Маковеева М.М., Шинаков Ю.С. Системы связи с подвижными объектами (2002) (1151874), страница 8
Текст из файла (страница 8)
Рис. 1.15. К пояснению принципа МДЧР При МДЧР сигнал ретранслятора описывается такими параметрами, как скважность ц = Пр!~ Ц; и пик-фактор суммарного сиг- 1 нала. Используются две модели суммарного сигнала. При большом числе каналов сигнал с МДЧР представляют как гауссовский шум с равномерной спектральной плотностью в полосе частот ретранслятора.
При малом числе каналов применяют четырехсигнальную модель. Сигнал с МДЧР рассматривается как аддитивная сумма нескольких независимых немодулированных гармонических колебаний, частоты которых выбраны так, что продукты перекрестной модуляции различных порядков не совпадают по частоте и могут быть разделены фильтрами. Например, зто синусоидальные колебания с частотами ~,; го+ Р; 1, + 2Г; го+ 4Е. Минимальное число гармонических колебаний, при котором в ретрансляторе образуются все характерные взаимные помехи, равно трем, четвертый сигнал — калибровочная синусоида.
При этом средняя мощность суммы четырех этих синусоид должна быть равна средней мощности суммарного сигнала, а их амплитуды должны быть одинаковы. Каждая система связи, использующая МДВР, имеет свою структуру опорных и информационных пакетов. Для определенности на 40 ис. 1.16,а представлен кадр системы Интелсат. В ССПСЭ сохраняются те же принципы (особенности структур МДВР для каждого стандарта будут обсуждены в гл. 8). При МДВР используется вре- ное разделение сигналов, передаваемых на одной несущей. рганизуется кадр передачи. Такой кадр на ретрансляторе обра- т принятые сигналы и затем он передается по линии «вниз».
ительность кадра выбирают по определенным принципам, как вило, кратной периоду дискретизации в кодере. Так, при исполь- нии стандартной ИКМ период дискретизации равен 125 мкс и в яде спутниковых систем, например в Интелсат, выбрана длительность кадра 2 мс. В ССПСЭ стандартная ИКМ со скоростью передачи 64 кбитгс для одного телефонного канала не используется, поскольку в этом случае требуется слишком широкая полоса частот один речевой канал. В спутниковых системах с МДВР назначают центральные опорные) и периферийные земные станции (ЗС).
Между всеми ЗС распределяется такой ресурс ретранслятора, как длительность адра (Т„). Кадр делят на окна. В каждом окне передается инфор, ационный пакет одной ЗС. Центральные станции (основная и ре«~зервная) излучают опорные пакеты — соответственно ОП1 и ОП2 : ериферийные ЗС передают пакеты ИП1 — ИПМ. Между окнами предусмотрен защитный временной интервал (ЗВИ). Часть пакета, '.называемую интервалом управления, отводят для передачи сигналов синхронизации, а также сигналов контроля и управления сис'вемой. Для того чтобы удерживать пакет ЗС на своем месте кадра, 'предусмотрена кадровая синхронизация системы.
Синхросигнал передают либо вместе с информационным (в общем пакете), либо ',отдельно, как это имеет место в системах с выделенной синхронизацией. Сигналы кадровой синхронизации передает ведущая земная станция в ОП1. Опорный пакет служит для установки начала кадра и для управления системой кадровой синхронизации. Структура ОП (рис. 1.16,6) включает интервал управления и информационную часть. Центральная ЗС (или БС) передает в ОП сиг лы Кадровой синхронизации (КС); сигналы синхронизации модемов Н вЂ” восстановление когерентной несущей) и тактовой синхронизации (ТС), а также служебные сигналы.
Информационные пакеты (рис. 1.16,в) содержат преамбулу и информационную часть. Структура преамбулы в основном повторяет структуру интервала управления опорного пакета, а информационная часть делится в соответствии с числом передаваемых каналов на субпакеты (Чв1, )Чв2,...,(Чв и а) б) в) Рис. 1Л6. К пояснению принципа МДВР: а — структура кадра; б — структура ОП; е — структура ИП Каждый ИП присваивается определенной передающей ЗС, а каждый субпакет (для ее определенного корреспондента) — приемной ЗС. В общем случае в преамбулу могут быть введены сигналы опознавания, указывающие адреса ЗС, но часто адресность обеспечивается системой кадровой синхронизации. различаются два основных режима работы системы кадровой синхронизации: первичное вхождение и стационарная работа.
Кодовое разделение сигналов основано на применении шумоподобных сигналов (ШПС). Основная характеристика ШПС вЂ” база сигнала Вшпс Мшпс~ Ве . (1.12) гДе бг=шпс — шиРина спектРа ШПС. База сигнала характеризует расширение спектра ШПС (расщепленного сигнала) в сравнении со спектром модулирующих импульсов. Дпя получения ШПС выполняется прямое расширение спектра частот с помощью псевдослучайной последовательности (ПСП) по схеме рис. 1.17.
Информационный импульсный сигнал с выхода АЦП сначала модулирует по фазе импульсную последовательность генератора ПСП (ГПСП) в фазовом модуляторе ФМ1, затем составной сигнал поступает на ФМ2 — модулятор СВЧ передатчика. УСПд — устройство синхронизации передатчика. Сигналы ((т) в точках а,б,в схемы и фаза СВЧ сигнала е в точке г показаны на рис. 1.18. Рис. 1.17. Функциональная схема формирования ШПС Импульсная последовательность генератора ПСП имеет следующие параметры: Т„с„— период повторения ПСП; т — длительность бита ПСП; )у „- число битов ПСП.
