Спилкер Дж. Цифровая спутниковая связь (1979) (1152062), страница 95
Текст из файла (страница 95)
При некоторых ко методах синхронизации в го едином времени значение ве- личины скорости света с (в ооо " свободном пространстве) мо- жет оказаться очень важи ным. Это происходит, когда орбита спутника используется для определения величины задержки сигналов вместо непосредственного измегл рения этой задержки. В больдаг г о го го м оо оа ао таво о,грао шиистве же случаев, однако, влияние неопределенности Рис. 17й7. Зависимость ощибки вРемени за- скорости света роли не игдержки ог и дальности о)7л между земной станцией и спутником из-за влияния тропа- Рает, поскОЛьку прсдполасферы от кажущегося угла места 8 в авгус- гается, что при измерениях те ( — ) и январе ( — — — ) (4491 ИСПОЛЬЗуЮтея ИМЕННО ЭЛЕК- тромагнитные волны.
Наиболее известные результаты по измерению скорости света получены в (241~, а именно с ~ А = 299792,4? ~ 0,15 км?с. (17.30) Следовательно, неопределенность составляет А=5 10-г с (см. также 16*1) . ееулярные колебания земной коры. Местоположение земной станции и ес антенны должно быть точно определено для особо прецизионных измерений орбитальных характеристик спутника и времени. Здесь влияет даже перемещение в пространстве собственно земной станции.
Это причины второго порядка. Среди составляющих такого перемещения — лунные и солнечные приливы и отливы, которые характеризуются предельными изменениями в 0,2 м для низких широт при достаточном удалении от берега моря (36*]. ются замкнутые следящие системы измерения времени прохождения сигнала. Если в качестве зондирующего сигнала в~7) используется шулгоподобный сигнал (ШПС)г в виде псевдослучайной последовательности символов, модулирующей несущее колебание, то для измерения запаздывания т в условиях аддитивного шума полезно использовать устройства слежения за запаздыванием принимаемого сигнала.
Замкнутые системы, следящие за временнйм положением сигнала, иначе, системы автоматической подстройки во времени ~А)7В), были описаны ранее в (437ь| как оптимальные системы для измерения разности во времени двух взаимно коррелированных сигналов. Автоматическая подстройка во времен~и осуществляется с помощью нелинейной схемы с обратной связью путем вычисления взаимно корреляционной функции между принимаемым и опорным сигналами. Существо АПВ близко к фазовой автоподстройке частоты (ФАПЧ), следящей за фазой синусоидального сигнала.
В этой главе описано несколько современных вариантов следящих декодеров ШПС, которые специально были разработаны для измереяия временного положения пр~инимаемых псевдослучайных последовательностей двоичных символов, формируемых с помощью довольно простых регистров сдвига ~432). Одна из основных причини общего интереса к сигналам именно такого ни~да — простота формирования опорной последовательности символов в декодере ШПС, на коррелятор которого обычно подается принимаемая псевдослучайная последовательность символов и местная опорная последовательность с точно такой же структурой, но задержанная во времени.
Кроме того, некоторые классы псевдослучайных последовательностей этого вида обладают полезными вероятностными свойствами. Например, описанные в гл. 17 псевдослучайные последовательности двоичных символов максимальной длины, получаемые на выходе репистра сдвига с обратными связями, имеют корреляционные функции, принимающие только два значения.
Легко получить столь большой период такой псевдослучайной последовательности, при котором можно не считаться с проблемой неопределенности при измерениях. Обычно в системах со слежением на передающей стороне псевдослучайная двоичная последовательность модулирует несущее колебание, в результате чего формируется зондирующий ШПС. В спутниковых системах связи такой ШПС либо излучается непосредственно со спутника, либо излучается земной станцией в сторону спутника, а затем переизлучается его ретранслятором. В обоих случаях этот ШПС принимается земной станцией с помощью соответствующей аппаратуры.
Здесь радиосигнал когерентно демодулируется, а затем восстановленная псевдослучайная двоичная последовательность, искаженная аддитивным шумом, г" ма~4 р(у рай ЗПВ), и рЭ г Б Б публикациях эти сигналы называются также широкополосными, широиобазовыми, составными, сложными. База этих сигналов — произведение ширины спектра на длительность во времени — значительно больше единицы. тгурихс ред.) 475 вается оценка запаздывания принимаемого ШПС относительно некоторого опорного сигнала. Начальная часть данной главы посвящена процедуре измерения запаздывания во времени псевдослучайной двоичной последовательности, получаемой при демодуляции принимаемого ШПС.
