Ипатов В. Широкополосные системы и кодовое разделение сигналов (2007) (1151883), страница 30
Текст из файла (страница 30)
а) отношение спектральных плотностей мощности сигнала и АБГШ; б) отношение сигнал — шум на выходе интегратора радиометра перехватчика. В системе передачи данных с бинарной ФМ требуется обеспечить вероятность ошибки на бит Р, = 1,5. 10 з. Разработчик системы стремится гарантировать отношение сигнал — шум для радиометра перехватчика не более — 10дБ на передаваемый бит. Какое значение выигрыша от обработки на один бит окажется удовлетворительным? 3.9.
на длительность сигнала, тогда как для защищаемого приемника оно должно быть 12 дБ. Длительность сигнала Т = 100 мкс. Какой должна быть его минимальная полоса? 3.11. Сравниваются две широкополосные системы передачи данных с БФМ. Первая из ннх использует бинарную модуляцию для расширения полосы, обеспечивая выигрыш от обработки, равный 100 на бит данных. Вторая применяет троичную модуляцию, приводящую к выигрышу от обработки, равному 50 на бит данных. Какая из систем характеризуется лучшей устойчивостью к взлому закона модуляции при условии равенства скоростей передачи данных? 3.12.
Сравниваются две широкополосные системы передачи данных с БФМ, ра- ботающие с одинаковой скоростью. В первой из них отношение сигналшум на входе защищаемого приемника составляет 12 дБ на бит данных, 3.10. Для радиометра перехватчика отношение сигнал — шум составляет — 10 дБ зг 1Д тогда как для радиометра перехватчика оно равно — 12 дБ на бит. Для второй системы аналогичные параметры принимают значения 16 и — 4 дБ соответственно. Какая из систем обладает большим иммунитетом к взлому закона модуляции? 3.13. Разработчик системы учитывает требования ЭМС при проектировании новой системы.
Максимальное отношение сигнал-шум, обеспечиваемое новой системой во всей зоне покрытия старыми, составляет 20 дБ. Любая прежняя система работает с удовлетворительным качеством, если дополнительная спектральная плотность мощности не превышает — 10 дБ по сравнению со спектром АБГШ.
Каким должен быть минимальный выигрыш от обработки для новой системы? 3.14. Имеются две широкополосные системы, занимающие одну и ту же полосу и работающие в одном географическом регионе. Максимальное отношение сигнал — шум в области пересечения их зон покрытия составляет 20 и 17 дБ соответственно. Для совместимости их работы избыточная спектральная плотность мощности, обусловленная излучением другой системы, должна быть на — 7 дБ ниже уровня АБГШ.
Найдите минимальный выигрьпп от обработки для каждой из систем. 3.15. Для нормального функционирования системы с длиной волны Л~ = 30 см необходимое отношение сигнал шум составляет д = 14 дБ. Длительность сигнала Т = 100 мкс, а шумовая температура приемника 6„= 1000 К. Передающая антенна имеет коэффициент усиления 5 дБ, тогда как приемная — изотропна. Найти необходимую излучаемую мощность для модели свободного пространства, если зона покрытия системы должна иметь радиус не менее 30 км. Насколько увеличится эта мощность в условиях, типичных для систем мобильной связи, с зкспонентой затухания, равной 3,84, в отсутствие других поправок к модели свободного пространства? 3.16. Система сохраняет работоспособность, если на приемной стороне отно- шение сигнал шум по напряжению не более чем в 4 раза ниже среднего предсказанного уровня.
Определите вероятность выхода системы из строя вследствие крупномасштабных замираний со среднеквадратическим отклонением по мощности в 9 дБ. 3.17. Имеются два пути распространения: по прямой линии (ЛПВ) и через отражатель, расположенный в 3 км от ЛПВ и равноудзленный от передатчика и приемника. Найдите период стоячей волны в метрах и временной интервал между последовательными провалами мощности на входе для приемника, расположенного в 12 км от передатчика и движущегося с постоянной скоростью 60 км/ч, при длине волны 30 см. 3.18.
Возможно ли применение БФМ в канале с быстрыми многолучевыми рзле- евскими замираниями? Какой способ бинарной передачи приемлем в этом случае? 3.19. Передача бинарных данных осуществляется по каналу с логнормальным крупномасштабным и рэлеевским мелкомасштабным замираниями. Вслед- Глава о. Преимущества широкополосной передачи ствие крупномасштабного замирания отношение сигнал — шум по мощности фяюктуирует около значения 27 дБ со среднеквадратическим отклонением 12 дБ. Достижима ли в этом канале вероятность ошибки на бит 10 з без помехоустойчивого кодирования? 3.20. Имеются две рэлеевские ветви разнесения с идентичной средней энерги- ей сигнала. Используя в качестве критерия среднее отношение сигнал— шум по мощности на выходе устройства комбинирования, сравните по энергетическому выигрышу две схемы комбинирования: по максимуму отношения сигнал — шум и селекции ветви с максимальным сигналом. 3.21.
