Варакин Л.Е. Системы связи с шумоподобными сигналами (1985) (1151877), страница 4
Текст из файла (страница 4)
Однако можно в этих частотных интервалах разместить системы связи с ШПС так, как это показано на рис. 1.6. Спектр ШПС расположен вблизи спектра телевизионного сигнала, там где спектральная плотность последнего резко уменьшается. При этом взаимные помехи и той, .и другой системе будут малыми. Следует отметить, что если вместо ШПС использовать сигналы с частотной модуляцией, то уровень взаимных помех, возрастает, так как сигналы системы связи и телевидения относятся к одинаковому классу и демодулируются .частотным детектором.
Таким образом, системы связи с ШПС обладают хорошей ЭМС с системами радиосвязи, вещания и телевидения. Ранее было упомянуто, что ШПС обеспечивают высокую эффективность использования радиоспектра в ССПС. Если рассматривать девствие систем связи в некотором замкнутом пространстве, то оказывается, что наилучшую ЭМС при ограниченном диапазоне частот обес- 15 печивают ШПС, хотя сами по себе они требуют более широкой полосы, чем традиционные узкополосные системы. В то же время общая полоса частот при использовании ШПС будет меньше.
Из рассмотрения основных свойств ШПС следует, что применение ШПС в системах связи позволяет обеспечивать высокую поевехоустойчивость относительно мощных помех, скрытность, адресность, работоспособность в общей полосе частот, борьбу с многолучевостью, высокие точности измерений и разрешающие способности, хорошую ЭМС со многими радиотехническими системами.
Эти преимущества получаются за счет применения ШПС с большими базами, что приводит л резкому усложнению устройств формирования .и обработки, увеличению их массы, объема, потребляемой мощности. В большинстве случаев переход к ШПС с большимв базами требует резкого расширения полосы частот, что приводит к определенным трудностям в создании широкополосной элементной базы. Однако эти трудности преодолимы. И поэтому ШПС находят уже сейчас применение в различных системах связи, а в будущем получат еще более широкое применение, особенно в системах массовой радиосвязи. 1.10.
Основные структурные схемы ШСС Широкополосные системы связи с ШПС в зависимости от назначения, тактико-технических характеристик, базы ШПС, элементной базы могут быть построены по различным схемам, перечислить которые в .настоящее время невозможно из-за мвтогочисленных .вариантов. Для .качественного представления о том, из каких основных устройств состоят ШСС, на р~ис. 1.7, 1.9, 1.11, 1.12 приведены структурные схемы некоторых систем связи. На,рис. 1.7 представлены структурные схемы передатчика и приемника цифровой системы связи с фазоманнпулированным Рнс.
Ну. Структурные схемы передатчика н приемника цифровой системы связи с фазоманнпулнрованным ШПС (ФМ) сигналом, предназначенные для передачи дискретных сообщений. В передатчике (рис. 1.7,а) от,источника, информации ИИ последовательность двоичных единиц 1 и О со скоростью Я=1!Т (рис. 1.8,а) поступает;на вход фазового модулятора ФМ. На вто- 16 рой вход ФМ поступает фазоманипулированный сигнал (рис.1.8,б) от генератора ФМ сигнала ГФМ. Фазоманипулнроваиный сигнал имеет длительность Т и представляет собой последовательность видеоимпульсов 1 и О длительностью то — — Т(М, где М вЂ” число импульсов.
На рис. 1.8,б М=13. Обычно считают, что база ФМ сигнала примерно равна числу импульсов, т. е. В-М. Ширина спек- 0 а3 и 4 Рис. 1.8. Модуляция цифроиой информации ФМ ШПС 6 тра ФМ сигнала Р-1/то. Работой ГФМ управляет синхронизатор С, который формирует необходимые сигналы управления и частоты. Последовательность ШПС в виде ФМ сигналов, переносящая информационные символы (рис. 1.8,в),,поступает в модулятор Мод, в котором осуществляется балансная модуляция колебания с,несущей частотой ФМ сигналом. Колебание с несущей частотой создается генератором низкой частоты ГНЧ.
Усилитель мощности УМ усиливает фазоманипулированный сигнал, а затем через антенну сигнал излучается в пространство. В приемнике (рис. 1.7,б) сигнал проходит через смеситель См, переносится с помощью гетеродина Г на промежуточную частоту, усиливается в усилителе промежуточной частоты УПЧ и обрабатывается согласованным фильтром СФ. Сигнал с выхода СФ поступает на синхронизатор С н решающее устройство РУ.
Синхронизатор осуществляет поиск ФМ сигнала по частоте.и по времени, накапливает сигнал дляувеличения надежности синхронизации, управляет режимом работы решающего устройства. Для поиска ФМ сигнала по частоте синхронизатор перестраивает гетеродин. После окончания поиска и вхождения в синхронизм на выходе решающего устройства появляется информационная .последовательность в .виде двоичных символов, которая, передается получателю информации ПИ. Приемник, изображенный на рис. 1.7,б, является .наиболее простым. Вместе с тем необходимо отметить, что согласованный фильтр и синхронизатор, содержащий блоки поиска и синхронизации, являются при больших базах ШПС сложными устройствами. Кроме того, для поиска ШПС и поддержания синхронизма приемник охвачен петлей обратной связи.
