www.chms.ru - вывоз мусора в Балашихе 

Динамо-машины  Сигналы и спектры 

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233 234 235 236 237 238 239 240 241 242 243 244 245 [ 246 ] 247 248 249 250 251 252 253 254 255 256 257 258 259 260 261 262 263 264 265 266 267 268 269 270 271 272 273 274 275 276 277 278 279 280 281 282 283 284 285 286 287 288 289 290 291 292 293 294 295 296 297 298 299 300 301 302 303 304 305 306 307 308 309 310 311 312 313 314 315 316 317 318 319 320 321 322 323 324 325 326 327 328 329 330 331 332 333 334 335 336 337 338 339 340 341 342 343 344 345 346 347 348 349 350 351 352 353 354 355 356 357 358

Максимальное время последовательного поиска для системы DS с шагом увеличения 1/2 элементарного сигнала равно

(7ас)п laquo;х = 2ЛЛ7;. (12.32)

Здесь размер области неопределенности, в которой выполняется поиск, равен длительности Nc элементарных сигналов. Среднее время получения синхронизации при

использовании последовательного поиска для системы DS при raquo;у будет следуюшим [10]:

r3=12-D)(l plusmn; (;Vr,), (12.33)

где ХТс - интервал поиска, Рр - вероятность правильного детектирования, РрА - вероятность ложной тревоги. Определим время, необходимое для проверки правильности детектирования, равным КХТс, где А raquo; 1. Таким образом, при ложной тревоге будет потеряно КХТс секунд. При Лс raquo;j я К laquo; INc дисперсия времени синхронизации будет равна следующему:

М=(2ад)2(1 + /гРрА)

1 1. 1

12 р1 PdJ

(12.34)

12.5.1.3. Последовательная оценка

Схема использования еще одного метода поиска, быстрой синхронизации путем последовательной оценки (rapid acquisition by sequential estimation - RASE), приводится на рис. 12.21. Впервые данный метод был использован Р. Уордом (R. Ward) [10]. Изначально переключатель находится в положении 1 . Система вводит свою лучшую оценку первых и элементов полученного сигнала в и разрядов генератора псевдослучайной последовательности. Заполненный регистр определяет начальное состояние генератора. Одним из свойств псевдослучайной последовательности является то, что каждое последующее состояние разрядов зависит только от предыдущего. Следовательно, если оценка первых и элементарных сигналов выполнена верно, все последующие сигналы генератора псевдослучайной последовательности будут правильными. Когда анализ первой последовательности элементарных сигналов закончен, переключатель устанавливается в положение 2 . Если начальное состояние регистра было определено верно, генератор приемника создает сигналы, идентичные принятым (при отсутствии шумов). Если выходной сигнал коррелятора после ХТ превышает установленный пороговый уровень, считается, что синхронизация выполнена успешно. В противном случае переключатель возвращается в положение 1 , данные регистра обновляются и вся последовательность операций повторяется. Как только система синхронизируется, полученная последовательность элементарных сигналов больше не оценивается. Определим минимальное время синхронизации, считая, что шумы отсутствуют. Первые и элементарных сигналов корректно зафужены в регистр, поэтому можем записать следующее:

7 = пГс. (12.35)



Порог

Коррелятор

Принятый

кодовый

сигнал

Детектор

псевдошумовых

кодовых

элементарных

сигналов

Компаратор

-о gt; raquo;-

Ключ

п-каскадный генератор псевдошумового кода

Схема I синхронизации

Контроль поиска

Рис. 12.21. Быстрая синхронизация путем посаедовотельной оценки

Если скорость синхронизации является главным преимуществом системы RASE, ее основной недостаток - высокая чувствительность к помехам и интерферирующим сигналам. Причина такой чувствительности состоит в том, что процесс оценки вкиючает поэлементную демодуляцию по принципу жесткого решения, что не позволяет воспользоваться помехоустойчивыми свойствами псевдослучайного кода. Более подробное описание систем последовательной оценки приводится в работе [4].