Далее обсуждаются другие варианты следящего приема ШПС, при которых, например, ие производится когерентная демодуляция принимаемого радиосигнала, а используются корреляционные свойства видеоимпульсной псевдослучайной. последовательности символов. Эти варианты приема ШПС пригодны, например, в случаях, когда ШПС модулируется по фазе передаваемым информационным сигналом.
При этом можно некогерентно следить за ШПС без предварительного снятия модуляции, вызванной информационным сигналом. В этой главе обсуждаются варианты реализации следящего приема ШПС. Предложены квазилинейные модели слежения, исследуется их пороговая помехоустойчивость. Для когерентного и корреляционного (по огибающей) методов приема ШПС обсуждаются переходные характеристики режимов захвата и слежения, что очень важно для систем связи с многостанционным доступом. Показано, что эти характеристики в значительной мере зависят от структуры используемых псевдослучайных последовательностей. С этой целью рассматривается изменение корреляционной н взаимокорреляционной функций при ограничении (стробировании) во времени псевдослучайных последовательностей и при учете доплеровского сдвига частоты несущего колебания, как для описанных в гл.
17 псевдослучайных последовательностей, так и для других видов случайных последовательностей, похожих по структуре на упомянутые. Целью данной главы является изложение основных принципов построения и работы схем следящего приема ШПС. В частности, рассматриваются следующие важные аспекты автоматического слежения во времени за ШПС: следящий дискриминатор по групповой полосе частот; следящий дискриминатор по групповой полосе частот при амплитудном ограничении или квантовании сигналов; следящий прием ограниченного по частоте ШПС с вычислением корреляции по огибающей; формирование опорных псевдослучайных сигналов для взаимокорреляционного приема; переходные характеристики следящего дискриминатора; поиск сигнала и захват; корреляционные характеристики ШПС при ограничении цо, времен~и; влияние на взаимокорреляционный прием ШПС эффекта Доплера и искажений в фильтрах; ансамбли псевдослучайных последовательностей с хорошими взаимокорреляционными свойствами применительно к задачам систем связи с МДВР, в частности коды Голда.
476 хз.в. ХехНикА слеДЯЩеГО измеРениЯ 3АпАВДИВАниЯ сиГнАЯОК В этом параграфе обсуждаются принципы двух вариантов следящего приема ШПС: при когерентном приеме и корреляционном приеме по огибающей в групповой полосе частот. Вопросы помехоустойчивости и переходные характеристики когерентного декодера ШПС рассматриваются в 5 18.3. Используя результаты гл, 17, нетрудно показать, что, измерив разность расстояний между различными земными станциями и спутником, с одной стороны, и между данной земной станцией и спутником, с другой, или же измерив разность запаздываний во времени сигналов, принимаемых на спутнике от других станций системы и от данной земной станции, можно синхронизировать работу всей системы связи, т. е.
получить общую систему отсчета времени относительно реального бортового опорного генератора меток времени (часов) нли же относительно гипотетического датчика при размещенич опорного генератора меток времени на центральной станции системы. На рис. 18.1 представлена функциональная схема измеренисг дальности, основанная на принципе измерения времени прохождения сигналов. Псевдослучайная двоичная последовательность модулирует несущее колебание, которое затем излучает- ся ся в сторону спутникаС а ва- с(С) сас ысс О тем оттуда ретранслируется ~сесысс г'г обратно, в том числе на эту же земную станцию.
На земной станции принятый радиосигнал когерентно демо- Г, дулируется и сформирован- М ная видеоимпульсная псевдослучайная последовательность, искаженная аддитивным шумом, поступает на СЛЕДЯЩЕЕ УСтРОйетВО ИЗМЕРЕ- 7РС(С Г)гл(С) ния запаздывания, где оце- Мл нивается величина времен- НОГО интервала между нс Рис,!8,) Фуикпиоиальиая схема измерения ходной (передаваемой) и дальности (аремеии прохождения сигналов принятой От ретранслятора от земной стаипии до спутника и обратно, синхронизирующими после- .
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
