будет либо положительный, либо отрицательный сигнал, в соответствии со знаком временного сдвига. Этот сигнал ошибки с выхода петлевого фильтра будет изменять частоту и фазу ГУН в направлении, обратном имеющейся ошибке синхронизма.

Принятый сигаал

-►

<8)

Синтезатор частоты

Принятая частота

Кдемодушггору

Генератор ПШкода

{а) Следящая петля для СЧ сигнала

Фильтр НЧ

Местная частота

о +1

Временной сдвиг \

(6) Динамика отслеживания СЧ сигнала Рис. 13.5.8. Метод отслеживания для СЧ сигнала [PickhoUz и др.(1982), © 1982 IEEE]

13.6. библиографические замечания и ссылки

В этом разделе дана краткая вводная трактовка вопросов широкополосных сигналов и достигаемое с ними качество в системах связи. Детали и более специальная трактовка техники обнаружения сигналов, методов отслеживания кодов и гибридных широкополосных систем, как и. других общих тем по широкополосным сигналам и системам можно найти в огромном множестве технической литературы, которая ныне существует по этому предмету.

Исторически первая публикация по широкополосным системам связи были в области зашиты цифровых систем связи для военного использования. Действительно, до 1970 г. большинство работ в области расчёта и развития широкополосных систем были

засекречены. С тех пор это положение изменилось. Открытая литература сегодня содержит бесчисленные публикации по всем аспектам анализа и синтеза широкополосных сигналов. Более того, мы имеем недавние публикации, касаюшиеся применений техники широкополосных сигналов для коммерческой связи, такие как межофисная радиосвязь (см. Пахлаван, 1985) и радиосвязь для мобильных пользователей (см. Ю, 1983).

Исторический обзор по разработке широкополосных систем связи за период 1920-1960 гг. дан в статье Шольца. (1982). Учебные трактовки с фокусированием на базовых принципах можно найти в статьях Шольца (1977) и Пикхольца и др. (1982). Эти статьи содержат также большое число ссылок на прежние работы. В дополнение, имеется две статьи Витерби (1979, 1975), которые содержат базовый обзор характеристик качества сигнальной техники ПП и СЧ.

Исчерпываюшие обсуждения различных аспектов анализа и синтеза широкополосных сигналов и систем, включая техники синхронизации теперь имеются в распоряжении в публикациях Саймона и др. (1975), Зимера и Питерсона (1985) и Холмса (1982). В дополнение к этим публикациям имеется несколько специальных исследований в IEEE Transactions on Communications, посвященные системам связи с широкополосными сигналами (август 1977 и май 1982) и IEE Transactions on Selected Areas in Commimication (сентябрь 1985, май 1989, май 1990, июнь 1993). Эти исследования содержат набор статей, посвященных разным темам, включая технику множественного доступа, технику синхронизации и анализ качества при различных видах интерференции.

Определённое число важных статей, которые были опубликованы в IEEE, также были перепечатаны в книге, выпущенной IEEE Press (Диксон, 1976; Кук и др., 1983).

В заключение, мы рекомендуем читателю, который желает глубже вникнуть в этот предмет, книгу Голомба (1967) как базовую ссылку по последовательностям сдвигового регистра.

задачи

13.1. Следуя процедуре, изложенной в примере 13.2.2, определите вероятность ошибки широкополосной ПП системы в присутствии гармонической помехи на несущей, если сигнальный импульс определяется так

16g, -

0<t<T.

13.2. Изображение на рис. Р. 13.2 иллюстрирует спектральные плотности мощности широкопо-юсного ПШ сигнала и узкополосной интерференции при не кодированной (тривиальный код с повторением) ци()ровой системы связи. Ссылаясь на рис. 13.2.6, который показывает демодулятор длл этого сигнала, нарисуйте (приближённо) спектральные .характеристики сигна.1а и интерференции после умножения г(1) на ВЫ.ХОДНОЙ сигнал ПШ генератора. Определите долю общей интерференции, которая имеется на вьгходе коррелятора, когда число ПШ чипов на бит равно L.

