Области применения, виды принимаемых сигналов и задачи упос

• Название: Области применения, виды принимаемых сигналов и задачи упос
• Дата: 21.06.2020
• Размер: 1.37 Mb.
• Имя файла: UPOS_Otvety.docx
• Тип: Документы; #131692
• страница: 8 из 8

Межсимвольная интерференция. Ти-пичные осциллограмма и гистограмма

Джиттер, вызванный погрешностью по скважности

• 
  Одна из возможных причин – погрешность установки порогового уровня в передатчике:
  
• 
  Другая возможная причина – асимметрия фронтов в передатчике
  

Субгармонический джиттер – периодический джиттер с частотой, в целое число раз меньшей частоты передачи

Пример 2 1 фапч

2. Преобразователь Гильберта и его использование в цифровыхУПОС.

   • 
     Преобразователем Гильберта (ПГ) называется широкополосный 90-градусный фазовращатель:
     
     • 
       U(ω) = jX(ω).
       
   • 
     ПГ является важным элементом систем с квадратурной обработкой сигналов.
     
   • 
     Не смотря на всю простоту математического описания, преобразователь Гильберта в точности нереализуем. Это некаузальная цепь и поэтому не в дифференциальном исполнении нереализуем даже в первом приближении. Поэтому обычно 90-градусный фазовый сдвиг создают не между входом и выходом фильтра, а между спектральными составляющими двух каналов (I и Q) при квадратурной обработке сигналов.
     
   • 
     В целом ПГ реализуется как обычный цифровой фильтр (рекурсивный либо нерекурсивный).
     
   • 
     Следует иметь в виду, что нерекурсивные ПГ вносят амплитудные погрешности, а рекурсивные ПГ фазовые погрешности.
     

3. Цифровые амплитудныеограничители.

Задача амплитудного ограничителя – стабилизировать амплитуду сигнала без искажения его формы.

2. Цифровые амплитудныедетекторы.

Бывют двух видов:

• 
  на основе взятия модуля или квадрата;
  
• 
  синхронные детекторы.
  

2. Цифровые частотные и фазовыедетекторы.

Квадратурный цифровой фазовый детектор


Автокорреляционные цифровые частотные детекторы

Особенности УПОС шумоподобных сигналов (ШПС)

2. Общие особенности систем связи с шумоподобнымисигналами.

   • 
     Как правило, информационный символ представляется одиночным видеоимпульсным (или близким к видеоимпульсному) сигналом с длительностью равной интервалу следования символов.
     
   • 
     При этом верхняя граничная частота такого сигнала равна или незначительно превышает предел Найквиста.
     
   • 
     В системах с шумоподобными сигналами (ШПС) информационный символ представляется сложным сигналом, имеющим гораздо более широкий спектр.
     
   • 
     В результате занимаемый частотный диапазон оказывается «недогруженным» с информационной точки зрения. Конечно, он так или иначе должен быть использован повторно. В зависимости от того, как конкретно это делается, получаем разные варианты исполнения и использования систем с ШПС:
     
     • 
       параллельно информационные символы в этом же диапазоне может передавать тот же абонент (примерно как это делается в OFDM);
       
     • 
       параллельно информацию может передавать другой абонент, используя ортогональные информационные последовательности. Таким образом приходим к системам с кодовым разделением абонентов (CDMA).
       
     • 
       параллельно могут передавать информацию обычные системы связи (для них ШПС выглядит как некоторый дополнительный шум). Этот принцип используется в защищенных системах связи.
       

3. Используемые разновидности ШПС, генерирование ШПС,ШПС-передатчик.

   • 
     «Аналоговые» сигналы с большой базой (ЛЧМ и подобные).
     
   • 
     Цифровые псевдослучайные последовательности (M-последовательности и др.).
     
   • 
     Короткие импульсы (Time-Hopping Modulation).
     
   • 
     Сигналы с прыгающей частотой.
     
   • 
     Таким образом, несущий сигнал вовсе не обязательно выглядит именно как шум. Поэтому часто вместо термина «системы с ШПС» используется термин «системы с расширенным спектром» (spread spectrum).
     

• 
  Генератор m-последовательности (последовательности максимальной длины сдвигового регистра).
  

• 
  Основные особенности приемников ШПС сводятся к двум аспектам:
  
  • 
    извлечение информационного символа из псевдошумовой последовательности;
    
  • 
    синхронизация (ШПС сложнее обнаружить и синхронизироваться с ним).
    

2. Асинхронная демодуляцияШПС.

   • 
     Демодуляторы ШПС можно разделить на две разновидности:
     
   • 
     асинхронные (согласованные фильтры);
     
   • 
     синхронные (корреляторы).
     
   • 
     В этом случае ШПС интерпретируется как отклик некоторой цепи с передаточной функцией
     

H(ω) на дельта-функцию.

