- •5.Математические модели детерминированных цифровых сигналов.
- •5.1. Алгоритмы оптимальной обработки при различении двоичных сигналов. Критерии оценки помехоустойчивости.
- •5.2 Потенциальная помехоустойчивость при приеме двоичных сигналов.
- •5.3. Помехоустойчивость при приеме сигналов с различными видами модуляции.
- •5.3.1. Помехоустойчивость при приеме амплитудно-моделированных сигналов.
- •5.4 Помехоустойчивость при приеме чм сигналов
- •5.5 Помехоустойчивость при приеме фм (bpsk) сигналов
- •5.6. Относительная фазовая модуляция.
- •5.7. Многократные многопозиционные методы модуляции
- •5.7.1. Краткая характеристика многократных методов модуляции.
- •5.7.2. Помехоустойчивость при приеме сигналов с дофм.
- •5.8 Частотная модуляция с минимальным сдвигом.
- •5.9.Комбинированные методы модуляции.
- •5.10 Ортогональное частное разделение с мультиплексированием
- •5.11 Широкополосные сигналы
- •5.11.1 Общие сведения о широкополосных сигналах
- •5.11.2 Расширение спектра методом прямой последовательности
- •5.11.3 Расширение спектра методом скачкообразной перестройки частоты
- •5.11.4 Области применения широкополосных сигналов
- •5.12 Цифровые многоканальные системы
- •5.13 Квантование аналоговых сигналов по времени
5.11.2 Расширение спектра методом прямой последовательности
На рис. 5.32 представлена структурная схема системы передачи информации с использованием ШПС.
Рис. 5.32 – Структурная схема системы передачи
Передаваемая последовательность символов поступает на кодер широкополосного сигнала. На другой его вход подается-разрядная псевдослучайная последовательность. На его выходе формируется-разрядная кодовая комбинация, соответствующая передаче символа 1 или 0. Обычно при передаче «1» формируется ШПС в прямом коде, а при передаче «0» – в обратном. После модуляции несущего колебания сформированный широкополосный сигнал поступает в канал связи.
Получение выходного напряжения можно интерпретировать двояко, откуда следуют две реализации описанного метода. Первая интерпретация – умножение нас последующей модуляцией, как показано на рис. 5.32. Можно использовать альтернативный подход – сначала получить модулированный сигнал, а затем осуществить умножение на.
На приемной стороне принятый сигнал умножается на и т.к., в результате получаем, т.е. модулирующий сигнал.
Рис. 5.33 – Схема расширения спектра методом прямой последовательности: а) устройство формирования ШПС; б) устройство сжатия спектра.
Схемная реализация второй трактовки изображена на рис.5.33. Эпюры напряжения приведены на рис. 5.34.
Рис. 5.34 – Эпюры напряжений (модуляция BPSK)
Формирование ПСП осуществляется с помощью регистров с обратной связью (РОС). Структура таких регистров определяется выбранным порождающим многочленом . На рис. 5.35 изображен регистр с ОС дляи содержание этого регистра при потактном сдвиге записанной в этот регистр «1». Правила изображения схемы регистра с ОС при заданномописаны в разделе 7.
Рис. 5.35 – Схема регистра с ОС
Регистр состоит из трех триггеров и двух сумматоров по mod 2. Если на выход выбирать элементы с третьего триггера, то получим выходную кодовую комбинацию 1110100 или 111-11-1-1, которая будет соответствовать передаче единицы. Тогда передаче нуля будет соответствовать комбинация вида -1-1-11-111.
Структура сформированной ПСП и ее длительность определяется числом триггеров регистра () и имеющимися обратными связями. Наибольшая длительность сформированной ПСП равна.
Приведенные ПСП иногда называют М-последовательностями.
Декодер ШПС представляет собой совокупность согласованных фильтров или корреляторов. Корреляционная функция определяется выражением
где – символ опорной ПСП;– символ принимаемой последовательности.
На рис. 5.36 а приведена структурная схема коррелятора для приема единицы. На рис. 5.36 б приведена таблица значений при потактном сдвиге принимаемой последовательности относительно опорной. На рис. 5.37 показана зависимость выходного (суммарного) напряжения (корреляционной функции) от величины временного сдвига между принимаемой и опорной ПСП, построенная в соответствиис с таблицей (рис. 5.36 б).
1 |
1 |
1 |
-1 |
1 |
-1 |
-1 |
Опорная ПСП | |
-1 |
1 |
1 |
1 |
-1 |
1 |
-1 |
-1 |
Принимаемая ПСП |
-1 |
-1 |
1 |
1 |
1 |
-1 |
1 |
-1 | |
1 |
-1 |
-1 |
1 |
1 |
1 |
-1 |
-1 | |
-1 |
1 |
-1 |
-1 |
1 |
1 |
1 |
-1 | |
1 |
-1 |
1 |
-1 |
-1 |
1 |
1 |
-1 | |
1 |
1 |
-1 |
1 |
-1 |
-1 |
1 |
-1 | |
1 |
1 |
1 |
-1 |
1 |
-1 |
-1 |
7 |
а) б)
Рис. 5.36 Схема коррелятора
Рис. 5.37 Зависимость
Из приведенного рисунка видно, что максимальное значение будет только в том случае, если принимаемая ПСП совпадет с опорной. При ПСП длительностикорреляционная функция равна
Максимальное значение повторяется периодически с периодом.