Прокис Дж. - Цифровая связь (1266501), страница 132
Текст из файла (страница 132)
13.3.7. Клчссуло гг-дуального кодл для г=5, 4 и 3, каскадно соединенного с кодом Адамара. длл канала с худшим случаем интерференции 13.3.3. СОМА система, основанная иа широкополосных сигналах с СЧ В разделе 13.2.2 мы рассмотрели СОМА систему, основанную на использовании широкополосных ПП сигналов. Как указано выше, можно также иметь СОМА систему, основанную на широкополосных СЧ сигналах с рассеянным спектром. Каждая пара передатчик — приемник в такой системе рассчитана на свой собственный шаблон псевдослучайных скачков частоты. Исключая эти различия, передатчики и приемники всех пользователей могут иметь идентичные кодеры, декодеры, модуляторы и демодуляторы.
СОМА системы, основанные на широкополосных СЧ сигналах привлекательны, в частности, для подвижных (земных, воздушных, морских) пользователей, поскольку требования синхронизации не так строги, как в широкополосных ПП системах, Кроме того, техника синтеза частот и соответствующее оборудование СЧ систем детально проработаны. Следовательно, при СЧ возможны большие выигрыши обработки.
Пропускная способность СОМА с СЧ также относительно велика. Витерби (1978) показал, что с 1-дуальными кодами и многоступенчатой ЧМ возможно обеспечить до льИг/Л одновременно работающих пользователей, которые передают информацию со скоростью /г бит/с по каналу с полосой 1К Одна из ранних С13МА систем, основанная на использовании кодированных широкополосных сигналов с СЧ, была построена так, чтобы обеспечить множественный доступ по тактическим спутникам связи для малоподвижных (земных, воздушных, морских) терминалов, каждый из которых передайт относительно короткие сообщения по каналу с перемежением. Систему назвали тактической системой передачи (ТАТЯ), н она описана в статье Дроуилхета и Бернштейна (1969).
В системе ТАТЯ использован восьмеричный код Рида-Соломона (7, 2). Таким образом, два трехбитовых информационных символа на входе кодера используется для генерирования семисимвольных кодовых слова. Каждый трехбитовый закодированный символ передается посредством восьмеричной ЧМ. Восемь различных частот передаются с разносом 1/'Т, Гц, где Т, длительность передачи на одной частоте.
В дополнение к семи символам а кодовое слово включен восьмой символ. Этот символ и его соответствующая частота фиксированы. Он передается в начале каждого кодового слова для обеспечения тактовой и частотной синхронизации на приеме. Следовательно, каждое кодовое слово передается за а/; унд. Система ТАТЯ была спроектирована для информационной скорости передачи 75 и 2400 бит/с. Значит, Т, =10 мс и 312,5 мкс соответственно. Каждая тональная частота, соответствующая кодовому символу, подвергается скачкам.
Таким образом, скорость скачков равна 100 с ' при информационной скорости 75 бнт/с и 3200 с ' при информационной скорости 2400 бит/с. В коде РидаСоломона (7,2) имеется М=2' =64 кодовых слов, а минимальное .расстояние этого кода с/ . =6. Это значит, что код обеспечивает эффективный порядок разнесения, равный 6. На прийме сигнал сначала освобождается от скачков и затем демодулируется пропусканием через параллельный блок из восьми согласованных фильтров, где каждый фильтр настроен на одну из восьми возможных частот- выход каждого фильтра детектируется по огибающей, квантуется 4 битами (один из 16 уровней) и подается на . декодер.
Декодер берйт 56 выходов фильтров, соответствующие приему каждого семисимвольного кодового слова и формирует 64 величин для решения, соответствующих 64 возможным кодовым словам кода (7, 2) путем линейного сложения соответствующих огибающих на выходах детекторов. Решение выносится в пользу кодового слова, имеющего наибольшую величину для решения. При квантовании выходов согласованных фильтров 16 уровнями интерференция от других пользователей канала вызывает относительно малые потери в качестве (0,75 дБ при сильной интерференции на один чип и 1,5 дБ при сильной интерференции на два чипа из семи) АРУ, используемая в системе ТАТЯ, имеет постоянную времени большую.
чем интервал чипа Т„так что нетрудно реализовать оптимальное взвешивания по выходам демодуляторов, как описано в разделе 13.3.2. Расчйг вероятности ошибки сигналов ТАТЯ в канале с АБГШ при наихудшем случае парциально — полосовой интерференции оставляем для упражнения читателю (задачи 13.23 и 13.24). 1 Поскольку вовлечены подвнжные пользователн, имеются лоплеровскне сдвиги частоты, связанные с передачей.
Этн частотные щвнгн должны быть отслежены н скомпенсированы для демодуляции сигнала. Сннкроннзнруюпппг символ используется н длл зтнх налей. 13.4. ДРУГИЕ ТИПЫ ШИРОКОПОЛОСНЫХ СИГНАЛОВ ПП и СЧ являются наиболее общими формами широкополосных сигналов, используемых на практике. Однако. можно использовать другие методы для введения псевдослучайности в широкополосных сигналах.
Один метод, который дуален по отношению к СЧ вЂ” скачки времени (СВ). В системах с СВ интервал времени, который выбирается намного больше, чем величина, обратная информационной скорости, делится на большое число временных участков (слотов). Кодированные информационные символы передаются при псевдослучайном выборе временных участков в виде блока одного или больше кодовых слов. Для передачи кодовых символов используется ФМ. Для примера предположим, что интервал времени Т подразделяется на 1000 временных участков шириной Т/1000. При информационной скорости Л бит/с число бит, которые надо предать за время Т, равно Л/ .