Сигнал системы занимает полосу в 60 кГц. Диапазон рассеяния по за- держке в канале составляет 20 мкс. Общая полоса не превьппает 300 кГц. Сколько ветвей частотного разнесения может быть организовано в системе? 3.22. Имеются четыре пути распространения с длинами 5 км, 5,4 км, 5,55 км и 6 км. В системе данные передаются со скоростью В = 20 кбит/с. Оцените примерно полосу сигнала и выигрыш от обработки, необходимые для организации В.АКЕ-приемника с четырьмя зубцами. 3.23. Минимальная разность длин путей распространения в канале составляет 300 м. Диапазон рассеяния по задержке в канале лежит в пределах 10 мкс. В системе осуществляется передача данных с использованием КФМ со скоростью 20 кбит/с.
Каковы необходимая полоса и выигрыш от обработки для построения ВАКЕ-приемника с максимально возможным числом зубцов? 3.24. ВАКЕ-приемник расщепляет результирующий сигнал на выходе рэлеев- ского канала на па незамирающих сигналов равной энергии и применяет комбинирование по максимуму отношения сигнал — шум.
Насколько среднее отношение сигнал — шум по мощности на выходе устройства комбинирования отличается от варианта, когда КАКЕ-алгоритм не применяется? Как объяснить энергетический выигрыш ВАКЕ-метода в свете данного ответа? Задачи в пакете МАТ!.АВ 3.25. Напишите программу, демонстрирующую помехоустойчивость широко- полосных сигналов в отношении узкополосных помех в ситуации, когда приемник не прибегает к режекции помехи (рис. 3.4). а) Сформируйте и графически отобразите два прямоугольных радиосигнала одинаковой длительности Т (векторы размерности 1000): простой импульс и ЛЧМ импульс с девиацией частоты (40...
50)/Т (см. задачи 2.55 и 2.56). Выберите несущую так, чтобы на длительности сигнала укладывалось 25... 30 ее периодов; 3 ~ МАТЕРОВ 1БЗ~ б) Сформируйте матрицу немодулироваяной помехи из 10 строк так, чтобы частота для каждой строки была равна несущей сигнала, а случайная начальная фаза распределена равномерно на отрезке [ — я', я]; в) Сформируйте матрицы наблюдений для обоих сигналов, прибавив каждый из них к строкам матрицы помехи и установив уровень помехи в несколько (2 — 10) раз выше уровня сигнала.
Выведите наблюдения на дисплей; г) Обработайте наблюдения соответствующими согласованными фильтрами. Выведите на дисплей отклики фильтров. д) Выполните программу для разных значений интенсивности и частоты помехи и объясните результаты. 3.26. Напишите программу, демонстрирующую помехоустойчивость широкополосных сигналов в отношении узкополосных помех в ситуации, когда приемник режектирует помеху (примерные осциллограммы на входе и выходе режекторного фильтра даны на рис. 3.25). а) Повторите пункты (а) — (в) предыдущей задачи; б) Рассчитайте и выведите на дисплей энергетические спектры сигналов и наблюдений; в) Выполните режекцию, обнулив спектральную компоненту наблюдения на частоте помехи; г) Вернитесь во временную область и отобразите на дисплее сигналы после режекции; д) Выполните программу для нескольких комбинаций интенсивности и частоты помехи и объясните результаты.
3.27. Напишите программу, иллюстрирующую помехоустойчивость широкопо- лосных сигналов в отношении заградительных помех (см. рис. 3.5). а) Повторите пункт (а) задачи 3.25; б) Сформируйте по 10 реализаций спектра помехи для каждого из сигналов так, чтобы они отличались от нуля только в пределах полосы соответствующего сигнала. Считайте спектральные компоненты комплексными гауссовскими случайными величинами с нулевым средним. Отобразите спектры помехи на дисплее; в) Преобразуйте помехи во временную область и просуммируйте с каждым из сигналов, придя к наблюдениям. Подберите мощности помехи так, чтобы для обоих сигналов отношение сигнал — помеха по напряжению было одним и тем же, лежащим в диапазоне от 0,5 до 1; г) Обработайте наблюдения соответствующим согласованным фильтром и выведите отклик фильтра на дисплей; д) Выполните программу, варьируя параметры сигнала и помехи и объясните результаты.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
