Реферат: Системы связи с прямым расширением спектра

- обеспечивается постепенное снижение качества связи при увеличении числа пользователей, одновременно занимающих один и тот же ВЧ канал (в отличие, например, от ЧМ);

- дешевизна при реализации;

- наличие современной элементной базы.

Для современных средств связи такие аспекты как повышенная помехоустойчивость и противостояние воздействию преднамеренных помех и работа в среде с множественным доступом имеют ключевое значение.

2 Сопротивляемость помехам широкополосных систем связи

Сопротивляемость широкополосных систем связи помехам рассмотрим при воздействии белого шума и преднамеренных помех (рис. 3). Пусть G(f) - спектральная плотность мощности сигнала до расширения, а G_ss (f) - после расширения (рис.3 а). Как видно из рисунка, односторонняя спектральная плотность мощности белого шума N_о не изменяется при расширении полосы сигнала с W до W_ss . Следовательно, расширение спектра не улучшает качества связи при наличии белого гауссовского шума.

На рис. 3 б представлены преднамеренные помехи ограниченной мощности P_J со спектральной плотностью мощности J₀ ^’ =P_J /W, где W - ширина спектра исходного нерасширенного сигнала, подвергающегося воздействию помех.

После расширения спектра преднамеренная помеха может воздействовать

- в виде рассеянной по всему диапазону сигнала спектральной плотности мощности помехи J₀ =P_J /W_ss (при этом J₀ в W/W_ss раз меньше J₀ '). Получаемую спектральную плотность шумов J₀ называют спектральной плотностью мощности широкополосной преднамеренной помехи.

Рисунок 3 – Сопротивляемость широкополосных систем связи при воздействии а)белого шума и б) преднамеренных помех

- в виде сосредоточенной в полосе W узкополосной помехи, меньшей широкополосного сигнала W_ss . При этом количество точек диапазона, в которых создаются помехи, уменьшается, хотя и увеличивается спектральная плотность помехи с J₀ до J₀ /ρ (0<ρ≤1), где ρ — часть полосы расширенного спектра, в которой создаются помехи.

Как видно, в любой из этих ситуаций воздействие помех на широкополосную систему имеет частичное воздействие: либо уменьшается спектральная плотность мощности помехи, либо помеха действует на часть спектра широкополосного сигнала.

3 Учет влияния преднамеренных помех в системе DSSS

САРД работают в условиях сложной помеховой обстановки и особенно присутствия преднамеренных помех от аналогичного оборудования. Обычно уровень ошибок в канале связи рассматривается как функция помех при наличии теплового шума. При этом основное внимание уделяется различию между требуемым и фактическим отношением сигнал/шум E_b /N₀ (здесь E_b – энергия бита, N₀ – спектральная мощность плотности шума).

С учетом присутствия преднамеренных помех, вероятность ошибок в канале рассматривается как функция суммы помех теплового шума и широкополосного гауссова шума, созданного станцией преднамеренных помех. Поэтому отношение сигнал/шум необходимо рассматривать с учетом преднамеренных помех как

E_b /(N₀ +J₀ ), (1)

где J₀ =P_J / W_ss — спектральная плотность мощности преднамеренных помех, P_J - средняя мощность преднамеренных помех, полученная приемником; W_ss — ширина полосы расширенного спектра.

В общем случае мощность станции преднамеренных помех значительно выше мощности теплового шума. Поэтому суммарную величину отношения сигнал/шум можно считать равной E_b /J₀ , подразумевая при этом отношение энергии бита данных к спектральной плотности мощности преднамеренной помехи, которое обеспечивает поддержание заданного уровня вероятности ошибок в канале связи.

Энергию бита E_b можно выразить как

, (2)

где P_s — мощность принятого сигнала, Т_b — время передачи бита, R_b =1/Т_b - скорость передачи данных (бит/с). Тогда (2) можно записать следующим образом:

(3)

где G_p = W_ss / R_b — коэффициент расширения спектра сигнала.

Отношение сигнал/шум может быть выражено и в таком виде:

(4)

Здесь отношение (P_J /P_s )_треб —критерий качества, который определяет степень невосприимчивости системы связи к помехам. На рис. 4 приведены зависимости степени невосприимчивости системы связи к помехам от отношения сигнал/преднамеренная помеха (E_b /J₀ )_треб .

Рисунок 4 - Зависимость степени невосприимчивости системы связи к помехам (P_J /P_s )_треб от отношения сигнал/преднамеренная помеха (E_b /J₀ )_треб .

Как видно из рис. 4, чем больше (P_J /P_s )_треб , тем система устойчивее к помехам, поскольку для искажения сеанса связи необходимо повышать мощность преднамеренной помехи. Отсюда можно выделить два пути повышения невосприимчивости САРД к преднамеренным помехам:

1. увеличение коэффициента расширения спектра G_p ,