источник мешающего сигнала вынужден синтезировать и передавать свой сигнал без знания псевдослучайного образца.

Интерференция от других пользователей возникает в системах связи со множественным доступом, в которых определённое число пользователей владеют совместно общей полосой частот. Эти. пользователи могут передавать информацию одновременно в общей полосе к соответствующим получателям. Предполагая, что все из этих пользователей используют один и тот же код для кодирования соответствующих информационных последовательностей, передаваемые сигналы в этой общей полосе можно отличить друг от друга при использовании для каждого переданного сигнала различного псевдослучайного образца, также называемых кодом или адресом. Таким образом, частный получатель может восстановить передаваемую информацию, если знает свой псевдослучайный образец, т.е. ключ, используемый соответствующим передатчиком. Этот тип техники связи, который позволяет многим пользователям совместно использовать общий канал для передачи информации, называется кодовым разделением при множественном доступе (МДКР или CDMA - CODE DIVISION MULTIPLE ACCESS). CDMA будет рассматриваться в разделах 13.2 и 13.3.

Возникающие многолучевые компоненты при распространении волн в диспергирующем канале с рассеянием можно рассматривать как вид собственной интерференции. Этот вид интерференции также можно подавить введением псевдослучайного образца в переданном сигнале, как будет описано ниже.

Сообщение может быть «спрятано» в основном шуме путем его рассеяния по полосе частот кодированием и передачей результирующего сигнала низким уровнем. Говорят, что из-за своего низкого уровня мощности переданный сигнал является "закрытым". Имеется малая вероятность перехватить такой сигнал (детектировать его случайным слушателем, поэтому его также называют сигналом с низкой вероятностью перехвата (НВП - LPI).

Наконец, закрытость сообщения можно получить путем введения псевдослучайного образца в передаваемом сообщении. Сообщение может детектировать получатель, который знает псевдослучайный образец или ключ, используемый при передаче, но не могут детектировать другие получатели, которые не знают ключ.

В следующих разделах мы опишем различные типы широкополосных сигналов, их характеристики и применение. Акцент будет сделан на использование широкополосных сигналов для радиопротиводействия (РП или глушения) или антирадиопротиводействия (АРП), для CDMA и для НВП. Вкратце опишем виды канальных характеристик, предполагаемых для применений, названных выше.

13.1. модель цифровых систем связи с широкополосными сигналами

Блок-схема рис. 13.1.1 иллюстрирует базовые элементы цифровой системы связи с широкополосными сигналами для передачи двоичных сообщений.

Генератор

ццсвдослучайного иишала

Iciieparap пссидоилучанпою сишала

-►

даииие

Рис. 13.1.1. Модель цифроюй системы связи с ишрокополосным сигншом

Канальный кодер, декодер, модулятор н демодулятор являются базовыми элементами системы, которые были обсуждены в главах 5, 7 и 8. В дополнение к этим элементам мы имеем два идентичных генератора псевдослучайных образцов. Один коммутируется с модулятором на передающем конце, а второй коммутируется с демодулятором на приемном конце. Генератор генерирует псевдослучайные или псевдошумовые (ПШ) i двоичные последовательности, которые вводятся в передаваемый сигнал модулятором и удаляются из принимаемого сигнала демодулятором.

Для демодуляции требуется синхронизация ПШ последовательности, генерируемой на приёме, с ПШ последовательностью, содержащейся в принимаемом сигнале. Первоначально до передачи информации, синхронизация может быть достигнута передачей фиксированного псевдослучайного образца, который приемник должен узнать в присутствии интерференции с высокой вероятностью После того, как синхронизация во времени генераторов обеспечена, может начинаться передача информации.

Интерференцию в информационный сигнал вводит канал. Характеристики этой интерференции зависят в большой степени от ее происхождения. Она классифицируется как широкополосная или узкополосная относительно полосы частот информационного сигнала и как непрерывная или импульсная (не непрерывная) во времени. Для примера, сигнал глушения может состоять из одной или более синусоид в полосе, используемой для передачи информации. Частоты синусоид могут оставаться фиксированными или они могут меняться во времени согласно некоторому закону. Как второй пример, ) интерференция, создаваемая в CDMA другими пользователями канала, может быть широкополосной или узкополосной в зависимости от типа спектра сигнала, который используется для достижения множественного доступа. Если интерференция широкополосная, ее можно характеризировать как эквивалентный АБГШ. Мы хотим ! рассмотреть этот вид интерференции и некоторые другие в последующих разделах.

Наша трактовка широкополосных сигналов будет сконцентрирована на качестве цифровых систем связи в присутств1И1 широкополосной и узкополосной интерференции Рассматривается два вида модуляции ФМ и ЧМ. ФМ предполагается к применению, когда . поддерживается фазовая когерентность между передаваемым и принимаемым сигнала.ми на временном интервале, который относительно большой по сравнению с обратной величиной полосы частот сигнала. С другой стороны, предполагается к применению ЧМ, когда физически когерентность не может быть поддержана из-за изменений во времени характеристик линии. Это может быть случай линии связи между двумя высокоскоростными самолетами или между высокоскоростным самолетом и неподвижной станцией.

ПШ последовательность, генерируемая у модулятора, используется в соединении с ФМ , \юдуляцией для псевдослучайного сдвига фазы ФМ сигнала, как описано в разделе 13.2 i Результирующий модулированный сигнал назван прямой последовательностью (ПП, DS - } direct sequence) или псевдошумовым (ПШ) широкополосным сигналом. Если ПШ последовательность использовать в соединении с двоичной или М-ичной (М>2) ЧМ, то псевдослучайные последовательности выбирают частоту передаваемого сигнала псевдослучайно. Результирующий сигнал называется в этом случае широкополосным сигналом со скачками частоты (СЧ, FH - Frequency hopped). Хотя вкратце будут описаны некоторые другие типы широкополосных сигналов, акцент в нашем рассмотрении делается на широкополосный сигнал ПШ и ПЧ.

13.2. ШИРОКОПОЛОСНЫЕ СИГНАЛЫ С ПРЯМЫМИ ПСЕВДа ШУМОВЫМИ (ПШ) ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЯМИ

в модели, показанной на рис. 13.2.1, мы предполагаем, что информационная скорость на входе кодера равна R бит/с, а доступная полоса частот канала равна W Гц. Модуляция сигнала - двоичная ФМ. Чтобы использовать всю доступную полосу частот, начальная фаза несущей сдвигается псевдослучайно, в соответствии с образцом ПШ генератора со скоростью Жраз/с. Обратная величина W, обозначенная Т, определяет длительность прямоугольного импульса, который называется чипом в то время как называется чип интервалом. Этот импульс - базовый элемент широкополосного сигнала ПП.

Если мы определим 7 = \/R как длительность импульса, которая соответствует

передаче одного информационного символа, показатель расширения полосы частот W/R можно выразить так

ш т

(13.2.1)

R Т

В практических системах TIT - целое число

(13.2.2)

ПШ сигнал

(а) ПШ сигнал н сигнал данных

Данные

Кодер

cos 2к /

Местный генераторр

sin 2я /

(й) ПШ-КФМ модулятор

Рис.13.2.1. ПШ сигнал и сигнал данных (а)

и КФМ модулятор (Ь) для ПШ широкополосных систем