Обгрунтування вибору сигналу для систем тропосферного зв`язку з кодо (стр. 2 из 4)

Через це співвідношення сигнал/шум на вході приймача буде визначатися виразом:

. ( 6)

Тому чим більше F/F_В, тим краща фільтрація ШПС вузькосмуговою системою зв’язку. Відповідно, чим більша база ШПС, тим краща ЕМС цих систем. Таким чином, системи ШПС володіють гарною ЕМС з системами радіозв’язку, радіомовлення та телебачення.

Із розглянутих основних властивостей ШПС слідує, що застосування ШПС в системах зв’язку забезпечує перешкодозахищеність відносно сильних перешкод, скритність адресність, працездатність в загальній смузі частот, боротьбу з багатопроменевістю, гарну ЕМС з багатьма радіотехнічними системами. Ці переваги отримуємо за рахунок використання ШПС з великими базами, що в свою чергу призводить до різкого ускладнення пристроїв формування та обробки, збільшенню їх маси, об’єму, споживаної потужності [2]. Але ці проблеми можна подолати при сучасній елементній базі, і через це ШПС зараз знаходять застосування в різних системах зв’язку.

2. Системи тропосферного зв’язку з кодовим розподілом каналів

З розвитком асинхронно-адресних систем зв’язку використання ШПС в системах масового тропосферного зв’язку стало можливим [3]. Основу для цього складає кодове розподілення абонентів за рахунок ШПС, які вдрізняються по формі. При великих базах можна побудувати велику кількість ШПС. Наприклад, нехай ШПС являє собою фазоманіпульований сигнал, який складється з радіоімпульсів, початкові фази яких дорівнюють 0 або π, а число їх рівне В (база сигналу). Можна побудувати множину сигналів (так званий повний код), число сигналів в якому рівне 2^В, а сигнали відрізняються між собою хоч одним імпульсом. Якщо В=100, то маємо 2¹⁰⁰≈10³⁰ різних сигналів. З такої кількості можна відібрати систему сигналів так, щоб кожному абоненту в системі зв’язку присвоїти свій власний сигнал. При цьому усі абоненти можуть працювати в загальній смузі частот, а розподіл їх можливий за рахунок різниці ШПС по формі. Такий розподіл абонентів називається кодовим. При цьому ШПС по суті є адресою абонента і в цьому випадку принципово немає необхідності часової синхронізації абонентів. Через це подібні системи зв’язку отримали назву асинхронно-адресних систем зв’язку. Їх робота базується на застосуванні ШПС і кодовому розподілі абонентів. В ААСЗ всі абоненти працюють в загальній смузі перешкодю через це при передачі інформації ШПС різні абоненти перекриваються по часу і по частоті і створюють взаємні перешкоди. Але при використанні ШПС з великими базами можливо звести рівень взаємних перешкод до необхідного, щоб забезпечити необхідну якість прийому інформації. Якщо припустити, що на вході одного з приймачів системи зв’язку діють L заважаючих ШПС з однаковими потужностями, то відношення сигнал/перешкода на виході приймача буде:

. ( 7)

Таким чином, збільшуючи базу ШПС, завжди можна досягти необхідної якості прийому інформації. Залежність бази сигналу від кількості абонентів при h²=const показано на рис. 5.

Рис. 5. Залежність бази сигналу від кількості абонентів

Через це в теперішній час надзвичайно актуальною залишається проблема систем ШПС. Системою сигналів називається множина сигналів, що визначаються одним алгоритмом побудови. Якщо число сигналів в системі рівне L, то L – називають об’ємом системи сигналів. Прийнято порівнювати об’єм системи сигналів L з базою ШПС В. Розрізняють:

- малі системи сигналів з L<<В;

- нормальні (ортогональні) системи з L≈В;

- великі системи сигналів з L>>В.

Більшість відомих систем сигналів являються малими чи нормальними [3]. Для сучасних систем зв’язку необхідно мати системи ШПС, об’єм яких експоненціально залежить від бази, тобто

, ( 7)

де с і γ – деякі константи.

Якщо такий закон реалізувати не можливо (таких систем на сьогодні немає), то необхідно реалізовувати великі системи, об’єм яких збільшується за степеневим законом:

, ( 8)

де с і n – постійні величини, при чому n>1.

Сигнали, що входять в систему повинні забезпечувати мінімально можливий рівень взаємних перешкод, який в основному визначається допустимим рівнем піків ВКФ.

, ( 10)

де α – пікфактор ВКФ, в загальному випадку залежить від В.

Чим менше α, тим кращі взаємокореляційні властивості. Через це зараз існує наступна не вирішена проблема – розробка алгоритмів побудови великих систем ФМ ШПС з високими кореляційними властивостями. Алгоритми побудови систем ФМ повинні бути детермінованими, оскільки сигнали повинні бути відомі в точці прийому.

3. Вибір сигналу для систем тропосферного зв’язку з кодовим розподілом каналів

Відома різноманітна кількість ШПС. Загальної термінології не існує, але ШПС можна розбити на частотно-модульовані (ЧМ) сигнали, багато-частотні (БЧ) сигнали, фазоманіпульовані (ФМ), сигнали з кодово-частотною модуляцією (КФМ), дискретні складні частотні сигнали (ДСЧ), складні сигнали з кодово-частотною модуляцією (СКЧМ) [3].

Іноді ФМ сигнали називають просто ШПС ДЧ сигнали зі «стрибаючою» частотою (ППРЧ).

Рис. 6,а. ЧМ сигнал та його частотно-часова площина

ЧМ сигнали є безперервними сигналами, частота яких змінюється по заданому закону. На рис. 6,а показано ЧМ сигнал, частота якого змінюється по V-подібному закону від f₀-F/2 до f₀+F/2, де f₀ – несуча частота сигналу, F – ширина спектру, яка дорівнює девіації частоти F=Δf, тривалість сигналу дорівнює Т. На рис. 6,а зображено частотно-часову площину, на якій штриховкою, приблизно зображено розподіл енергії ЧМ сигналу по частоті і по часу. База ЧМ сигналу по визначенню: B=FT=ΔfT.

ЧМ сигнали знайшли широке застосування в радіолокаційних системах, оскільки для конкретного ЧМ сигналу можна синтезувати узгоджений фільтр на приладах з поверхнево-акустичними хвилями. В системах зв’язку необхідно мати множину сигналів. При цьому необхідність швидкої зміни сигналів перемикань апаратури формування і обробки призводить до того, що закони зміни частоти стають дискретними [3].