12.5.2. Сопровождение

По окончании этапа (грубой) синхронизации начинается этап сопровождения, или достижения идеальной синхронизации. Различают когерентные и некогерентные контуры сопровождения. Когерентным называется контур, где известны частота и фаза несущей волны, а контур сопровождения может работать с низкочастотным сигналом. Если же частоту несущей точно определить невозможно (например, из-за доплеровского эффекта) - имеем некогерентный контур. Поскольку в большинстве случаев фаза и частота несущей априори не известны точно, для сопровождения полученного псевдослучайного кода используются именно некогерентные контуры. Кроме того, различают контуры постоянного сопровождения с задержкой и опережением (full-time early-late tracking loop), часто называемые контурами автоподстройки по задержке (delay-locked loop - DLL), и контуры сопровождения с задержкой и опережением с разделением времени (time-shared early-late tracking loop), часто именуемые контурами внесения искусственных флуктуа-ций (tau-dither loop - TDL). Простой пример применения некогерентного контура DLL в системе расширения спектра методом прямой последовательности при использовании двоичной фазовой манипуляции (binary phase-shift keying - BPSK) Представлен на рис. 12.22. Несущая модулируется информационным сигналом x{t) и кодовым сигналом g{i) с использованием схемы BPSK. Как и ранее, считаем, то шумы и интерференция отсутствуют, поэтому можем записать следующее:

гЦ) = Ax{t)g{t) cos((Oot + ф).

(12.36)

Юс г.



XCOS(0)of+ lt; gt;)

Сужающий

Передний коррелятор

ч Z{t) ,

Демодулятор

} *

данных

Выход

информации

g(f+t)

Полосовой фильтр

Квадратичный

детектор

Генератор

псевдошумового

кода

Генератор,

управляемый

напряжением

Контурный

фильтр


Полосовой фильтр

Квадратичный

детектор

Задний коррелятор

Рис. 12.22. Использование контура DLL для сопровождения сигналов системы DS/SS

Здесь А - коэффициент усиления системы; ф - случайный угол сдвига фаз в диапазоне (0,2л). Сгенерированный контуром сопровождения кодовый сигнал сдвинут по отношению к полученному сигналу git) на время х, причем х lt; ТД. Для проведения точной синхронизации контур генерирует две псевдослучайные последовательности: g{t+ TJl + i) и g{f- Tjl + х), одна из которых отстает от другой на время передачи элементарного сигнала. Два узкополосных фильтра предназначаются для пропускания данных, а также для усреднения произведения g(f) и двух псевдослучайных последовательностей g{t plusmn; ТД + х) (в работе [4] указывается оптимальная ширина полосы для данного типа фильтров). Квадратичный детектор огибающей исключает данные, поскольку ir(Ol = 1- Выход каждого детектора огибающей можно приблизительно записать следующим образом:

%it)g

г тЛ

х plusmn;-

1 1)

(12.37)

Оператор Е{} обозначает математическое ожидание, а R{x) - это автокорреляционная функция псевдослучайного сигнала, как показано на рис. 12.8. Сигнал обратной связи У(х) представлен на рис. 12.23. Если х больше нуля, У(х) указывает генератору, управляемому напряжением, (ГУН) увеличить частоту, что приводит к уменьшению х. Если значение х отрицательно, частота ГУН уменьшается, в результате х возрастает. Если X - это достаточно малая величина, g(t)g(t+ х)= 1, что дает в итоге суженный сигнал Z(0- Впоследствии Z(f) подается на вход обычного демодулятора данных. Подробное описание использования контуров DLL приводится в работах [4, 12-14].

Недостатком контура DLL является то, что цепи опережения и запаздывания должны быть точно синхронизированы, иначе У(х) будет сдвинут по фазе и, соответственно, его значение будет ненулевым при нулевой ошибке. Данная проблема решается с помощью контура с разделением времени. В таком контуре опережающий и запаздывающий корреляторы используются в разное время. Очевидным преимуществом является то, что для работы контура достаточно одного коррелятора. Кроме того, снижается актуальность проблемы смещения постоянной составляющей.



1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233 234 235 236 237 238 239 240 241 242 243 244 245 [ 246 ] 247 248 249 250 251 252 253 254 255 256 257 258 259 260 261 262 263 264 265 266 267 268 269 270 271 272 273 274 275 276 277 278 279 280 281 282 283 284 285 286 287 288 289 290 291 292 293 294 295 296 297 298 299 300 301 302 303 304 305 306 307 308 309 310 311 312 313 314 315 316 317 318 319 320 321 322 323 324 325 326 327 328 329 330 331 332 333 334 335 336 337 338 339 340 341 342 343 344 345 346 347 348 349 350 351 352 353 354 355 356 357 358