Выбирается период повторения ПСП равным длительности бита передаваемого информационного сигнала; Тпсп = Т. В радиоканале модулированный по фазе ШПС получил расширение спектра по сравнению с модулирующим сигналом в )упса = Т)т, раз. Используя определенный ансамбль ортогональных сигналов ПСП, можно каждому абоненту присвоить соответствующий (абонентский) ансамбль сигналов (или кодовых последовательностей), б) Рис. 1 1о.
Диаграммы сигналов передатчика 43 Это дает возможность исключить интерференционные помехи между сигналами при приеме. Поскольку сигналы от разных АС существенно различаются по форме, возможно их разделение. На БС передаваемые сигналы снабжены адресом АС назначения. Дпя приема используется корреляционный приемник (рис 1.19).
Схема приемника содержит типовые блоки: смеситель (СМ), УПЧ, демодулятор (Д), регенератор (Р), ГПСП, для синхронизации которого предназначено устройство синхронизации приемника (УСПр). Коррелятор вычисляет корреляционные функции для последовательности радиоимпульсов. Примеры автокоррепяционных функций (АКФ) даны на рис. 1.20, где Я(г) — АКФ. В системе с МДКР выбирают ПСП с определенными взаимо- корреляционными функциями (ВКФ). Важны также простота реализации устройств формирования сигналов. Поэтому преимущественно используются линейные ПСП. Для расширения объема ансамбля сигналов применяют составные ПСП, сформированные на основе М-последовательностей и функций Уолша. Метод МДКР получил распространение в последние годы, в первую очередь в мобильных наземных и спутниковых системах.
Основные достоинства его сводятся к тому, что во-первых, он позволяет выполнять эффективное управление радиоресурсами системы Вовторых, при расширении спектрасигнапа уменьшается спектральная плотность его мощности, что уменьшает помеху, создаваемую этим сигналом. Это очень важно для любой системы, но особенно актуально для глобальных спутниковых систем, которые могут создавать помеху на всей территории Земли, видимой с ИСЗ. Применение методов ВД в ССПСЭ. В соте одновременно работают несколько АС, причем каждая АС работает со своим передатчиком и своим приемником на БС.
Имеет место мультиплексирование сигналов в антенне. Этот классический вариант работы по частотному плану часто приравнивают к МДЧР. СМ УПЧ Коррелятор Д Р Рнс. 1.19. Функциональная схема приема сигналов МДКР 0 т у т -тв О тв т в) б) Рис. 1.20. Модупирующий импульс (а), его авторрепяцнонная функция (б) и АКФ ПОП (в) Метод МДВР всегда используют в ССПСЭ цифровых стандартов. Только применяя МДВР, можно обеспечить значение канальной эфФективности в сбте, сопоставимое с таковым в системах аналоговых стандартов.
Использование МДВР позволяет увеличить число каналов связи в системе по сравнению с числом частотных каналов (например, для стандарта ОЗМ вЂ” в 8 раз). Метод МДКР применяется в системах второго поколения, прогнозируется его широкое распространение в системах третьего поколения. Совместное использование МДВР и МДКР в системах третьего поколения позволит значительно увеличить емкость системы ГЛАВА2 ПРИНЦИПЫ ЦИФРОВОЙ ПЕРЕДАЧИ АНАЛОГОВЫХ СИГНАЛОВ 2.1.
Вероятностные характеристики речевого сигнала Речевым сигналом будем называть электрическое колебание на выходе электроакустического преобразователя (микрофона) при действии на этот преобразователь акустической волны, создаваемой голосом человека. В дальнейшем рассмотрим это колебание на конечном или бесконечном интервале времени [(ь г0+ Т), где Ä— момент начала наблюдения, а Т вЂ” длина интервала наблюдения. Мгновенные значения данного колебания, зарегистрированные на интервале наблюдения в испытании с номером К обозначим символом гги(Г), Г0 ~ г < (0+ Т, и назовем реализацией ре~евого сигнала Если же рассматривается одна из возможных реализаций (любая), то верхний индекс (й) будем опускать и писать и(Г), (0 ~ 1 < (0 + Т, Представляется достаточно очевидным, что человек, слушающий речь говорящего человека, не может наверняка предсказать то, что скажет последний через полминуты, через минуту и т.д. Следовательно, мгновенные значения речевого сигнала не могут быть предсказаны точно.
Вместе с тем мы также знаем, что речевой сигнал конкретного человека обладает вполне определенными свойствами (признаками), позволяющими узнавать говорящего, не видя его. На языке теории случайных процессов это можно выразить следующей фразой: речевой сигнал конкретного человека имеет статистические (усредненные) свойства, которые оказываются устойчивыми во времени (голос знакомого можно узнать после многолетней разлуки).
Непредсказуемость и наличие статистической устойчивости свойств являются наиболее важными причинами того, что речевой сигнал приходится рассматривать как случайный процесс. Нельзя описать речевой сигнал даже одного человека какой-либо детерминированной функцией времени. Одно слово или одна фраза отображается как одна реализация электрического колебания; даже одна и та же фраза может быть произнесена по-разному и, следовательно, 46 будет представлена разными реализациями. Невозможно пересчитать все разные реализации речевого сигнала даже одного человека.
С точки зрения слушающего появление той или иной фразы (ипи соответствующей ей реализации речевого сигнала) можно рассматривать как случайное событие. Поэтому при решении многих задач теории и техники связи полезно хотя бы мысленно представить речевой сигнал как множество (совокупность, ансамбль) всех разных его реализаций на интервале наблюдения и какой-либо способ задания вероятностей появления этих реализаций при проведении наблюдений над этим сигналом. Таким образом, мы вынуждены рассматривать речевой сигнал как случайный процесс.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
