***** Google.Поиск по сайту:


Лекции по Теоретическим основам цифровой связи   

12. Методы расширенного спектра

12.5.1.1. Структуры корреляторов

Общая особенность всех методов синхронизации — определение корреляции полученного и сгенерированного сигналов с целью создания меры их схожести. Затем эта мера сравнивается с пороговой величиной для определения, синхронны ли сигналы. Если да, приемник переходит к этапу сопровождения. В противном случае он изменяет частоту или фазу сгенерированного кода (что фактически является поиском во временной и частотной областях), после чего снова проверяется корреляция.

Рассмотрим простой пример синхронизации в системе расширения спектра методом прямой последовательности с использованием параллельного поиска (рис. 12.17). Сгенерированный приемником код g(t) передается с задержками, которые вводятся через половину периода передачи элементарного сигнала (Tc/2). Если неопределенность во времени между полученным сигналом и локальным кодом равна времени передачи Nc элементарных сигналов, а полный параллельный поиск в области временной неопределенности должен быть произведен в течение одного непрерывного временного интервала, то используется 2Nc корреляторов. Все корреляторы одновременно изучают последовательность из . элементарных сигналов, после чего сравниваются выходы всех корреляторов. В завершение выбирается локальный код, соответствующий коррелятору с максимальным выходом. Концептуально - это простейший метод поиска; в нем одновременно анализируются все возможные позиции кода (или фрагментов кода) и для выбора нужного кода используется алгоритм максимального правдоподобия. Выходной сигнал каждого детектора является суммой полученного сигнала и шума. По мере возрастания , вероятность возникновения ошибки синхронизации (т.е. неверного согласования кода) уменьшается. Следовательно, величину , следует выбирать таким образом, чтобы одновременно минимизировать время поиска и вероятность возникновения ошибок синхронизации.

Рис.12.17. Получение синхронизации в схеме прямой последовательности с использованием метода параллельного поиска

На рис. 12.18 приводится схема синхронизации системы связи со скачкообразной перестройкой частоты. Предположим, что в качестве шаблона синхронизации (без модуляции данных) используется последовательность из N частот, являющаяся частью последовательности скачков частоты. Для первичной обработки полученного сигнала применяется N некогерентных согласованных фильтров, каждый из которых состоит из смесителя частот, полосового фильтра и квадратичного детектора огибающей (последовательно соединенного детектора огибающей и квадратичного устройства). Если процесс скачкообразной перестройки частоты можно описать последовательностью f1, f2,..., fN, времена задержки фильтров подбираются таким образом, что при появлении искомой серии скачков частоты система дает выходной сигнал значительной мощности, который и указывает на обнаружение нужной последовательности. Процесс синхронизации может выполняться довольно быстро, поскольку все возможные отклонения кода анализируются одновременно. Следует отметить, что наличие на рис. 12.18 полосовых фильтров указывает, что частоты локального генератора f1, f2,..., fN выбраны таким образом, чтобы их отклонение от ожидаемой частоты сигнала было равно определенной промежуточной частоте (intermediate frequency — IF). Та же система может быть реализована так, что частоты, полученные генератором приемника, будут выбираться без сдвига. Тогда на выходе смесителей будут образовываться узкополосные сигналы. В этом случае фильтры должны быть фильтрами нижних частот (low-pass filter — LPF). В процессе смешивания обычно получается комплексный сигнал, состоящий из синфазного и квадратурного компонентов.

Рис.12.18. Получение синхронизации для системы связи со скачкообразной перестройкой частоты

Если в течение каждого процесса определения корреляции обрабатываются элементарных сигналов длительностью Тскаждый, максимальное время полного параллельного поиска можно записать в следующем виде.

(12.30)

Среднюю длительность процесса синхронизации можно оценить с помощью параметра вероятности обнаружения PD. PD характеризует вероятность правильного завершения процесса после обработки элементарных сигналов. Если полученный результат неверен, будут обработаны последующие элементарных сигналов. Следовательно, средняя длительность процесса обнаружения может быть записана следующим образом [4].

(12.31)

Поскольку число корреляторов или согласованных фильтров, необходимых для полного выполнения процесса параллельного обнаружения, может быть чрезвычайно большим, указанный метод на практике, как правило, не применяется. Вместо схем, изображенных на рис. 12.17 и 12.18, может быть использован единичный коррелятор или согласованный фильтр, производящий последовательный поиск до достижения синхронизации. Как и следовало ожидать, компромисс между методами параллельного и последовательного поиска — это компромисс между сложной технической реализацией с быстрой синхронизацией и простой технической реализацией с большим временем синхронизации (при равных скорости передачи данных и неопределенности).




***** Яндекс.Поиск по сайту:



© Банк лекций Siblec.ru
Формальные, технические, естественные, общественные, гуманитарные, и другие науки.