножается с сигналом меандра ос(1) тактовой частоты 7з. Произведение оа(1)зс(!) представляет соБой трехуровневый сигнал с соотношением площадей положительных и отрицательных фрагментов, зависящим от значения и знака временнбго рассогласования В результате усреднения этого сигнала фильтром нижних частот формируется управляющии сигнал для перестраиваемого генератора тактовых импульсов, который будет отрицательным, если опорный сигнал «опережает» принимаемыи, и положительным, в противном случае.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
