Прокис Дж. - Цифровая связь (1266501), страница 133
Текст из файла (страница 133)
Их выходы должны быть правильно сдвинуты, продетектированы по огибающей (или по закону квадратов), взвешены, если необходимо, и просуммированы (некогерентное интегрирование) для образования выходного сигнала, который сравнивается с порогом. Сигнал считается присутствующим, если превышается порог. Процесс поиска обычно производится непрерывно во времени, пока порог не будет превышен. Блок-схема, иллюстрирующая обнаружение сигнала. дана на рис.13.5.2. 1ьи «ии Ом!и и~. Рис.
12.5.2. Система Лля обииружсиия СЧ сигнала В качестве альтернативы, можно использовать простую пару блоков согласованный фильтр — детектор огибающей. Перед ней генератор образца скачка частоты, а после пеев последовательный интегратор и пороговый детектор.
Эта конфигурация, показанная на бЛ2 рис.13.5.3, основана на последовательном поиске и подобна скользящему коррелятору для широкополосных ПП сигналов. Рнс. 13.5.3. Альтернативная система ллл абнвруженвл сигнала с СЧ Скользящий коррелятор для ПП сигналов и схема по рис. 13.5.3 для СЧ сигналов осущесткляют последовательный поиск, который является расточителем времени. В качестве альтернативы, можно ввести определенную степень параллелизма, имея два или больше таких корреляторов, работающих параллельно, и каждый из них ищет по неперекрывающимся участкам времени.
В таком случае сокращается время поиска в обмен на большую сложность и стоимость внедрения. Рисунок13.5.2 представляет такую параллельную реализацию для СЧ сигналов. На протяжении поиска могут 'быль ложные тревоги, которые возникают с заданной вероятностью ложной тревоги, предусмотренной при проектировании. Чтобы справиться с ними, необходимо иметь дополнительный механизм, подтверждающий, что принятый сигнал на выходе коррелятора остаегся выше порога. С такой стратегией детектирования большой импульс шума, который вызовет ложную тревогу, будет вьпывать только временное превышение порога.
С другой стороны,' если пороговое устройство сработало из-за обнаруженного сигнала, сигнал на выходе коррелятора или согласованного фильтра будет оставаться выше порога на протяжении всего принятого сигнала. Таким образом, если подтверждение отсутствует, поиск возобновляется. Другая стратегия начального поиска, названная последовательным поискам, была разработана Вардом (1965-1977). В этом методе время пребывания по каждой задержке в процессе поиска делается переменным путем использования коррелятора с переменным временем интегрирования, выход которого сравнивается с двумя порогами. Таким образом, здесь имеются три возможных решения: 1. Если верхний уровень превышается выходом коррелятора, начальная синхронизация объявляется установленной; 2.
Если выход коррелятора находится ниже нижнего порога, сигнал обьявляется отсугствующим при этой задержке и процесс поиска продолжается при другой задержке; 3. Если выход коррелятора находится между двумя порогами, время интегрирования увеличивается на один чип и результирующий выход снова сравнивается с двумя порогами. Ддлее, шаги 1, 2 и 3 повторяются на каждом чиповом интервале до тех пор, пока выход коррелятора илн превысит верхний порог или окажется ниже нижнего порога. Фильтр, иаарасшиай пег" детектор сгиб!тощей Филшр. иасгроепшай иа Г!!дг дс! ектор !иигшющей Ийабо паибол!.- шев! выхода лоро! опий детектор Ириилпай сыпша пш корректор ! Мюрвгор !ИИ поеледом- телкиости Фюктр„ ижтроепиь3Г! пай!+аГДт' Летекюр огибающей Управляющийй сигнал Упрашюпис поисков Ркс. 13.5.4. Начальный попок снгпйпй В широкополосных состсмах с доплс13ойским сдВВГОм частоты Отслеживание.
Когда сигнал обнаружен, первоначальный процесс поиска останавливается и начинается процесс точной синхронизации н отслеживания. Отслеживание поддерживает ПШ кодовый генератор приемника в синхронизме с приходящим сигналом. Отслеживание включает точную синхронизацию чипа и, при когерентной демодуляции, отслеживание фазы несущей.
Обычно используемая схема отслеживания для широкополосных ПП сигналов — пегля с задержкой (ПЗ, ОЩ, показанная на рис.13.5.5. б!44 Метод последовательного поиска относится к классу методов последовательного оценивания, предложенного Вальдом (1947), который, как известно, дает более эффективный поиск в том смысле, что среднее время поиска минимизируется. Таким образом, время поиска при последовательном поиске меньше, чем при фиксированном времени пребывания интегратора на каждом чипе. В приведенном выше обсуждении мы предполагали только неопределенность во времени при осуществлении начальной синхронизации.
Однако другой аспект начальной синхронизации — это неопределенность по частоте. Если передатчик нли приемник подвижны, относительная скорость между ними порождает доплеровский сдвиг частоты в принимаемом сигнале относительно переданного сигнала. Поскольку приемник обычно не знает относительную скорость априори, доплеровский сдвиг частоты неизвестен и должен быть определен посредством метода поиска частоты. Такой поиск обычно выполняется параллельно по подходящим квантованным частотам на интервале неопределенности и последовательно по интервалу временной неопределенности. Блок-схема соответствующего устройства показана на рис.13.5.4. Подходящие методы поиска доплеровских сдвигов частоты можно также разработать для СЧ сигналов.