13.3. Рассмотрите каскадирование кода Рида-Соломона (31,3) (q = 32-ичный алфавит) как внешнего кода с двоичным кодом Адамара (16,5) как внутреннего кода в широкополосной ПП системе. Предположи гс. что осуществляется декодирование мягких решений по обоим кодам. Определите верхнюю (объединённую) фаницу для вероятности ошибки на бит, основываясь на минимальном расстоянии каскадного кода.

13.4. Код Адамара (и,Л) = (2", т+1) является низкоскоростныы кодо.м с = 2" . Определите

качество этого класса кодов для широкополосных ПП сигналов при двоичной ФМ и декодировании мягких либо жёстки.\ решений.

Эффект сжатия широкополосных сигналов в согласованном фильтре был впервые отмечен в 1956 г. Я Д. Ширманом [60]. Общие методы синтеза широкополосных сигналов разрабатывались, начиная с 1965 г.. Д.Е Вакманом (61, 62], Л.Е. Варакиным (63, 64] и М.Б. Свердликом [65] (прп).

Спектр сигнала

Снеюр интерференции

И,«И

Рис. Р13.2

13.5. Свёрточный код со скоростью 1/2 и d = 10 используется для кодирошния последоватсльнасти

лянны.\, возникающая со скоростью 1000 бит/с. Используется двоичная ФМ. Широкопо.10сная ПП последовательность имеет скорость образования чипов 10 МГц.

a) Определите выифьии кодирования.

b) Определите выифыш обработки.

c) Определите помехозащищённость, предполагая, что %/Jq=10.

13.6. 30 пользователей с равными мощностями сигналов занимают общий канал связи СДМА. Каждый пользователь передаёт информащоо со скоростью 10 кбит/с посредством широкополосной ПП системы и дво№шой ФМ. Определите минимальную скорость чипов для получения вероятности ошибки на бит 10. При расчёте можно игнорировать аддитивные шумы на приёме.

13.7. Система СДМА спроектирована на основе широкополосных ПП сигналов с выигрышем обработки 10U0 и с использованием двоичной ФМ. Определите число пользователей, если каждый пользователь имеет равную мощность и же.чательный уровень качества вероятность ошибки 10~. Повторите расчёт для случая, когда выифыш обработки изменится на 500.

13.8. Широкополосная ПП система передаёт со скоростью 1000 бит/с в присутствии гармонической поме.\и. Мощность поме.хи на 20 дБ больше, чем у полезного сигнала, и требуемое %/Jo для достижения нужного качества 10 дБ.

a) Определиге ширину спектра ПП сигнала, требуемую для обеспечения условий задачи.

b) Если помеха имеет вид ПВМС, определиге <<дежурный цикл», который даёт наибольшую вел№шт вероятности ошибки, и найдите величину этой вероятности.

13.9. Система СЩЛА состоит из 15 пользователей равной мощности, которые передают информацию со скоростью 10000 бит/с. Каждый использует широкополосный ПП сигнал и работает на скорости чипа 1 МГц. Модуляция - двоичная ФМ.

a) Определите % / Jq , где Jq-спектральная плотность мощности общей иигерференции.

b) Каков выифыш обработки?

c) Насколько надо увеличить выифыш обработки, чтобы позволить работать удвоенном}- числу пользователей без у.чудшения выходного ОСШ?

13.10. Широкополосный ПП сигнал с двоичной ФМ даёт вышрыш обработки 500. Какова помехозащищённость против гармонической помехи, если допустимая вероятность ошибки 10~ ?

13.11. Повторите задачу 13.10, если jammer является импульсным jammer с дежурным циклом 1 %.

13.12. Рассмофите широкополосный ПП сигнал

c(0=jc„p(t-nT,),

п=-<о

где б„- периодическая п/-последовательность с периодом Ы=\П, а /?(/)-прялюугольный импульс длигельности = 1мкс. Определите спекфальную плотность мощности сигнала c{t) .