Пестряков Б.В. Шумоподобные сигналы в системах передачи информации (1973) (1151884), страница 69
Текст из файла (страница 69)
Наибольший интерес представляет исследование ФАК искаженного сигнала, так как это дает полное и однозначное представление о характере влияния ограничения полосы в передатчике при оптимальном приеме такого сигнала и позволяет также определить влияние ограничения полосы а приемнике в тех усло- 338 Бз(т)=Бз-( ~~ Блсозй ' т. э=! 2Т, (8.6.1) Предполагая, что ФАК существует в пределах ( — Т„Тз), можно найти соответствующий ей спектр: з1п[дТз ).Р,(ю)) =2Б Т вЂ” + мТз 1 . ( з1п (й(з — и) Тз з1п (й()+ю) Тз) (8.6.2) 2 э ~ ~ (lг() — ю) Тз (ИИ+ м) Т, Спектр апериодической ФАК может быть с достаточной для практики точностью представлен набором дискретных значений с интенсивностью, про- порциональной амплитудам соответствующих гармоник разложения ФАК в ряд Фурье. 76ыбэ .
гтб уйТ Проиллюстрируем применение этого ме- тйы5з ХИ тода для анализа влияния ограничения спектра сигнала на примере рассмотрения ШПС, построенного на основе М-последовательности 3 с.Б, = 15. На рнс. 8.6.2 дана ФАК неискаженного сигнала (кривая 1), а также представлены ФАК искаженных сигналов при на- ттб г г личин ограничения полосы (кривая 2 соот- 1 ветствует каналу при Ьуа = 0,8Лгз; кривая 3 — при Л(з = 0,4Ь/,).
Осуществив расчеты большого количе- счл ства сигналов при разной ширине полосы пропускания с помощью ЭВМ «Минск-22», можно выявить общие закономерности измепения их параметров (8.26). На рис. 8.6.3 представлены изменения величины главного максимума 77",(0)Я, (О) — кривая ! (т. е. изменение энергии сигнала), ширина основного выброса относительно ширины главного выброса ФАК неискаженного сигнала Тамб,)Тзыб з (кривая 2), уровень боко- вых выбросов относительно величины основного выброса ЯбИ(0))Р' Л/~ (кри- вая 3). Из результатов следует, что ограничение полосы сигнала, по сути, экви- валентно соответствующему изменению базы сигнала.
Также видно, что харак- тер боковых выбросов по мере сужения полосы частот изменяется. Короткие вы- брасы с длительностью до Т, размываются и сливаются с импульсами большей длительности. Аналогичные явления наблюдаются при изучении взаимодейст- вия двух сигналов. Следовательно, выбор базы используемых сигналов должен осуществляться с учетом ширины полосы пропускания канала. '~5 М д'э 1717' 1,17 4б ~.~ ~~э )эг Рнс.
8,6.3. 339 виях, когда для облегчевия технической реализации оптимальной схемы и обес. печения ее участия в селекции мощных посторонних сигналов эта схема имеет характеристики, близкие к согласованным для искаженного сигнала. Зная АЧХ канала, момгно найти энергетический спектр сигнала на выходе канала, а затем от спектра перейти к ФАК, Поскольку аналитические выражения для энергетического спектра и ФАК, позволяющие в удобной форме осуществить переход от одной характеристики к другой, достаточно сложны, то удобным является использование методики разложения ФАК по ортогональным функциялп прн этом (см. 6 2.7) апериодическая ФАК может быть представлена суммой отрезков косинусонд, наждой из которых соответствует составляющая энергетического спектра сигнала. Аппроксизируем огибающую ФАК сигнала Б, (т) рядом Фурье, тогда 8.7.
Общая оцейка влияния искажений Изложенное выше позволяет сделать вывод о том, что характеристики радиотехнических устройств оказывают существенное влияние на свойства систем, использующих ШПС, в связи с чем анализ идеализированных свойств ШПС, выполненный в предположения отсутствия каких-либо искажений, неизбежных в реальной аппаратуре, не дает правильного и полного представления о свойствах систем, использующих такие сигналы. При оценке всех основных параметров систем передачи информа. ции, а именно: помехоустойчивости, взаимовлияния сигналов, разрешающей способности и т. п., необходимо учитывать влияние характеристик аппаратуры. Особенно существенно влияние характеристик аппаратуры на потери в энергии сигнала и в достоверности его приема.