Кодирование увеличивает это число до ЛТ/Л, бит, где Л, — скорость кода. Следовательно, на временном интервале Т/1000 с мы должны передать ЛТ/Л. бит. Если используется двоичная ФМ, битовая скорость равна 1000Л/Л, и требуемая полоса примерно равна 1к' =10ООЛ/Л.. Блок-схема передатчика и приемника для широкополосной системы со скачками времени (СВ) показана на рис.13.4.1. Нкфоркзциакаак кас'икомгиьпаш ь Рнс. 1ЗА.1. Блок-схема широкополосной системы с о скачкаыи времени 1СВ) С учетом разрывных характеристик передаваемого сигнала, в СВ системе должна бьггь на передаче буферная память.
Буфер может также использоваться на приеме для обеспечения равномерного потока данных к пользователю. Так же, как парциально-полосовая интерференция искажает не кодированную широкополосную систему с СЧ, парциально-временная интерференция оказывает схожее воздействие на широкополосную систему с СВ.
Кодирование и перемежение являются эффективными средствами борьбы с этим видом интерференции, как мы уже показали для ПП системы с СЧ. Наибольшая неприятность для СВ системы — это жесткие требования к синхронизации не только по сравнению с СЧ, но и с ПП.
Другие типы широкополосных сигналов можно получить комбинированием ПП, СЧ и СВ. Например, мы можем иметь гибрид ПП/СЧ, что означает, что ПШ последовательность используется вместе со скачками частоты. Сигнал, посылаемый при отдельном скачке. состоит из широкополосных ПП сигналов, которые демодулируются когерентно Однако принимаемые сигналы от различных скачков суммируются некогерентно (по огибающим или квадратично). Поскольку когерентное детектирование формируется внутри скачка, имеется выигрыш относительно чистой системы ПП. Однако цена этого выигрыша— увеличение сложности, большая стоимость и более строгие требования к синхронизации.
Б4О 13.5. СИНХРОНИЗАЦИЯ ШИРОКОПОЛОСНЫХ СИСТЕМ Временную синхронизацию на приеме относительно принимаемого широкополосного сигнала можно разделить на две фазы. Имеется начальная фаза обнаружения сигнала и фаза отслеживания после того, как сигнал начально обнаружен. Обнаружение.
В широкополосных системах с ПП ПШ код должен быть синхронизирован во времени с точностью до небольшой части интервала чипа Т яя 1/Иг Проблему начальной синхронизации можно рассматривать как задачу синхронизации часов приемника относительно часов передатчика. Обычно в широкополосных системах используются точные и стабильные во времени часы. Следовательно, точное сопряжение во времени часов сводится к снижению временной неопределенности между передатчиком и приемником.
Однако всегда имеется начальная неопределенность времени, обусловленная неопределенностью расстояния между передатчиком и приемником. Эта проблема становится особенно острой, когда устанавливается связь между подвижными пользователями. Обычная процедура для обеспечения начальной синхронизации — зто посылка передатчиком известной псевдослучайной последовательности данных к приемнику. Приемник непрерывно находится в режиме поиска, ожидая эту последовательность для обеспечения начальной синхронизации.
Предположим, что начальная неопределенность во времени равна Г„, а длительность чипа Т,. Если начальная синхронизация имеет место в присутствии аддитивного шума и другой интерференции, необходимо исследовать интервал Т =ИТ, для того, чтобы выбрать в н6м момент синхронизации. При грубом поиске с шагом а Т, время, требуемое для достижения начальной синхронизации, равно Т = —" гтт'Т, = 2ИТ„. Т. (13.5.1) 2 н Ясно, что сннхронизационная последовательность, переданная к прибмнику, должна быть по крайней мере длительностью 2МТ.
для того, чтобы приемник имел достаточно времени для обеспечения необходимого поиска в последовательном режиме. В принципе, оптимальными методами для обеспечения начальной синхронизации являются согласованная фильтрация или взаимная корреляция. Фильтр согласуется с известной последовательностью данных, генерируемой известной ПШ последовательностью, и непрерывно следит за превышением предварительно установленного порога. Когда зто происходит, начальная синхронизация достигнута и демодулятор входит в режим «прибма данных». Альтернативно, мы можем использовать коррелятор, как показано на рис.13.5.1. Принятый Рнс. 13.5.1.
Сяользлтинй лоррелагор ллл обнаружения ПШ сигнала б41 41-5бт Коррелирование производится по интервалу времени М1,' (М чипов) и выход коррелятора сравнивается с порогом, чтобы определить, присутствует ли в принимаемом сигнале известная сигнальная последовательность. Если порог не превышается, известная опорная последовательность продвигается во времени на ~7; секунд и процесс коррелирования повторяется. Эти операции выполняются до тех пор, пока сигнал не обнаружится, илн до тех пор, пока поиск не выйдет за пределы интервала неопределенности 7„'. В последнем случае процесс поиска возобновляется.
Аналогичный процесс можно также использовать для СЧ сигналов. В этом случае проблема сводится к синхронизации ПШ кода, который управляет скачками частоты. Чтобы выполнить эту начальную синхронизацию, известный сигнал СЧ передается приемнику. Система начального обнаружения на приеме следит за этим известным сигналом СЧ. Для примера, можно использовать набор согласованных фильтров. настроенных на известные образцы передаваемых частот.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
