Навигация
Системы связи с прямым расширением спектра
13001
знак
0
таблиц
3
изображения
Системы связи с прямым расширением спектра
1 Методы широкополосной передачи
Свое название широкополосные системы связи получили вследствие того, что полоса, занимаемая используемыми в них сигналами, намного шире полосы, необходимой для передачи непосредственно информации. Одной из первых таких систем, являлась разработанная в конце 1950-х гг. система «Рейк». В этой системе за счет использования метода широкополосной передачи удалось обеспечить устойчивую связь в условиях многолучевого распространения.
Методы широкополосной передачи позволили осуществить разделение нескольких лучей с различным запаздыванием и тем самым устранить эффект замирания сигналов, вызванный многолучевым распространением.
В специальных системах методы широкополосной передачи позволяют организовать устойчивую передачу информации в условиях действия преднамеренных помех, мощность которых на входе приемника может превышать мощность полезных сигналов в сотни и тысячи раз.
Кроме того, в таких системах использование методов широкополосной передачи позволяет затруднить средствам радиоразведки обнаружение факта передачи, т.е. повысить ее скрытность. В сотовых и спутниковых системах связи методы широкополосной передачи позволяют обеспечить одновременную работу многих пользователей в общей полосе частот, т.е. реализовать метод многостанционного доступа, основанный на разделении сигналов по форме (CDMA - Code Division Multiple Access).
В системах радиолокации использование методов широкополосной передачи позволяет повысить точность измерения дальности до цели при прочих равных условиях, а также преодолеть известное противоречие между дальностью действия локатора и его разрешающей способностью.
Среди методов широкополосной передачи в цифровых системах связи с расширенным спектром (Spread Spectrum - SS) наибольшее распространение получили два основных методах расширения (широкополосной модуляции):
- с прямым расширением спектра (Direct Sequence Spread Spectrum - DSSS);
- с частотными скачками (Frequency Hopping Spread Spectrum - FHSS) или отечественное название - с псевдослучайной перестройкой рабочих частот (ППРЧ).
Первый метод расширения спектра DSSS основан на использовании псевдослучайных последовательностей (ПСП).
Такие сигналы обычно называют широкополосными (ШПС), или шумоподобными. Наиболее полное изложение теории и техники шумоподобных сигналов можно найти в работах Л. Е. Варакина. Укрупненная функциональная схема (модель) цифровой системы связи с DSSS приведена на рис. 1.
Рисунок 1. Модель цифровой системы связи с ШПС
Генераторы ПСП на передающей и приемной сторонах идентичны. Именно они сначала применяются для расширения спектра передаваемых по каналу связи сигналов, а затем перед демодуляцией для его сжатия.
Для расширения спектра в такой схеме применяют фазовую манипуляцию (Binary Phase Shift Keying - BPSK), а получаемые при этом сигналы, называют BPSK/ DSSS.
Информационная манипуляция также фазовая, хотя возможна и произвольная. В модуляторе сначала осуществляется перемножение кодированных символов с ПСП (расширение спектра), а затем непосредственно фазовая манипуляция.
Второй часто используемый метод широкополосной передачи основан на псевдослучайной перестройке рабочей частоты сигнала (ППРЧ). Укрупненная функциональная схема (модель) цифровой системы связи с ППРЧ приведена на рис. 2
Рисунок 2 - Модель цифровой системы связи с ППРЧ
Отличаются две схемы тем, что во второй расширение спектра осуществляется не за счет перемножения кодированной информации с ПСП, а за счет вырабатываемой синтезатором и перестраиваемой по псевдослучайному закону рабочей (несущей) частоты модулятора.
На приемной стороне производится обратное преобразование, что приводит к сжатию спектра перед демодуляцией.
При ППРЧ информационная манипуляция также может быть произвольной, хотя следует отметить, что в этом случае в моменты смены частот могут наблюдаться случайные скачки начальной фазы несущей, поэтому может потребоваться некогерентная демодуляция, а это заметно снижает эффективность кодирования.
В обоих случаях расширения спектра формируется радиосигнал, полоса частот которого значительно превышает спектр сигнала исходного сообщения.
При этом в отличие от радиотехнологий с узкополосной модуляцией, энергия сигнала не сосредоточена на небольшом интервале вокруг несущего колебания, а распределена во всей выделенной полосе. В результате введения такой частотной избыточности достигается целый ряд преимуществ:
- повышается помехоустойчивость;
- обеспечивается противостояние воздействию преднамеренных помех;
- обеспечивается возможность кодового разделения каналов для многостанционного доступа на его основе;
- повышается энергетическая скрытность благодаря низкому уровню спектральной плотности;
- обеспечивается высокая разрешающая способность при измерениях расстояния;
- обеспечивается защищенность сеанса связи;
- повышается пропускная способность и спектральная эффективность;
- 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.
Похожие работы
... лишь около 25% спектра сигнала, что не вызывает особых затруднений при восстановлении сигнала в приемнике. 2. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ СОГЛАСОВАННЫХ ФИЛЬТРОВ ДЛЯ ДЕМОДУЛЯЦИИ СЛОЖНЫХ СИГНАЛОВ Составные сигналы, используемые в системах с кодовым разделением каналов, помимо большой базы, характеризуются большой избыточностью, поскольку все элементарные сигналы, служащие для передачи одного символа ...
... применением направленных (секторных) антенн и их ориентацией в пространстве. 4. Изменение несущей частоты БС D-AMPS. ЭМС сотовых систем связи EGSM-900 и CDMA-800 в Москве Исходные данные для расчета Проблема электромагнитной совместимости (ЭМС) сотовых систем различных стандартов, действующих на одной территории, может возникнуть, если рабочие полосы частот в предусмотренных для этих ...
... Все это позволяет обеспечить еще большую емкость сети WILL CDMA по сравнению с сетью подвижной сотовой связи. В целом технология CDMA при использовании ее в сети WILL обеспечивает, по оценкам Motorola, 18-20-кратное увеличение емкости по сравнению с сетью аналогового стандарта AMPS. Фиксированное размещение абонентских станций, применение направленных антенн в направлении от абонентской станции ...
... мобильной и фиксированной телефонной связью; в перспективе, не должно быть никакой разницы между мобильным и домашним телефонами. 2. Анализ вопросов проектирования сотовой системы связи стандарта DCS-1800 оператора «Астелит» 2.1 Расчет величины дуплексного разноса между частотными каналами Величина дуплексного разноса определяется соотношением [6] = - = -, (2.1) где ...
0 комментариев