Области применения, виды принимаемых сигналов и задачи упос
 Скачать 1.37 Mb.
|
Области применения, виды принимаемых сигналов и задачи УПОСОбласти применения и задачиУПОС.широковещательные системы (один передатчик – несколько приемников): радиовещание, телевидение (в том числе спутниковое вещание); радиорелейные системы (один направленный передатчик – один приемник); системы сотовой связи; системы беспроводного доступа к компьютерной информации; системы микросотовой связи (маломощные системы для локальной связи с отдельными устройствами); системы навигации; радиолокационные системы. Задачи: Радиоприем – выделение сигналов из радиоизлучения. Иинтересующий нас сигнал должен иметь информативные признаки, отличающие его от сигналов других передатчиков и помех. Существуют следующие варианты: FDMA (frequency division multiple access) – частотная селекция. избирательность TDMA (time division multiple access) – каждому передатчику выделяется свой интервал времени для работы. стробирующих устройств CDMA (code division multiple access) – каждый передатчик использует уникальную форму (код) несущего сигнала. корреляторов усиление сигнала. Чувствительность – мера способности радиоприемника обеспечивать прием слабых сигналов Специального канала для передачи сигнала синхронизации как правило не организуют. Поэтому третья задача приемного устройства состоит в том, чтобы правильно и точно восстановить синхросигнал непосредственно из информационного потока. в высокоскоростных системах связи время, отводимое на передачу одного информационного символа, измеряется наносекундами. Таким образом, допуск на временную нестабильность (джиттер) систем синхронизации оказывается в пикосекундном диапазоне. Четвертая задача УПОС: осуществлять прием сигналов с минимальными искажениями. Искажения бывают: линейными (отклонения передаточной функции приемного устройства от равномерной или оптимальной). Требование малых линейных искажений, как правило, находится в определенном противоречии с требованием обеспечения избирательности; нелинейными (эффекты насыщения и отсечки в усилительных и преобразовательных элементах). Пятая задача УПОС: обеспечить возможность перестройки на сигналы различных передатчиков. Как правило, это означает возможность перестройки по диапазону частот с сохранением основных характеристик (прежде всего избирательности и чувствительности) неизменными. Способы организации коллективного доступа кэфиру.Зачем что-то выделять? Эфир – среда общего пользования, в которую излучает множество передатчиков, и в которой существует множество помех различного происхождения. Следовательно, интересующий нас сигнал должен иметь информативные признаки, отличающие его от сигналов других передатчиков и помех. Существуют следующие варианты: FDMA (frequency division multiple access) – частотная селекция. В подавляющем большинстве случаев для селекции принимаемого сигнала используются частотно-разделительные фильтры. Главный параметр приемников в таких системах избирательность (частотная). TDMA (time division multiple access) – каждому передатчику выделяется свой интервал времени для работы. Селекция осуществляется при помощи стробирующих устройств. CDMA (code division multiple access) – каждый передатчик использует уникальную форму (код) несущего сигнала, ортогональную несущим сигналам других передатчиков. Селекция осуществляется при помощи корреляторов или согласованных фильтров. Семейство форматов модуляцииPSK.Фазовая модуляция (манипуляция) BPSK (Binary Phase Shift Keying) – двухуровневая фазовая манипуляция Недостаток: неполное использование пропускной способности канала связи за счет наличия двух боковых полос, несущих идентичную информацию. QPSK (Quadrature Phase Shift Keying) – квадратурная фазовая манипуляция 8PSK – фазовая манипуляция с 8-ю дискретными значениями фазы DQPSK (Differential QPSK) – дифференциальная фазовая манипуляция «Дифференциальная» – означает, что информация передается не абсолютным установившимся значением, а переходом между установившимися значениями. При реализации сигнала PI/4 DQPSK сигнальное созвездие формируется, по сути дела, при использовании двух созвездий QPSK, наложенными со сдвигом 45°. В результате в сигнале присутствуют восемь точек сигнального созвездия, причем символы выбираются поочередно то из одного созвездия QPSK, то из другого В некоторых случаях накладываются ограничения на допустимые переходы. Например, при модуляции π/4 DQPSK траектория сигнала не проходит через начало координат. D8PSK – дифференциальная фазовая манипуляция с 8-ю дискретными значениями фазы Семейство форматов модуляцииCPM.CPM (Continuous Phase Modulation) – модуляция без разрыва фазы. Offset DQPSK – смещенная дифференциальная фазовая манипуляция В QPSK каналы I и Q переключаются одновременно. В OQPSK битовые потоки I и Q смещены на половину периода символа. В любой момент времени только один из битовых потоков изменяет значение. При этом амплитуда сигнала не принимает нулевых значений (изменение амплитуды составляет около 3 дБ против 30…40 дБ у QPSK). Это позволяет применять менее линейный передатчик с большим КПД. MSK (Minimum Shift Keying) – манипуляция с минимальным сдвигом Т.к. отклонение частоты означает опережение или отставание фазы, частотный сдвиг может детектироваться посредством регистрации фазы на каждом битовом интервале. Фазовый сдвиг на (2N + 1) π/2 рад. наиболее просто детектируется с использованием квадратурного детектора. Для четных символов переданные данные отражает полярность синфазного канала (I), а для нечетных – квадратурного (Q). Это уменьшает потребляемую мощность в мобильных передатчиках. Минимальный частотный сдвиг, который обеспечивает ортогональность между I и Q каналами, это такой, при котором происходит фазовый сдвиг на ±π/2 рад. на символ. FSK с такой девиацией называется MSK (Minimum Shift Keying). Размах девиации частоты при этом в равен половине битрейта. Область использования: стандарт сотовой связи GSM (Global System for Mobile Communications). Фазовому сдвигу на +90° соответствует «1» и −90° соответствует «0». МодуляцияOFDM.Цифровой поток распараллеливается на n потоков демультиплексором. Каждый из получившихся потоков подается на модулятор отдельной несущей. При этом скорость передачи 1 символа уменьшается в n раз, а время передачи увеличивается в nраз. Совокупность модулированных сигналов поступает на сумматор на выходе. Частоты несущих выбираются так, чтобы они были ортогональны на заданном интервале времени. Формат модуляции несущих может быть различен, но обыкновенно используется QPSK. В этом случае число битов, переданных каждым ODFM-символом 2n.  Число ортогональных несущих может выбираться очень большим (до нескольких сотен или тысяч). Поэтому практически OFDM реализуется иначе, чем представлено на предыдущем слайде. ОДПФ – обратное дискретное преобразование Фурье Особенность OFDM – устойчивость кмноголучевости, возникающей при отражении сигнала от земной поверхности, зданий и при одновременой работе на одной частоте нескольких передатчиков (одночастотная сеть – Single Frequency Network). Такая устойчивость связана с тем, что интерференционные минимумы поля возникают только на отдельных частотах и способны поразить только некоторые из битов в OFDM-символе. При использовании помехоустойчивого кодирования такие ошибки корректируемы (до определенного предела). |