Рнс. 13.5.5. Петля с задержкой для слежения зл ПШ людом В этой петле отслеживания принимаемый сигнал подается на два умножителя, где ои умножается на два выхода местного ПШ кодового генератора, которые сдвинуты во времени друг относительно друга на величину 2б < Т, Сигналы произведения определяют взаимную корреляцию между принимаемым сигналом и ПШ последовательностью при двух значениях задержки. Эти произведения проходят полосовой фильтр и затем детектируются по огибающей и затем вычитаются. Раз ностный сигнал подается к петлевому фильтру, который управляет ГУН (генератором, управляемым напряжением). ГУН служит в качестве часов для ПШ кодового генератора сигнала.
Если синхронизация неточная, отфильтрованный выход одного коррелятора будет больше другого, и ГУН будет соответственно ускорен или приторможен. Рнс. 13.5.6. Петля с временной "внллон" для слежения зл ПШ ледом В точке равновесия выходы двух фильтрующих корреляторов будут одинаково смещены относительно пикового значения, и выход ПШ кодового генератора будет точно засинхронизирован с принимаемым сигналом, который поступает на демодулятор.
Мы видим, что такая реализация ПЗ для отслеживания ПП сигнала эквивалентна синхронизатору с окнами на задержку-опережение, ранее обсуждавшемуся в разделе 6 3,2 и показанному на рис. 6.3.5. Альтернативный метод для отслеживания во времени ПП сигнала сводится к использованию петли с временной вилкой (ПВВ), показанной на рис.13.5.6. ПВВ использует одно «плечо» вместо двух «плеч», показанных на рис.13.5.5. м,п-<сея (а) Ф~ н~аюи звтаеивслащш «В «вшил ашя с~ сласассм Рис. 13.5.7. Функция ввтокоррсляции и сипая ошибки слежения для петли с задержкой Обеспечивая подходящий сигнал «вилки», возможно сделать эту «одноплечевую» реализацию эквивалентной «двухплечевой».
В этом случае берутся два отсчета взаимной корреляции: один с опережением, другой с отставанием — и вычитаются один из другого В результате вырабатывается сигнал ошибки отслеживания. Важное достоинство ПВВ— простота реализации, обусловленная использованием одного «плеча» вместо двух, как в обычной ПЗ. Второе достоинство — это то, что оба вычитаемых отсчета одинаково масштабированы и схема ПВВ точно сбалансирована.
ПЗ (и ее эквивалент ПВВ) выдают сигнал ошибки при стробировании функции корреляции сигналов с отклонением +б от пика, как показано на рис.13.5.7(а). Сигнал ошибки показан на рис.13.5.7(Ь). Анализ качества ПЗ выполняется аналогично тому, как это было сделано в разд. 63 для ФАП. Если исключить вопрос о детектировании огибающих в двух плечах ПЗ, она похожа на петлю Костаса. Дисперсия ошибки оценки времени в ПЗ обратно пропорциональна ОСШ на выходе петли, которое, в свою очередь, зависит от ОСШ на входе петли и ее полосы пропускания. Ее качество несколько снижается при квадратичном детектировании.
Типичная техника отслеживания иллюстрируется на рис. 13.5. 8(а). Этот метод основан на предположении, что достигнуто начальное обнаружение, но имеется небольшая ошибка синхронизации. Полосовой фильтр настроен на единственную промежуточную частоту, и его полоса пропускання имеет порядок 1/ 1., где !'— длительность чипа. Сигнал с выхода фильтра детектируется по огибающей и умножается на сигнал задающего генератора (ГУН) для получения трехуровневого сигнала, который поступает на вход петлевого фильтра и далее на управляющий вход ГУН, как показано на рнс.135.8(Ь).
Заметим, что если переходы чипов от местного генератора не совпадают во времени с аналогичными переходами во входном сигнале, то на выходе петлевого фильтра баб будет либо положительный, либо отрицательный сигнал, в соответствии со знаком временного сдвига. Этот сигнал ошибки с выхода петлевого фильтра будет изменять частоту и фазу ГУБ в направлении, обратном имеющейся ошибке синхронизма, (а) Следящаа наста лал СЧ сигнала Прааатаа чаипотй Моттнаа частота (Ь) динамика счтлеживаннл СЧ сигнала Рис. 13.5.8.
метод отслеживании длл сч сигнала 1Ртстт(тллг н др.(1982), © 1982 1еее) 13.6. БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЕ ЗАМЕЧАНИЯ И ССЫЛКИ В этом разделе дана краткая вводная трактовка вопросов широкополосных сигналов н достигаемое с ними качество в системах связи. Детали и более специальная трактовка техники обнаружения сигналов, методов отслеживания кодов и гибридных широкополосных систем, как и.других общих тем по широкополосным сигналам и системам можно найти в огромном множестве технической литературы, которая ныне существует по этому предмету.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