При благоприятных условиях потери энергии могут составлять 1,5— 2 дБ, при неблагоприятных — до 1О дБ и более. Рассмотренные в данной главе методы позволяют производить расчеты влияния реальных характеристик радиотехнических устройств систем передачи информации с использованием ШПС для ряда важных на практике случаев. Глава девятая ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ШУМОПОДОБНЫХ СИГНАЛОВ ДЛЯ КОДОВОГО РАЗДЕЛЕНИЯ В МНОГОАДРЕСНЫХ СИСТЕМАХ ПЕРЕДАЧИ ИНФОРМАЦИИ 9.1. Многоадресные системы и методы разделения сигналов Шумоподобные сигналы могут использоваться в многоканальных и многоадресных системах связи.
Многоканальные системы осуществляют передачу большого количества независимых сообщений по одному тракту, связывающему оконечные станции. При этом в общий тракт поступает групповой сигнал, формируемый тем или иным образом (в зависимости от способа разделения). Зти системы подробно изучены и описаны в литературе [1.61, поэтому рассматривать их не будем.
Многоадресные системы (МАС) обеспечивают связь между любой парой из совокупности независимых источников и получателей сообщений (абонентов), размещенных в пространстве независимо друг от друга. В многоадресной системе в отличие от многоканальной сигналы различных абонентов поступают в общий тракт (ретранслятор или среду). Необходимым условием выделения полезного сигнала является взаимная ортогональность (квазиортогональность) сигналов различных адресов, что достигается для простых сигналов сдвигом по времени — временнбе разделение (ВР) — или по частоте — частотное разделение (ЧР), а для шумоподобных сигналов ШПС вЂ” специальным выбором закона формирования сигналов при их частичном или полном совпадении по времени и полосе частот — разделение по форме т. е. кодовое разделение (КР).
Зти способы разделения адресов отличаются друг от друга использованием времени, полосы частот и мощности передатчиков, причем при временнбм разделении принципиально необходимо наличие синхронизации в работе всей системы, в то время как системы с ЧР и КР могут быть как синхронными, так и асинхронными. Временнбе и частотное разделения в сочетании с частотной модуляцией в многоадресных системах с ретранслятором рассмотрены в монографии 11.111, поэтому подробно останавливаться на них не будем.
Там же проведена информационная оценка, не учитывающая технических ограничений, и сравнение различных методов разделения с точки зрения критерия использования пропускной способности ретранслятора при многоадресной работе, включая КР для сигналов в виде отрезков шума в случае передачи информации в бинарной форме. Ис- 341 следованию свойств многоадресных систем с кодовым разделением посвящены работы [9.3, 9.111 и др. Однако, учитывая, что КР представляет принципиальный и технический интерес, считаем необходимым рассмотреть его возможности в сочетании с различными видами модуляции в асинхронных МАС при реальных ьиоделях сигналов с учетом технических ограничений, а затем сравнить полученные результаты с аналогичными характеристиками для других методов разделения.
Кодовое разделение предполагает использование сигналов с особыми свойствами. Такими свойствами обладают некогерентные сигналы с временным кодированием и сигналы с частотно-временнбй матрицей (ЧВМ) [1.!61. У некогерентных сигналов начальная фаза высокочастотного заполнения каждого элемента случайна, и оптимальная обработка включает накопление после детектирования, что снижает их устойчивость по сравнению с когерентнымн сигналами по отношению к шумовым помехам с ограниченной мощностью, в том числе и к мешающим сигналам других адресов.
Однако эти сигналы обладают преимуществами перед когерентными сигналами с точки зрения простоты устройств формирования и приема. Возможности использования таких сигналов в асинхронных МАС исследованы в литературе [1.!6, 9.11, поэтому не будем на них останавливаться, а лишь воспользуемся результатами для сравнения с результатами, получающимися при использовании ШПС, предусматривающих когерентность в пределах длительности сигнала, В качестве ШПС для кодового разделения могут использоваться фазоманипулированные (ФМн) и когерентные частотноманипулированные(ЧМн) [1.7] шумоподобные сигналы. Так как используемые в МАС шумоподобные сигналы являются квазиортогональными, то кодовому разделению принципиально присуши взаимные помехи между адресами, обусловленные неидеальностью функций взаимной корреляции и называемые шумами неортогональности. Для уменьшения шумов неортогональности необходимо выбрать ансамбль сигналов с хорошими взаимокорреляционными свойствами, например А[-последовательности, у которых выбросы взаимокорреляцонной функции не превосходят (2 — ЗД' Б, от основного выброса автокорреляционной функции.
Использование для кодового разделени ФМн или ЧМн сигналов определяется принципом построения многоадресной системы. Многоадресные системы могут быть построены с центральной станцией и без нее с соединением абонентов между собой непосредственно через физическую среду. Центральная станция может выполнять различные функции: усиление сигналов, преобразование частоты, коммутацию сигналов различных абонентов, преобразование вида модуляции, выделение сигналов отдельных адресов и др.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