• 
  Пропустив этот сигнал через цепь с передаточной функцией H^*(ω) получим на выходе корреляционную функцию ШПС.
  
• 
  Реализуется, как правило, в виде цифрового фильтра.
  
• 
  Преимущество такой схемы состоит в том, что для ее работы не требуется никакой синхронизации с принимаемой последовательностью.
  

2. Синхронная демодуляцияШПС.

• 
  Синхронные демодуляторы ШПС выполняются на основе корреляторов. Недостаток – генератор ШПС должен быть синхронизирован со входным сигналом.
  

2. Системы связи с прыгающейчастотой.

2. 
   Начальный поиск вШПС-приемниках.
   

Синхронизацию в системах с ШПС можно разделить на две фазы: Начальный поиск (обнаружение);

отслеживание (после того, как сигнал обнаружен).

Обнаружение сигнала с прыгающей частотой

2. Отслеживание сигнала в ШПС-приемниках.

• 
  Следящая система с временной «вилкой» передкоррелятором.
  

• 
  Следящая система с временной «вилкой» после коррелятора.
  

Разнесенный прием радиосигналов

2. Способы формирования каналов при разнесенном приемерадиосигналов.

• 
  Позволяет уменьшить влияние интерференции при многолучевом распространении.
  
• 
  Если комбинировать два независимо (некоррелированно) замирающих сигнала, то вероятность одновременного возникновения замирания в обоих каналах много меньше, чем вероятность возникновения замирания в каждом из каналов.
  
• 
  Используется несколько приемных антенн, разнесенных в пространстве.
  
• 
  Лучше выполнять разнесение поперек трассы, когда это контролируемо.
  

• 
  Выполнить пространственное разнесение антенн на достаточное расстояние не всегда возможно.
  
• 
  В таких случаях можно воспользоваться угловым разнесением.
  
• 
  При этом приемные антенны располагаются в одной точке, но их диаграммы направленности направлены в разные стороны.
  

• 
  Используемые антенны также пространственно совмещены, но принимают сигналы в разных плоскостях поляризации.
  
• 
  Сигналы, приходящие по различным путям, имеют разную поляризацию в соответствии с угловым расположением отражателей на их пути.
  

• 
  Имеются в виду методы, при которых используемый частотный ресурс разделяется на части и в них передается информация с большей или меньшей избыточностью.
  
• 
  При поражении замиранием одного из частотных участков информации с остальных должно быть достаточно для безошибочной передачи.
  

• 
  Имеется в виду, что замирания сигнала носят случайный, не постоянный во времени характер.
  
• 
  При этом информация передается блоками. Длина блока должна выбираться так, чтобы длительность замирания не составляла существенной части от длительности блока.
  

• 
  Нижняя и верхняя боковые полосы испытывают разные (не полностью коррелированные) замирания.
  
• 
  При неквадратурных методах модуляции фактически образуется два дублирующих канала передачи.
  

2. Методы комбинирования сигналов при разнесенном приемерадиосигналов.

Метод переключения

Используется только один из приемных каналов.

Значительная часть полезной энергии, принятой по другим каналам, утрачивается. Невозможно получить приемлемый по с/ш сигнал, суммируя несколько неприемлемых (это возможно другими методами).

Однако такой подход имеет преимущество при наличии корреляции шумов в каналах, а также при наличии быстрых и глубоких замираний.

Метод оптимального сложения

• 
  В рамках этого метода каждый сигнал получает взвешивающий коэффициент, пропорциональный его отношению сигнал шум.
  
• 
  Используется вся принятая полезная энергия.
  
• 
  Имеются сложности при выработке взвешивающих коэффициентов и управлении усилителями.
  
• 
  Схема неоптимальна при наличии корреляции шумов в каналах.
  
• 
  Эффективна при наличии медленных рэлеевских замираний.
  

Метод линейного сложения

Отличие от оптимального суммирования в том, что все каналы имеют постоянные весовые коэффициенты.

Используется вся принятая полезная энергия.

Отношение сигнал/шум несколько хуже, чем при оптимальном суммировании.

В любом случае необходимо при суммировании предпринимать меры для сфазированию полезных сигналов в каналах. Нельзя просто суммировать выходные сигналы антенн. Один из вариантов представлен на рисунке.

Мажоритарное сложение

• 
  Все каналы считаются равноправными.
  
• 
  Верным считается тот символ, который принят в наибольшем числе каналов.
  

Комбинированные методы Метод фазовой развертки

Фаза одного из каналов непрерывно изменяется в пределах 0…2pi с частотой не менее удвоенной частоты модуляции.

В некоторые моменты времени обеспечивается синфазное сложение. Пиковый детектор в этот момент времени обеспечивает отсчет сигнала по Котельникову.