где определяется (13.3.17) с

(13.3.27)

= -7й = Л,Уй

(13.3.28)

= 10-

(20,5)

4-дуал. (16,4)

10 II 12

OCIU 1мби1 у(,(дЬ)

14 15

Рис. 13.3.7 иллюстрирует качество Л-дуально-го кода для kS, 4 и 3, каскадно соединённого с кодом Адамара Я(20,5), Я(16,4) и Я(12,3) соответственно.

В приведенном обобщении, мы сосредоточились на декодировании мягки.х решений. С другой стороны, качество, достигаемое декодированием жёстких решений, существенно (на несколько децибел) хуже, чем то, которое достигается при декодировании мягких решений. В каскадной схеме, однако, декодирование мягких решений для внутреннего кода и декодирование жёстких решений для внешнего представляет разумный компромисс между сложностью декодирования и качеством.

В заключение мы хотим указать, что другой серьёзной помехой в СЧ системе с рассеянным спектром является парциально-полосовая многотоновая помеха.

По своему воздействию этот вид интерференции подобен парциально-полосовой помехе с неизменной спектральной плотностью. Разнесение, обеспечиваемое кодированием, является эффективным средством для улучшения качества СЧ систем.

Дополнительное улучшение достигается путем надлежащего взвешивания выхода демодулятора так, чтобы подавить влияние мешающего сигнала.

13.3.3. CDMA система, основанная на широкополосных сигналах с СЧ

В разделе 13.2.2 мы рассмотрели CDMA систему, основанную на использовании широкополосных ПП сигналов. Как указано выше, можно также иметь CDMA систему, основанную на широкополосных СЧ сигналах с рассеянным спектром. Каждая пара передатчик-приёмник в такой системе рассчитана на свой собственный шаблон псевдослучайных скачков частоты. Исключая эти различия, передатчики и приёмники всех пользователей могут иметь идентичные кодеры, декодеры, модуляторы и демодуляторы. CDMA системы, основанные на широкополосных СЧ сигналах привлекательны, в частности, для подвижных (земных, воздушных, морских) пользователей, поскольку требования синхронизации не так строги, как в широкополосных ПП системах. Кроме того, техника синтеза частот и соответствующее оборудование СЧ систем детально проработаны. Следовательно, при СЧ возможны большие выигрыши обработки. Пропускная способность CDMA с СЧ также относительно велика. Витерби (1978) показал, что с А:-дуальными кодами и многоступенчатой ЧМ возможно обеспечить до W/R

Рис. 13.3.7. Качество А--дуального кода для

к~5, 4 и 3, каскадно соединённого с кодом Адамара. для канала с .худшим случаем интерференции

одновременно работающих пользователей, которые передают информацию со скоростью 7 бит/с по каналу с полосой W.

Одна из ранних CDMA систем, основанная на использовании кодированных щирокополосных сигналов с СЧ, была построена так, чтобы обеспечить множественный доступ по тактическим спутникам связи для малоподвижных (земных, воздушных, морских) терминалов, каждый из которых передаёт относительно короткие сообщения по каналу с перемежением. Систему назвали тактической системой передачи (TATS), и она описана в статье Дроуилхета и Бернщтейна (1969). В системе TATS использован восьмеричный код Рида-Соломона (7,2). Таким образом, два трехбитовых информационных символа на входе кодера используется для генерирования семисимвольных кодовых слова. Каждый трехбитовый закодированный символ передается посредством восьмеричной ЧМ. Восемь различных частот передаются с разносом 1/7" Гц,

где - длительность передачи на одной частоте. В дополнение к семи символам в

кодовое слово включён восьмой символ. Этот символ и его соответствующая частота фиксированы. Он передаётся в начале каждого кодового слова для обеспечения тактовой и частотной синхронизации на приеме. Следовательно, каждое кодовое слово передается за 87 секунд.

Система TATS была спроектирована для информационной скорости передачи 75 и 2400 бит/с. Значит, 7 = 10 мс и 312,5 мкс соответственно. Каждая тональная частота, соответствующая кодовому символу, подвергается скачкам. Таким образом, скорость скачков равна 100 с" при информационной скорости 75 бит/с и 3200 с" при информационной скорости 2400 бит/с.

В коде Рида-Соломона (7, 2) имеется Л/ = 2* = 64 кодовых слов, а минимальное расстояние этого кода = 6. Это значит, что код обеспечивает эффективный порядок разнесения, равный 6.