Реальный приемник ШПС может содержать несколько блоков поиска,и слежения, в том числе блок поиска ШПС по времени и временной синхронизации, блок фазовой автоподстройни частоты ФАПЧ, которые охвачены собственными и взаимными обратными связями. На рис. 1.9 представлены структурные схемы передатчика и приемника радиотелефонной системы связи с ФМ ШПС. В пере- гт датчике (рис. 1.9,а) телефонное сообщение (рис. 1.10,а) от истозтника .информации ИИ поступает на вход широтно-импульсного модулятора ШИМ, с выхода которого ШИМ сигнал (рис. 1.10,б) подается на вход фазового модулятора ФМ. На второй вход ФМ подается ФМ ШПС (рис.
1.10,в), формируемый ГФМ. Фазомапи- Рнс. 1.9. Структурные схемы передатчика и приемника радиотелефонной систе- мы связи с фазоманипулированным ШПС 0 0) пулнрованый сигнал с,выхода фазового модулятора (рис. 1.10,0)', содержащий информацию, поступает .на вход модулятора М, в котором осуществляется балансная модуляция колебания с несущей частотой от ГНЧ. Затем усиленный цо мощности в усилителе мощности УМ ФМ сигнал через антенну излучается в пространство.
Работой широтно-импульсного модулятора и гене- 0 ратора ФМ сигнала управа) лает синхронизатор С, ко- торый вырабатывает необ- 0) 0 ходимые частоты и управляющие сигналы. В приемнике (рис. 1.9,б) принятый сигнал в смесителе См с помощью гетеродина Г пе- 0 реносится на промежуточг) ную частоту и после УПЧ Рис. 1,10. Модулякия ФМ ШПС непре ы пОстУПаЕт На кОРРЕлЯтОР ным сообщением при помощи шйй~ Кор. Коррелятор, как и со- гласованный фильтр, производит оптимальную обработку принятого сигнала. Хотя они отличаются по принципу работы, но обеспечивают одинаковую помехоустойчивость приема. Коррелятор состоит из перемножителя и интегратора. На .второй вход коррелятора подается опорный сигнал в виде ФМ ШПС (рис.
1.10,в). Напряжение на выходе коррелятора содержит телефонное сообщение в виде ШИМ сигнала, который подается на вход демодулятора Дем, с выхода которого принятое телефонное сообщение передается получателю информации ПИ. Работой приемника в целом и его отдельными блоками (Г, ГФМ, Кор, Дем) управляет синхронизатор С, который сначала осуществляет поиск ФМ ШПС по времени и частоте, а затем под- 18 держивает синхронизм. Все, что было ранее отмечено относительаю синхронизатора приемника, изображенного на рис.
1.7,б, полностью относится как к оннхронизатору данного приемника, так и приемников, изображенных на рис. 1.11,б 1.12,б. На рнс. 1.11 представлены структурные схемы передатчика и приемника цифровой системы связи с частотно.манипулированным Рис. 1.11. Структурные схемы передатчика и приемиика цифровой системы свя- зи с частотиомаиипулироваииым ШПС (ЧМ) ШПС (иногда такой ШПС называют сигналом с прыгающей частотой).
Отличие передатчика и приемника, изображенных на рис. 1.11, от передатчика и приемника на рнс. 1.7 сводится к следующему. В передатчике (рис. 1.11,а) в модуляторе Мод1 производится модуляция ЧМ ШПС дискретным сообщением. ЧМ ШПС представляет собой сигнал, состоящий из М импульсов, несущие частоты которых принимают одно из возможных значений от)о до )о+ (М вЂ” 1))Т с интервалом между соседними значениями Ь)=1|Т. Всего используется М частот и ни одна из них не применяется дважды в одном ШПС. База такого сигнала ВжМт. ЧМ ШПС формируется с,помощью частотного манипулятора (ЧМ), у которого на один вход через шину (широкая стрелка) подаются М частот от генератора сетки частот ГСЧ. На другой вход подается кодовая последовательность от генератора кодовой последовательности ЧМ ШПС (ГЧМ), определяющая порядок изменения частот в ЧМ ШПС.
В модуляторе Мод2 производится перенос ЧМ ШПС на несущую частоту. Работой ГСЧ, ГЧМ, ГНЧ управляет синхронизатор С. В приемнике (рис. 1.11,б) ЧМ ШПС на промежуточной частоте поступает,на смеситель (См2), в котором производится перенос всех частот сигнала ~на вторую промежуточную 19 частоту с помощью опорного ЧМ ШПС, поступающего от частотного манипулятора ЧМ. Назначение ГСЧ и ГЧМ такое же, как и в передатчике. (рис. 1.11,а). С ~выхода УПЧ2 сигнал длительностью Т, не имеющий частотной манипуляции, поступает на СФ, а затем на РУ и С.
Последний производит поиск ЧМ ШПС по времени и частоте, затем поддерживает синхронизм и управляет работой Г, ГСЧ, ГЧМ и РУ. На рнс. 1.12 представлены структурные схемы передатчика и приемника цифровой системы связи с фазо.частотноманипулированным (ФМ вЂ” ЧМ) ШПС.
Такой сигнал является составным. При Рис 1Л2. Структурные схемы передатчика и приемника цифровой системы свя- зи с фазо-частотноманипулированными ШПС и корректирующими кодами отмеченной двойной манипуляции он состоит из М импульсов, группы которых передаются на М частотах. База такого ШПС равна, примерно В ктМз. Поскольку ФМ вЂ” ЧМ ШПС является объединением ФМ и ЧМ сипналов, то .и схема передатчика (рис. 1.12,а), и схема приемника (рис. 1.12,б) являются в свою очередь объединением передатчиков (рис.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
