Реферат: Обгрунтування вибору сигналу для систем тропосферного зв`язку з кодо

Через різницю шляху ці радіохвилі приходять з різним запізненням. В результаті, якщо сигнали прийшли по різним шляхам, то вони перекриваються в часі і між ними виникає інтерференція, яка в свою чергу викликає глибокі завмирання результуючого сигналу [3]. Звичайно для компенсації завмирань передбачено підвищення потужності на 20 дБ. Інакше відбувається при застосуванні ШСС, оскільки при обробці ШПС узгодженим фільтром відбувається стиснення ШПС в часі, що показано на рис. 2. На рис. 2 показано ШПС з частотною модуляцією тривалістю Т , а також напругу на виході узгодженого фільтра – відгук на ШПС. Цей відгук називають АКФ. Як видно з даного рисунка, тривалість АКФ – 2Т і в ній можна виділити дві різко різних структури. В центрі АКФ різкий викид у вигляді вузького імпульсу, який називається центральним піком. Його амплітуда дорівнює V , а тривалість τ≈1/ F .

На рис. 3 зображено відгук узгодженого фільтра на декілька ШПС, які прийшли різними шляхами. Якщо затримка між променями Δ t , більше тривалості τ , то промені розділяються і центральні піки можна розділити один від другого, а потім об’єднати, усунувши затримку між ними. Таким чином умова Δ t >τ , забезпечує розділення променів. Оскільки τ і F зв’язані співвідношенням τ=1/ F , то умова розділення променів записується наступним чином:.

Шумоподібні сигнали забезпечують добру електромагнітну сумісність (ЕМС) з вузькосмуговими сигналами. На рис. 4 зображено спектр ШПС із шириною спектру F та вузькосмуговою системою із шириною спектру F _В .

Рис. Автокореляційні функції двох сигналів

Рис. 4. Спектри вузькосмугового та ШПС сигналів

Відповідно для ШПС спектральна щільність потужності буде [2]:

. ( 2)

Для вузькосмугового сигналу:

. ( 3)

Перешкодозахищеність систем зв’язку з ШПС визначається фундаментальним співвідношенням:

. ( 4)

Вузькосмугова система має постійний спектр, який можна подавити використавши режекторний фільтр, налаштований на частоту вузькополосної системи. Таким чином вплив такої системи на систему зв’язку з ШПС буде незначний. В свою чергу, широкосмугова система, також слабо впливає на вузькосмугову систему. Потужність ШСС, який приходить на вхід приймача:

. ( 5)

Через це співвідношення сигнал/шум на вході приймача буде визначатися виразом:

. ( 6)

Тому чим більше F /F _В , тим краща фільтрація ШПС вузькосмуговою системою зв’язку. Відповідно, чим більша база ШПС, тим краща ЕМС цих систем. Таким чином, системи ШПС володіють гарною ЕМС з системами радіозв’язку, радіомовлення та телебачення.

Із розглянутих основних властивостей ШПС слідує, що застосування ШПС в системах зв’язку забезпечує перешкодозахищеність відносно сильних перешкод, скритність адресність, працездатність в загальній смузі частот, боротьбу з багатопроменевістю, гарну ЕМС з багатьма радіотехнічними системами. Ці переваги отримуємо за рахунок використання ШПС з великими базами, що в свою чергу призводить до різкого ускладнення пристроїв формування та обробки, збільшенню їх маси, об’єму, споживаної потужності [2]. Але ці проблеми можна подолати при сучасній елементній базі, і через це ШПС зараз знаходять застосування в різних системах зв’язку.

2. Системи тропосферного зв’язку з кодовим розподілом каналів

З розвитком асинхронно-адресних систем зв’язку використання ШПС в системах масового тропосферного зв’язку стало можливим [3]. Основу для цього складає кодове розподілення абонентів за рахунок ШПС, які вдрізняються по формі. При великих базах можна побудувати велику кількість ШПС. Наприклад, нехай ШПС являє собою фазоманіпульований сигнал, який складється з радіоімпульсів, початкові фази яких дорівнюють 0 або π , а число їх рівне В (база сигналу). Можна побудувати множину сигналів (так званий повний код), число сигналів в якому рівне 2^В , а сигнали відрізняються між собою хоч одним імпульсом. Якщо В =100, то маємо 2¹⁰⁰ ≈10³⁰ різних сигналів. З такої кількості можна відібрати систему сигналів так, щоб кожному абоненту в системі зв’язку присвоїти свій власний сигнал. При цьому усі абоненти можуть працювати в загальній смузі частот, а розподіл їх можливий за рахунок різниці ШПС по формі. Такий розподіл абонентів називається кодовим. При цьому ШПС по суті є адресою абонента і в цьому випадку принципово немає необхідності часової синхронізації абонентів. Через це подібні системи зв’язку отримали назву асинхронно-адресних систем зв’язку. Їх робота базується на застосуванні ШПС і кодовому розподілі абонентів. В ААСЗ всі абоненти працюють в загальній смузі перешкодю через це при передачі інформації ШПС різні абоненти перекриваються по часу і по частоті і створюють взаємні перешкоди. Але при використанні ШПС з великими базами можливо звести рівень взаємних перешкод до необхідного, щоб забезпечити необхідну якість прийому інформації. Якщо припустити, що на вході одного з приймачів системи зв’язку діють L заважаючих ШПС з однаковими потужностями, то відношення сигнал/перешкода на виході приймача буде:

. ( 7)

Таким чином, збільшуючи базу ШПС, завжди можна досягти необхідної якості прийому інформації. Залежність бази сигналу від кількості абонентів при h ² = const показано на рис. 5.

Рис. 5. Залежність бази сигналу від кількості абонентів

Через це в теперішній час надзвичайно актуальною залишається проблема систем ШПС. Системою сигналів називається множина сигналів, що визначаються одним алгоритмом побудови. Якщо число сигналів в системі рівне L , то L – називають об’ємом системи сигналів. Прийнято порівнювати об’єм системи сигналів L з базою ШПС В . Розрізняють:

- малі системи сигналів з L <<В ;

- нормальні (ортогональні) системи з L ≈В ;

- великі системи сигналів з L >>В .

Більшість відомих систем сигналів являються малими чи нормальними [3]. Для сучасних систем зв’язку необхідно мати системи ШПС, об’єм яких експоненціально залежить від бази, тобто

, ( 7)

де с і γ – деякі константи.

Якщо такий закон реалізувати не можливо (таких систем на сьогодні немає), то необхідно реалізовувати великі системи, об’єм яких збільшується за степеневим законом: