ИШС_Барабашов_Анишин_ММ

максимума и ширину спектра сигнала. Для корреляционной функции m-

последовательности с m=4 откройте файл korel3, т.к. она будет использоваться в дальнейшем.

Практическое задание №6.

Создайте произвольные последовательности с N=15 или m-

последовательности с m=4 и характеристическим многочленом, которого нет в таблице 2 . С помощью программы spectr.exe сравните корреляционную функцию полученной последовательности с корреляционной функцией "правильной" m-

последовательности, которая сохранена в файле korel3.

Практическое задание №7.

Создайте периодическую m-последовательность с m=4, и посмотрите как изменится ее корреляционная функция по сравнению с одиночным m-сигналом.

Характерные особенности можно пронаблюдать на сигнале представляющем собой две m-последовательности, следующие одна за другой. Для этого надо рассчитать длительность m-последовательности в секундах, и подставить полученное значение в качестве задержки между лучами. Корреляционная функция полученного сигнала будет иметь два основных пика и минимальный уровень боковых лепестков между ними.

Практическое задание №8.

Используя оптимальный фильтр, встроенный в программе, исследуйте при каком максимальном уровне помех возможно использование кодов Баркера для надежной передачи информации. Условием надежного приема будем считать требование превышения сигнала над уровнем помех в 2 раза. Для этого необходимо:

∙в программе shps.exe выбрать код Баркера

∙ввести номер кода (7, 11, 13)

∙ввести уровень шума (0.5, 1, 1.5, 2, 3, …)

∙отменить многолучевость

∙включить оптимальный фильтр

∙запустить spectr.exe

33

∙в меню просмотр результатов выбрать график сигнала – optim.dat и там же optim_n.dat. Отключите нормировку. На экране будет сигнал на выходе фильтра и отдельно шум на выходе.

∙Измерьте максимальный уровень сигнала и шума.

∙Проделайте аналогичную операцию и для более длинных последовательностей (m-последовательностей пятого и большего порядка.) Вы увидите, что даже если помеха в несколько раз превышает полезный сигнал, информация может быть выделена с большой надежностью. Так m-последовательность длиной 127 элементарных посылок может быть скрыта в шуме в 12 раз превышающем амплитуду полезного сигнала. А оптимальным фильтром такую последовательность мы легко можем выделить из шума. Причем только фильтр настроенный именно на этот сигнал может его заметить. Это обстоятельство объясняет высокую скрытность широкополосных систем связи.

Практическое задание №9.

В реальной ситуации в точку приема приходят сигналы, отразившиеся от различных препятствий на пути распространения (слои ионосферы, здания, холмы и т.п.). Эти сигналы приходят с различным запаздыванием и, перекрываясь во времени, вызывают замирания результирующего сигнала. Исследуйте: какое время задержки должно быть между прямоугольными импульсами длительности

0.35 сек (7 посылок), чтобы при приеме они не накладывались бы друг на друга

(их можно было различить). И какое время задержки должно быть между сигналами Баркера той же длительности (семизначный код), чтобы их можно было различить. Для этого необходимо:

∙запустить shps.exe

∙выбрать произвольный сигнал

∙количество посылок - 7

∙посылка - 1,1,1,1,1,1,1

∙шум приравнять нулю

∙задержка между лучами (0.05, 0.2, 0.04, 0.7, 0.8)

∙включить оптимальный фильтр

34

∙запустить spectr.exe

∙посмотреть график сигнала на выходе фильтра – файл optim.dat

∙подобрать такое время задержки, чтобы оба пика были четко разделены.

∙проделайте то же самое для семизначного кода Баркера и определите минимальную задержку при которой эти сигналы можно разделить.

∙сделайте вывод - какой из сигналов (прямоугольный или код Баркера)

эффективнее применять для борьбы с многолучевостью.

Таблица2. Некоторыехарактеристическиемногочлены, порождающиеМ-

последовательности.

	m=3	m=6	m=8			10000010110
	110	100001	10001110		m=10	10000100011
	101	101101	10010101		1000000100	10001110101
		110011	11100001		1000001101
	m=4	101011	10010110		1000010011	m=12
	1001				1000110111	100000101001
	1100	m=7	m=9		1010110101	110010100000
		1000001	100001000		1010101011	100100000110
	m=5	1000100	100001101			101100000100
	10010	1111000	101011011		m=11	101000011000
	10100	1101010	110001010		10000000010
	11011	1111011	110010001		10000001011
	11110		100110100		10000010101
Коэффициенты следуют в порядке аm				am-1 … a 1 . Очевидно a0 , равное 1, в
формировании М-последовательности не участвует

35

4.Тестовое задание.

1.Что такое база сигнала?

а. произведение длительности сигнала на амплитуду;

б. разность длительности сигнала и амплитуды;

в. произведение длительности сигнала на ширину спектра. 2. Что такое "сложные" сигналы?

а. база сигнала равна единице;

б. база сигнала много больше единицы;

в. база сигнала много меньше единицы.

3.Чему равна база сигнала, манипулированного по закону семизначного кода Баркера, при длительности элементарной посылки 10 мкс?

а. 10;

б. 70;

в. 7.

4.Чему равна ширина спектра 13-тизначного кода Баркера при длительности элементарной посылки 1 мкс?

а. 1/13 МГц;

б. 1 МГц;

в. 13 МГц.

5.Как изменяется отношение сигнал/шум на выходе по сравнению со входом, если шум белый для сигнала, манипулированного по закону

семизначного кода Баркера?

а. 7 раз;

б. 7 раз;

в. 1/7 раз.

6. Какую задачу решает согласованный фильтр?

а. максимизировать отношение сигнал/шум;

б. определяет временное положение сигнала;

в. восстанавливает форму сигала.

36

7. Назовите критерий согласованности фильтра с заданным сигналом.

а. ФЧХ фильтра совпадает со спектром сигнала;

б. АЧХ фильтра не совпадает со спектром сигнала;

в. АЧХ фильтра совпадает со спектром сигнала.

8.Как учитываются параметры помехи при построении согласованного фильтра?

а. считается, что помеха аддитивная и имеет неограниченный спектр;

б. считается, что помеха мультипликативная и имеет неограниченный спектр;

в. считается, что помеха аддитивная и имеет ограниченный спектр. 9. Дайте определение помехи типа белый шум.

а. имеет ограниченный спектр;

б. имеет неограниченный спектр;

в. имеет частотно-зависимый спектр.

10. От чего зависит отношение сигнал/шум на выходе оптимального фильтра?

а. от формы сигнала;

б. от энергии сигнала;

в. от модуляции сигнала.

11.Какой вид имеет сигнал на выходе согласованного фильтра?

а. совпадающий с формой спектра входного сигнала;

б. совпадающий с формой спектра выходного сигнала;

в. совпадающий с формой автокорреляционной функции.

Критерии оценки: студенты, ответившие на пять и более вопросов тестового задания, считаются усвоившими материал по широкополосным сигналам системам связи.

37

5. Литература

1. Шумоподобные сигналы в системах передачи информации. Под ред. В.Б.

Пестрякова. – М., “ Сов. радио”, 1973, -424c.

2.Ю.С. Лёзин. Введение в теорию радиотехнических систем. – М.: Радио и связь, 1985, -384c.

3.Л.Е. Варакин. Системы связи с шумоподобными сигналами. - М.: Радио и связь, 1985, -384c.

38