На приёме сигнал сначала освобождается от скачков и затем демодулируется пропусканием через параллельный блок из восьми согласованных фильтров, где каждый фильтр настроен на одну из восьми возможных частот-выход каждого фильтра детектируется по огибающей, квантуется 4 битами (один из 16 уровней) и подаётся на декодер. Декодер берёт 56 выходов фильтров, соответствующие приему каждого семисимвольного кодового слова и формирует 64 величин для решения, соответствующих 64 возможным кодовым словам кода (7, 2) путём линейного сложения соответствующих огибающих на выходах детекторов. Решение выносится в пользу кодового слова, имеющего наибольшую величину для решения.

При квантовании выходов согласованных фильтров 16 уровнями интерференция от других пользователей канала вызывает относительно малые потери в качестве (0,75 дБ при сильной интерференции на один чип и 1,5 дБ при сильной интерференции на два чипа из семи) АРУ, используемая в системе TATS, имеет постоянную времени большую, чем интервал чипа Т, так что нетрудно реализовать оптимальное взвешивания по выходам демодуляторов, как описано в разделе 13.3.2.

Расчёт вероятности ошибки сигналов TATS в канале с АБГШ при наихудшем случае парциально - полосовой интерференции оставляем для упражнения читателю (задачи 13.23 и 13.24).

Поскольку вовлечены подвижные пользователи, имеются доплеровские сдвиги шстоты, связанные с передачей. Эти частотные сдвиги должны быть отслежены и скомпенсированы дпя демодуляции сигнала. Синхронизирующий символ используется и для этих целей.

13.4. другие типы широкополосных сигналов

ГШ и СЧ являются наиболее общими формами широкополосных сигналов, используемых на практике. Однако можно использовать другие методы для введения псевдослучайности в широкополосных сигналах. Один метод, который дуален по отношению к СЧ - скачки времени (СВ). В системах с СВ интервал времени, который выбирается намного больше, чем величина, обратная информационной скорости, делится на большое число временных участков (слотов).

Кодированные информационные символы передаются при псевдослучайном выборе временных участков в виде блока одного или больше кодовых слов. Для передачи кодовых символов используется ФМ.

Для примера предположим, что интервал времени Т подразделяется на 1000 временных участков шириной Г/ЮОО. При информационной скорости R бит/с число бит, которые надо предать за время Т, равно RT. Кодирование увеличивает это число до RTIR бит, где R - скорость кода. Следовательно, на временном интервале 771000 с мы

должны передать RT/R бит. Если используется двоичная ФМ, битовая скорость равна

10007?/Д и требуемая полоса примерно равна Ж = 1000R/R.

Блок-схема передатчика и приёмника для широкополосной системы со скачками времени (СВ) показана на рис. 13.4.1.

и нформ ациоп пая I loir.ujio нател i.i юсл ь

Дl;мoдJIrrop ФМ

Блок еинхро-

Ьуфер и

денсремежител!

Декодер

Bi.i\u.i

Рис. 13.4.1. Блокч:.\ема широкополосной системы с о скачками времени (СВ)

С учетом разрывных характеристик передаваемого сигнала, в СВ системе должна быть на передаче буферная память. Буфер может также использоваться на приёме для обеспечения равномерного потока данных к пользователю.

Так же, как парциально-полосовая интерференция искажает не кодированную широкополосную систему с СЧ, парциально-временная интерференция оказывает схожее воздействие на широкополосную систему с СВ. Кодирование и перемежение являются эффективными средствами борьбы с этим видом интерференции, как мы уже показали для ПП системы с СЧ. Наибольшая неприятность для СВ системы - это жёсткие требования к синхронизации не только по сравнению с СЧ, но и с ПП.

Другие типы широкополосных сигналов можно получить комбинированием ПП, СЧ и СВ. Например, мы можем иметь гибрид ПП/СЧ, что означает, что ПШ последовательность используется вместе со скачками частоты. Сигнал, посылаемый при отдельном скачке, состоит из широкополосных ПП сигналов, которые демодулируются когерентно Однако принимаемые сигналы от различных скачков суммируются некогерентно (по огибающим или квадратично). Поскольку когерентное детектирование формируется внутри скачка, имеется выигрыш относительно чистой системы ПП. Однако цена этого выигрыша -увеличение сложности, большая стоимость и более строгие требования к синхронизации.