Системы связи с шумоподобными сигналами - Варакин Л.Е.
Скачать (прямая ссылка):
задач. Необходимо отметить также, что большинство изданных ранее книг
написаны авторами на основе проведенной ими большой научно-
исследовательской работы. Поэтому некоторые из книг содержат как общие
интересные результаты, так и результаты частные, не имеющие
принципиального значения.
.Именно по этой причине и возникла идея составить книгу по системам связи
с ШПС, которая должна содержать только принципиальные вопросы теории и
техники .помехозащищенных систем связи с ШПС. Из многочисленных
теоретических результатов приведены только фундаментальные результаты,
причем доказательства опущены, так как их можно найти в опубликованных
книгах и статьях. При изложении технических вопросов приведены только те
технические решения, которые основаны на перспективной элементной базе. В
системных вопросах уделено внимание только основным характеристикам
систем связи с ШПС.
Книга написана как по результатам многочисленных работ, опубликованных
исследователями в различных странах, так и на основе работ автора и
является логическим продолжением его книг по ШПС [4, 5].
Все замечания и предложения по книге следует направлять по адресу: 101000
Москва, Почтамт, а/я 693, издательство "Радио и связь".
РАЗДЕЛ I.
ОСНОВНЫЕ СВЕДЕНИЯ О ШУМОПОДОБНЫХ СИГНАЛАХ
1. ОСНОВЫ ПРИМЕНЕНИЯ ШУМОПОДОБНЫХ СИГНАЛОВ В СИСТЕМАХ СВЯЗИ
1.1. Определение шумоподобных сигналов и широкополосных систем связи
Шумоподобными сигналами (ШПС) называют такие сигналы, у которых
произведение ширины спектра F на длительность Т много больше единицы. Это
произведение называется базой сигнала и обозначается В, т. е.
B = FT. (1.1)
У ШПС В^>1. Шумоподобные сигналы иногда называют сложными в отличие от
простых сигналов с 5 = 1. Поскольку у сигналов с ограниченной
длительностью спектр имеет неограниченную протяженность, то для
определения ширины спектра используют различные методы и приемы. Для
реальных ШПС, состоящих из конечного числа элементов, всегда можно
однозначно определить и F, и В.
В системах связи с ШПС ширина спектра ШПС F всегда много бОЛЬШё 'ШИРИНЫ
ТйёКтра передаваемого сообщения. В цифровых системах связи, "передающих"
информацию в виде двоичных символов, длительность ШПС и скорость передачи
информации 5? связаны соотношением Т = 1/5?. Поэтому база ШПС
(1.2)
характеризует расширение спектра ШПС относительно спектра сообщения. В
аналоговых системах связи, у которых верхняя частота сообщения равна W и
частота отсчета равна 2W,
В = F/2 W. (1.3)
И если В^>1, то /73>5? и F^>2W. Именно поэтому системы связи с ШПС в
зарубежной литературе получили название системы связи с расширенным (или
распределенным) спектром, а в отечественной литературе - широкополосные
системы связи. В дальнейшем термин "широкополосные системы связи (ШСС)"
будет относиться только к системам связи с ШПС.
Шумоподобные сигналы получили применение в широкополос-
5
•ных системах связи, так как: обеспечивают .высокую помехозащи-щенность
систем связи; позволяют организовать одновременную работу многих
абонентов в общей полосе частот при асинхронно - адресном принципе работы
системы связи, основанном на кодо-вом разделении абонентов; позволяют
успешно бороться с многолучевым распространением радиоволн путем
р~азделения лучей; тбеп к; ч и J па ют тог йбстймбсть "перёд ачи
информации с измерением параметров движения объекта в системах подвижной
связи; обеспечивают электромагнитную совместимость (ЭМС) ШСС с
узкополосными системами радиосвязи и радиовещания, системами
телевизионного вещания, обеспечивают'лучшее использование спе-ктра частот
на ограниченной территории по сравнению с узкополосными системами связи.
1.2. Помехозащищенность
Это способность системы связи противостоять воздействию мощных помех.
Помехозащищенность включает в себя скрытность системы связи и ее
помехоустойчивость, так как для создания мощных помех надо сначала
обнаружить систему связи и измерить основные параметры её сигналов, а
затем организовать мощную, наиболее сильнодействующую помеху. Чем выше
скрытность и помехоустойчивость, тем выше помехозащищенность системы
связи.
1.3. Помехоустойчивость ШСС
Она определяется широко известным соотношением, связывающим отношение
сигнал-помеха на выходе приемника (на выходе согласованного фильтра или
коррелятора) q2 с отношением сигнал-помеха на входе приемника р2:
! q2 = 2Bp2, (1.4)
где р2=Рс/Ри (Рс, Рп - мощности ШПС и помехи), q2=2E/N", Е - энергия ШПС,
N" - спектральная плотность мощности помехи в полосе ШПС. Соответственно
Е-РСТ, a N" = PJF, В - база ШПС (1.2), (1.3). Отношение сигнал-помеха на
выходе q2 определяет рабочие характеристики приема ШПС, а отношение
сигнал-помеха на входе р2 - энергетику сигнала и помехи. Величина q2
может быть получена согласно требованиям к системе (10...30 дБ) даже если
р2<С 1. Для этого достаточно выбрать ШПС с необходимой базой В,
удовлетворяющей (1.4). Как видно из соотношения (14), прием ШПС
согласованным фильтром или коррелятором сопровождается усилением сигнала
