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

sit) = A cos [(i gt;Qt + К m{t) dt .

Здесь К - константа системы. Средняя мощность в модулирующем сигаале равна (t). Повышение этой модулирующей мощности приюдит только к увеличению частотного отклонения s(t); это означает, что несущая расширяется на больший спектр, но ее средняя

мощность (f) остается равной А/2, независимо от мощности модулирующего сигнала. В таких сигналах с широкополосной углоюй модуляцией несущая является несущей информацию в увеличенной полосе частот, что поясняет, почему мощность сигнала с информационным поведением иногда записывается как мощность несущей.

Для линейной модуляции, такой как амплитудная модуляция (amplkude modulation - AM), мощность несущей несколько отличается от мощности модулирующего сигнала. Рассмотрим, например, выражение АМ-несущей через модулирующий сигнал m(t):

s(t) = [1 + m(t)] А cos соцГ,

2 А

s\t) = [l + m(t)r

[1 + т(0 + 2/я(0].

Если предположить, что среднее m(t) равно нулю, то среднюю мощность несущей можно записать следующим образом:

Видно, что существует немодулированная несущая составляющая. Следовательно, мощность несущей отличается от мощности сигнала. Итак, параметры C/N и Py/V совпадают при передаче сигналов с подавленной несущей (например, при модуляциях PSK или FSK), но этого не происходит для сигналов, имеющих немодулированную несущую составляющую, которая представляется спектральной линией на частоте несущей (например, амплитудная модуляция).

Выражение для PJN можно получить, разделив обе части уравнения (5.11) на мощность шума N:

Формула (5.18) применима к любому одностороннему радиочастотному каналу. При использовании аналоговых приемников ширина полосы щума (обычно называемая эффективной или эквивалентной полосой щума), видимая демодулятором, обычно превышает ширину полосы сигнала, и отношение PrIN - это основной параметр при определении, возможности детектирования сигнала и качества работы системы связи. В цифровых прием- пиках обычно реализуются корреляторы или согласованные фильтры, и ширина полосы сигнала обычно принимается равной ширине полосы шума. Как правило, мощность шума на входе не рассматривают, а обычной формулировкой отношения SNR для цифровых ка- налов связи является замещение мощности шума спектралы{ой плотностыо мощности шума. С помощью формулы (5.17) выражение (5.18) можно переписать следующим образом:



я EIRP G,/r deg;

Здесь эффективная температура системы Т (рассматривается позже) - это функция шума, излучаемого на антенну, и теплового шума, генерируемого приемником. Отметим, что КНД принимающей антенны и системную температуру 7 можно объединить в один параметр GJT deg;, иногда именуемый добротностью приемника (receiver figure-of-merit). Причина такой трактовки этих членов раскрывается в разделе 5.6.2.

Следует обратить внимание на то, что эффективная температура системы 7 deg; - это параметр, моделирующий все шумы принимающей системы; подробнее этот вопрос рассмотрен в разделе 5.5. В формуле (5.19) бьш введен множитель L , описывающий все факторы ослабления и ухудшения, которые не учтены остальными членами уравнения (5.18). Множитель L включает большой набор различных источников ослабления и ухудшения, перечисленных ранее. Итак, в уравнении (5.19) связываются ключевые параметры любого анализа канала связи: отношение спектральной плотности мощности принятого сигнала к шуму (P/Wq), эффективная переданная мощность (EIRP), добротность приемника (G/T) и потери (Ц, L ). В настоящее время мы можем развить методологический подход к отслеживанию потерь и прибьшей в канале связи. Имея вначале некоторый ресурс мощности, мы с помощью формулы (5.19) можем вычислить суммарное отношение сигнал/шум, имеющее место на лицевой стороне детектора (додетекторной точке). Нашей целью является система бухучета (весьма сходная с используемой в коммерции), бронирующая активы и пассивы и подводящая итог в виде чистого дохода (или потери). Формула (5.19) имеет как раз подобный, нужный нам предпринимательско-коммерческий вид. Все параметры (эффективная излученная мощность, добротность приемника), входящие в числитель, подобны коммерческим активам, а все параметры, фигурирующие в знаменателе, - пассивам.

Итак, предполагая, что вся принятая мощность находится в модулирующем (переносящем информацию) сигнале, мы можем связать EJNo и SNR из уравнения (3.30) и записать следующее:

Еь

(5.20,а) (5.20,6)

R. (5.20,в)

Здесь R - скорость передачи битов. Если часть принятой мощности - это мощность несущей (т.е. имеем потерю мощности сигнала), мы по-прежнему можем использовать уравнение (5.20), за исключением того, что мощность несущей дает вклад в множитель потерь L в формуле (5.19). Полученная в уравнении (5.20) фундаментальная связь между EJNq и PJNo весьма пригодится нам в дальнейшем при проектировании и оценке систем (см. главу 9).



5.4.1. Два важных значения j,/o

EiJNo - это (согласно принятым обозначениям) отношение энергии бита к спектральной плотности мощности шума, необходимое для получения заданной вероятности ошибки. Для облегчения вычисления пределов рабочего диапазона или запаса прочности М необходимо различать требуемое отношение EJNq и реальное (или принятое) отношение EJNq. с этого момента первое мы будем обозначать как (EN)., а последнее - iEiJNo)kh- Иллюстрация приведена на рис. 5.9, где на графике обозначены две рабочие точки. Первая связана с Рв= 10 ; далее будем называть эту рабочую точку требуемой системной достоверностью передачи. Предположим, что заданная достоверность получается при (EJNo)-!fs6, равном 10 дБ. Вы думаете, что наша задача - создать систему, демодулятор которой получит точно эти 10 дБ? Разумеется, нет; мы определим и спроектируем систему с запасом прочности, так что реально принятое ( (/No) p будет несколько больше {EtlNo).

Рабочая точка 1


Рабочая точка 2

10 12 Z *

( -ь/Л/об1

Рис. 5 9. Два важных значения Eb/Ng

Таким образом, мы должны разработать систему, которая бы работала на второй рабочей точке, показанной на рис. 5.9; в нашем случае {E,JNo) = 12 дБ и Рв= 10 . Для данного примера мы можем описать запас прочности, или энергетический резерв линии связи (link margin), как дающий улучшение Рв на два порядка или (более привычная формулировка) энергетический запас линии связи можно описать как обеспечивающий на 2 дБ большее отношение EiJNq, чем требуется. Перепишем выражение (5.20,в), введя параметр энергетического резерва линии связи М:

R = M

{No,

прин

[NoJ

(5.21)

Разность в децибелах между ( а/Л/о)при1 и (EiJNo\ дает энергетический резерв линии связи:

Л/(дБ) =

(дБ)-

У No,

прин

INq)

(дБ).

(5.22)

треб



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