Системы связи с шумоподобными сигналами - Варакин Л.Е.
Скачать (прямая ссылка):
приемника. Таким образом, ААСС более перспективны в тех случаях, когда не
требуется высокое качество передачи информации, что характерно для систем
массовой радиосвязи. Для примера, в радиотелефонной системе подвижной
связи с частотным разделением каналов максимальная эффективность
Yma3c=250 аб/МГц, так как минимальная ширина каждого канала равна 4 кГц и
в 1 МГц можно разместить 250 частотных каналов, т. е. активных абонентов.
Однако, для повышения помехоустойчивости используется частотная модуляция
(ЧМ) и соседние частотные каналы разнесены на 25 кГц. При этом в 1 МГц
можно разместить 40 частотных каналов, т. е. уЧм=40 аб/МГц. Ранние
системы связи с ШПС ("RADA", "RACEP" и др.) имели низкую эффективность, у
них ушпс~7...9 аб/МГц. Из (1.12) следует, что высокую эффективность
систем связи с ШПС непосредственно получить трудно. Например, если
положить 7=1/4 кГц=250 мс, а /г2='10, то Тшпс = 25 аб/МГц, т. е. ниже
эффективности систем связи с ЧМ.
В последние годы предложен иной принцип построения радиотелефонных систем
подвижной связи. Вся обслуживаемая территория разбивается на большое
число зон в виде сот. В каждой зоне радиосвязь ведется на частотах,
специально выделенных этой зоне. За счет территориального разнесения зон
с одинаковыми частотными каналами возможно многократное использование
одних и тех же частотных каналов. Такие системы связи получили название
сотовых систем подвижной связи (ССПС). Прием сигналов в таких системах
принципиально сопровождается взаимными помехами так же, как и в ААСС.
Поэтому применение ШПС в ССПС перспективно, поскольку позволяет успешно
бороться с взаимными помехами. Эффективность ССПС
V = UF,
(1.11)
у = 7/Л2.
(1.12)
Тсспс ^ 3,63 (R0/D)2/FK,
(1.13)
где Ro - радиус зоны обслуживания, D - защитный интервал, FK - ширина
частотного канала. Если положить Rc=30 км, D"
и
"4,4 км, радиус зоны R=0,85 км, a FK=50 кГщ, то усспс ^ "3333 аб/МГц, т.
е. гораздо выше эффективности обычных систем подвижной связи. Если ширину
частотного канала увеличить до 100...200 кГц, то эффективность ССПС
станет равной 1666 и 833 аб/МГц соответственно, что все равно будет
гораздо больше эффективности систем с ЧМ. Но при этом возможно применение
ШПС с относительно небольшими базами (25...250), что в свою очередь
позволит использовать простую аппаратуру формирования и обработки ШПС с
невысокой стабильностью частоты. В свою очередь применение ШПС позволит
успешно решить проблему адресации большого числа абонентов. Сотовые
системы подвижной связи с ШПС позволят обеспечить связью 60... 240 тыс
подвижных абонентов в крупных городах. Кроме того, в таких системах можно
совместить передачу телефонных сообщений с определением местоположения
подвижных объектов и их охрану.
1.7. Борьба с многолучевостью
Применение ШПС в системах связи .позволяет бороться с многолучевостью
распространения радиоволн. Многолучевость возникает в том случае, если
радиоволны приходят в точку приема, отразившись от различных препятствий
на пути распространения (слои ионосферы, здания, холмы и т. п.). Из-за
различия в длине пути эти радиоволны приходят с различным запаздыванием.
В результате, если сигналы, пришедшие по разным путям, перекрываются во
времени, то между ними возникает интерференция, ко-
u(t)
а)
mv
Рис. 1.4. Шумоподобный сигнал (а), автокорреляционная функция (б) и
разделение лучей (в)
12
торая в свою очередь вызывает глубокие замирания результирующего сигнала.
Обычно для компенсации замираний предусматривают увеличение мощности
сигнала на 20 дБ. Иначе обстоит дело при использовании ШПС, поскольку при
обработке ШПС согласованным фильтром происходит сжатие ШПС по времени,
что иллюстрируется рис. 1.4. На рис. 1.4,а изображен ШПС с частотной
модуляцией длительностью Т. На рис. 1.4,6 изображено напряжение на выходе
согласованного фильтра - отклик фильтра на ШПС. Этот отклик называется
автокорреляционной функцией /АКФ) ШПС. Хотя АКФ имеет длительность '2.1,
то в ней можно выделить две резко отличающиеся структуры. В центре АКФ
резкий выброс в виде узкого импульса, называемого центральным пиком. Его
амплитуда равна V, а длительность
т" " 1/F. (1.14)|
Чем шире спектр ШПС, тем короче центральный пик. Вторую область
составляют боковые пики с максимальным значением Ушах-Шумоподобные
сигналы с большими базами обладают свойствами, которые записываются двумя
соотношениями:
77т0 " в,_ V/У max " У^В. (1-15), (1.16)
где а - некоторая постоянная, в общем случае зависящая от базы В.
Соотношение (1.15) определяет сжатие ШПС - отношение длительности ШПС Т к
длительности центрального пика. Сжатие ШПС равно, примерно, базе. Поэтому
,при Т=oonst увеличение F приводит к уменьшению длительности центрального
пика то и к увеличению сжатия.
Соотношение (1.16) характеризует подавление боковых пиков. Оно равно
отношению амплитуды центрального пика V к амплитуде максимального
бокового пика Ушах. Чем больше база, тем больше подавление боковых пиков.
