Ипатов В. Широкополосные системы и кодовое разделение сигналов (2007) (1151883), страница 64
Текст из файла (страница 64)
7.39. Напишите программу, моделирующую асинхронную СИМА систему на основе сигнатур, лвляющнхся сдвинутыми по времени копиями т-последовательности. Рекомендуемые шаги: а) Установите максимальное число пользователей К = 20... 25 н максимальную задержку в числе чипов т„,в„= 80... 100; б) Сформируйте бинарную [жЦ т-последовательность длины Е > К(т „+1); в) Используйте в качестве К сигнатур К циклически сдвинутых копий т-последовательности, каждая из которых запаздывает по отношению к предыдущей на т + 1 чипов; г) Выберите К, первых сигнатур (активных пользователей) и осуществите их манипуляцию (кроме первой) случайными независимыми битами, положив длительность бита в пределах Х = 160... 200 чипов; д) Сдвиньте все модулированные сигнатуры (кроме первой) относительно первой случайно н независимо в пределах [О, т „] и просуммируйте их для получения группового сигнала; е) Сымитируйте однопользовательский приемник первого абонента, вычислив корреляцию в пределах одного бита группового сигнала с первой сигнатурой; ж) Демодулируйте бит первого абонента и сравните его с истинным (равным нулю); з) Варьируя число активных абонентов, как например, К, = 5, 10, 20,...
повторяйте пункты (г)-(е) 1000-5000 раз для каждого К„. Для каждого К найдите зкспериментально предельное отношение сигнал— помеха на выходе коррелятора и вероятность ошибки на бит и сравните нх с предсказанными теоретически: 9тз = Х/(К вЂ” 1), Р, = Ю(чс); и) Выведите на дисплей 5-7 выборочных наложенных реализаций группового сигнала и аккумулированную сумму на выходе интегратора приемника (рис. 7.21 представляет пример для К = 25, К = 20, Ас = 169, т,„= 80). 7АО. Напишите программу для генерирования ансамбля Голда и визуализации гистограммы значений периодических АКФ и ВКФ входящих в него сигнатур.
Рис. 7.22 представляет пример результатов для Ас = 2в — 1. э д метеле з~д9) РО й й о о Ф й -!О о й, о 300 ф 200 а 100 а и 0 Рис. 7.21. Грувповой сигнал и выход интегратора приемника 30 Ю й !О 0 0 !0 15 Ю Ю 15 Ю 1О 15 Ю 1О 15 э! -1О 1 -2 0 2 4 Корреляция 6 8 Ю Рис. 7.22. Периодические корреаеции и гистограмма корреляций для ансамбля Голда длины 21 30 Ю ий Ю 0 -10 0 30 Ю и. ю — 10 0 30 и !о -10 0 и Ялн о О 20 40 60 80 100 120 140 160 20 40 60 80 100 ! 20 140 ! 60 ОЬ Глава 7.
Ансамбли широкополосньп сигнатур а) Постройте бинарную т-последовательность соответствующей памяти п>5; б) Осуществите ее децимацию так, чтобы прийти ко второй исходной т-последовательности; в) Сформируйте 15 — 20 последовательностей Голда, как предписано пра- вилом (7.52), включив в их число исходные т-последовательности; г) Вычислите их периодические АКФ и ВКФ; д) Выведите на дисплей АКФ одной из исходных т-последовательностей, АКФ произвольной другой последовательности Голда, ВКФ двух исходных т-последовательностей и ВКФ двух других последовательностей Голда из полученных; е) Выведите на экран гистограмму всех нежелательных корреляций (значений ВКФ и боковых лепестков АКФ); ж) Выведите значение корреляционного пика и сравните его с теоретически предсказанным и соответствующей нижней границей; з) Выполните программу для релевантных нечетных и четных значений и и интерпретируйте результаты.
7.41. Напишите программу для исследования ансамблей Касами. Последова- тельность операций может быть той же, что и в предыдущей задаче, однако теперь имеет смысл вычислять корреляции между всеми (не только выбранными) сигнатурами. 7.42. Напишите программу для исследования ансамблей Камалетдинова, за- данных правилом (7.57), (7.58). Рис.
7.23 иллюстрирует результаты для случая р = 11. Рекомендуемые шаги: а) Положите р = 3 пюй 4, найдите примитивный элемент он СГ(р) и обратный ему о ', б) Сформируйте К = р+ 1 последовательностей над СР(р) как предписано (7.57), используя арифметику СГ(р); в) Отобразите полученные последовательности на бинарный (~Ц алфавит согласно (7.58); г) Вычислите периодические АКФ и ВКФ всех последовательностей предыдущего пункта; д) Визуализируйте АКФ последовательностей (ак ) и (а1;); е) Визуализируйте ВКФ этой пары и пары (ак 14), (ак,;); ж) Выведите на дисплей гистограмму всех нежелательных корреляций (значений ВКФ и боковых лепестков АКФ); з) Вычислите значение корреляционного пика и сравните его с теоретически предсказанным и соответствующей нижней границей; 3 д вАТБ.~В 321) и) Повторите выполнение программы, варьируя значение р и интерпретируйте результаты.
