1.3.10. Использование сложных сигналов и согласованного фильтра.
Задание:
Считая, что символы "1" и "0" передаются сложными сигналами S1(t) и S2(t) (с большой базой), которые представляют собой последовательности прямоугольных импульсов положительной и отрицательной полярности длительности Т (прием этих сигналов осуществляется с помощью согласованного фильтра).
Пояснить сущность, преимущества и недостатки использования сигналов с большой базой.
Изобразить форму заданных сигналов при передаче по каналу связи символов "1" и ''0'' в предположении, что и S2(t) = -S1(t), при этом длительность каждого из сигналов равна nT, где n - число элементов сложного сигнала.
Выполнение:
Решение проблемы повышения помехозащищённости систем связи и управления достигается использованием различных методов и средств, в том числе и сигналов сложной формы (с большой базой).
Широкое практическое применение получили сложные сигналы на основе дискретных кодовых последовательностей, которые представляют собой последовательности символов длительностью Т, принимающих одно из двух значений: +1 или –1. Такие сигналы легко формируются и обрабатываются с использованием элементов цифровой и вычислительной техники.
Сложные сигналы должны удовлетворять ряду требований для достижения наибольшей достоверности их приёма:
а) корреляционная функция должна содержать значительный максимум (пик);
б) взаимная корреляционная функция (ВКФ) любой пары сигналов из используемого ансамбля, определяющая степень их ортогональности, должна быть близка к нулю.
Достоинства и недостатки такие же, как у ИКМ сигналов.
Влияние помехи в линии связи на передаваемый сигнал будет проявляться в изменении знака (полярности) элемента дискретного сигнала, т. е. в переходах вида 1 1 и 1 1. При приёме с помощью согласованного фильтра это будет приводить к изменению формы сигнала на его выходе – уменьшению основного лепестка, увеличению боковых выбросов и, следовательно, к снижению помехоустойчивости приёма.
Использование для передачи сложных сигналов обеспечивает эффективную защиту от импульсных, а иногда и от сосредоточенных помех.
Согласованный фильтр для дискретных последовательностей может быть реализован в виде линии задержки с отводами (с общим временем задержки, равным длительности сигнала Тс ), фазовращателей (инверторов) в отводах и суммирующей схемы, на выходе которой возникает импульс, равный сумме амплитуд всех элементов сигнала. При применении в демодуляторе приемника согласованных фильтров в сочетании с когерентным способом приема можно добиться потенциальной помехоустойчивости.
Форма сложных сигналов при передаче символов "1" и "0".
При передаче "1" форма сложного сигнала имеет вид: S1(t)={1-1-1-111-1-11-11}
рис.6
При передаче "0" форма сложного сигнала имеет вид: S2(t)={-1111-1-111-11-1}
рис.7
1.3.11. Импульсная характеристика согласованного фильтра.
Задание:
Пояснить, что такое импульсная характеристика, привести для неё выражение в случае согласованного фильтра и график для заданного сигнала.
Выполнение:
Импульсная характеристика – это реакция цепи на воздействие единичной импульсной функции.
Для согласованного фильтра импульсная характеристика есть зеркальное отображение сигнала с которым он согласован и сдвинутым на время t0=Т.
,
где
График импульсной характеристики фильтра g(t) согласованного с
S1(t)={1-1-1-111-1-11-11}
рис.8
g(t)={1-11-1-111-1-1-11}