Лекции по Разделению каналов по форме в широкополосных СПИ   

2. Многоканальные радиотехнические системы прердачи информации с разделением каналов по форме сигналов

2.2. Основные характеристики сигналов в РТС ПИ с РКФ

Сигналы с большой базой, используемые при РКФ, различаются между собой только по форме (по структуре). Их прием возможен с использованием корреляторов или согласованных фильтров /9, 16, 18/. Коррелятор строится по схеме, приведенной на рис.2.2.

Рис.2.2. Структурная схема коррелятора

На вход коррелятора подается смесь полезного сигнала Sk(t), мешающих сигналов и шума n(t):

. (2.13)

Генератор копии сигнала формирует сигнал Sk(t), который совпадает по форме с полезным сигналом на входе приемника с точностью до фазы высокочастотного заполнения. Следует также подчеркнуть, что эти сигналы синхронизированы во времени. Такая ситуация характерна для когерентного приема. Мешающие сигналы других абонентов приходят на вход приемника со случайными амплитудами и временем задержки .

Обработка принимаемого сигнала (2.13) в приемном устройстве состоит, во-первых, в перемножении с копией сигнала Sk(t) и, во-вторых, в последующем интегрировании полученного произведения на интервале длительности сигнала Т. Можно записать

. (2.14)

В этом выражении, кроме полезной составляющей , равной энергии полезного сигнала на входе приемника, содержится шумовая составляющая и помеховая

. (2.15)

Помеховая составляющая характеризует внутрисистемные помехи и определяется значениями взаимной корреляционной функции между полезным и мешающим сигналами при случайной задержке τр:

. (2.16)

Однако в § 2.1 было определено, что помехоустойчивость определяется базой сигналов (2.2), но не зависит от их корреляционных функций. Это объясняется введенными там предположениям: внутрисистемные помехи нормализуются, а их спектральная плотность мощности в общей полосе частот принята равномерной. Ни то, ни другое предположение обычно не выполняется, и тогда корреляционные характеристики систем сигналов являются определяющими при решении вопроса о помехоустойчивости передачи информации в ААСС.

Следует обратить внимание, что выражение (2.16) определяет взаимные корреляционные функции (ВКФ). Именно характеристики ВКФ определяют помехоустойчивость связи. При этом асинхронный принцип работы абонентов предопределяет случайность времени задержки τр. Но ортогональность сигналов может обеспечиваться только в точке, т.е. при определенном временном сдвиге. При случайных сдвигах τр значение Rкр(τр), определяемое формулой (2.16), будет отличным от нуля. Поэтому в ААСС основной задачей является выбор ансамбля не ортогональных сигналов, а таких, которые обладают «хорошими» взаимными корреляционными функциями; при этом критерием качества ВКФ является обеспечение максимальной помехоустойчивости. Исследования, проведенные в /2/, показали, что реальные системы сигналов дают вероятность ошибки большую, чем для случая нормализации взаимных помех. Увеличение вероятности ошибки (или проигрыш в отношении сигнал/помеха) существенно зависит от выбора системы сигналов.

Значения ВКФ Rкр(τр) являются случайной величиной, так как τр - случайный сдвиг во времени. Кроме того, помеховая составляющая (2.15) определяется не только значениями ВКФ, но и уровнями сигналов , которые также можно считать случайной величиной. Случайность усиливается еще и тем, что число одновременно работающих абонентов тоже является случайным со средним значением, равным , а также и тем, что в силу случайности τр копия сигнала может перекрываться с различными сигналами мешающего абонента, которые представляют символы «1» и «0» информации этого абонента. В результате имеют место различные взаимно корреляционные функции /18/:

1. Периодическая ВКФ (ПВКФ).

В мешающем сигнале в течение длительности Т следуют одинаковые символы информации. Например, на рис.2.За р-й абонент в

Рис.2.3. Виды ВКФ

интервале интегрирования длительности Т излучает одинаковые сигналы Sp(t), которые представляют либо символы «1», либо символы «0» информации. Получение этого вида ВКФ эквивалентно перемножению копии сигнала Sk(t) с циклическим сдвигом сигнала Sp(t). Этот самый распространенный вид РКФ будет иметь место при любой модуляции при режиме работы и с активной, и с пассивной паузами.

2. Апериодическая ВКФ (АВКФ).

Сигнал Sp(t) следует один, до и после него сигнал отсутствует. Копия сигнала перемножается с отрезком сигнала Sp(t) (рис.2.3б). Этот вид ВКФ характерен для АМ, когда в течение длительности копии сигнала Т происходит смена символа информации р-го абонента.

3. Смешанно-периодическая ВКФ (СВКФ).

Этот вид ВКФ (рис.2.3в) получается при использовании ортогональной модуляции, когда для передачи символов «1» и «0» используются различные сигналы Sp(t) и Sl(t).

4. Меандро – инвертированная ВКФ (МИВКФ).

Этот вид ВКФ получается при использовании противоположных сигналов, когда «1» передается сигналом Sp(t), а «0» - сигналом – Sp(t) (рис.2.2). Если p=k, получаем меандро – инвертированную КФ (МИКФ). Отличие распределения значений ВКФ от гауссовского увеличивает вероятность ошибки /2/. Для получения минимальной вероятности ошибки при мешающих сигналах одного уровня следует выбирать такую систему сигналов, распределение ВКФ которой мало отличается от гауссовского и характеризуется минимальной дисперсией. При наличии мощных сигналов мешающих абонентов минимальную вероятность ошибки обеспечит та система сигналов, которая характеризуется минимальным значением максимальных выбросов.



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