100 \Ц о о 10 0 0 -10 -5 0 5 10 Корреляция 15 Рис. 7.28. Периодические корреляции и гистограмма корреляций для ансамбля Камалетдинова длины 110 7.43. Напишите программу для исследования ансамблей Камалетдинова, задаваемых правилом (7.60), (7.58). Предусмотрите вывод на дисплей выборочных АКФ и ВКФ, а также гистограммы нежелательных корреляций. Вычислите значение корреляционного пика и сравните его с теоретически предсказанным и соответствующей нижней границей. !1"-277! 100 50 и 0 0 100 50 3к 0 0 и 10000 Ф 0 -15 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 !0 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 ГЛАВА 8 ПОИСК И АВТОСОПРОВОЖДЕНИЕ ШИРОКОПОЛОСНЫХ СИГНАЛОВ В СИСТЕМАХ С ПРЯМЫМ РАСШИРЕНИЕМ СПЕКТРА 8.!.
Процедуры поиска и автосопровождения Измерение времени прихода и частоты принятого сигнала является базовой задачей для множества приложений, воплощающих идею распределенного спектра. В системах, где широкополосные сигналы служат для позиционирования и сопровождения движущихся объектов ~радио- и гидролокация, ыавигация), частотно-временные измерения оказываются ключевой процедурой.
В широкополосных телекоммуыикациях они же необходимы для совмещения локальной и системной временыбй шкал. Действительно, для корректной демодуляции переданного потока данных приемник любой цифровой системы связи должен с достаточной точностью знать границы символов, кадров и т. и. в принятом сигнале. Другими словами, местыый эталон времени приемника должен быть соответствующим образом синхронизирован с принятым информационным потоком.
При этом в широкополосных системах требования к точыости подобной синхронизации особенно высоки, так как при временном рассогласовании между ПРС-кодом и местной сжимающей опорой порядка длительности чипа или более никакого сжатия спектра, а значит, и последующей правильной демодуляции не произойдет (см. ~ 7.1). Таким образом, связанные с синхронизацией действия приемника состоят в предварительной (до демодуляции данных) подстройке собственной сужающей опоры под ПРС-код принятого сигнала и поддержании приемлемого синхронизма между ними в течение всего последующего сеанса приема сообщения.
Можно видеть, что с теоретической точки зрения в задаче синхронизации нет ничего нового: для согласования локальной опоры с принятым сигналом следует р.р. >р р ррр . р д ррр)) лишь измерить частотно-временнбй сдвиг принятого сигнала относительно местного генератора. Затем, если необходимо, генератор приемника может быть скорректирован по времени и частоте и, тем самым, синхронизирован с принятым сигналом. Оптимальные (МП) стратегии измерения запаздывания и частоты подробно обсуждались в 3 2.12 — 2.14. Однако на практике попытка их материализации в «чистом> виде нередко наталкивается на серьезные препятствия.
Начальная (например, при первичной активации приемника) расстройка локального эталона по времени и частоте относительно принятого сигнала может оказаться достаточно большой. К числу факторов, обуславливающих подобное рассогласование, относятся автономность эталонов передающей и приемной сторон, широкий диапазон вариаций расстояния от передатчика до приемника, доплеровский сдвиг частоты, вызванный их взаимным движением и пр. В подобных обстоятельствах прямое воплощение правила МП может оказаться чрезмерно затратным или вовсе нереальным в плане требуемых ресурсов, как это имеет место в следующем примере. Пример 8.1. Дальномерный С/А-сигнал системы ОР8 (см. 3 11.2) имеет период Ь = 1023 чипов или в реальном времени Х,рл = 1 мс.
Для решения навигационной задачи требуется измерить временнбе положение сигнала с точностью не хуже долей микросекунды, к примеру, с погрешностью в 0,1 длительности чипа Ь. Если приемник активируется без априорного знания расстройки местного эталона относительно сигнала, неопределенность запаздывания сигнала охватывает интервал в один период ЬЬ. Обращаясь к приемнику на базе банка корреляторов (см. рис. 2.18), можно видеть, что количество параллельных корреляторов в нем составит не менее 10230. Переход к структуре с согласованным фильтром (рис.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
