|
Передача информации с высокой достоверностью в каналах с ионосфер-ными отражениями радиоволн, с отражениями от земли, гидроакустических кана-лах обычными методами электросвязи практически невозможна по причине при-сущего этим каналам явления многолучевости. В этих каналах сигналы в место приема приходят различными путями, в результате чего на входе приемника име-ется множество сигналов сдвинутых во времени и имеющих различные амплиту-ды и фазы, причем временные сдвиги, амплитуды и фазы являются случайными процессами [4, 6].
Для передачи информации в таких каналах используются сигналы, полу-чившие названия сложных, широкополосных, шумоподобных. Отличительной особенностью этих сигналов является то, что их функция автокорреляции при-ближается к виду дельта-функции Дирака: узкий центральный пик и низкий уро-вень боковых пиков [2, 3, 7]. Применение корреляционных методов приема таких сигналов позволяет разделять лучи в точке приема.
Среди обширного множества сложных сигналов особое место занимают сигналы, полученные путем балансной модуляцией высокочастотного гармониче-ского колебания модулирующей функцией в виде М-последовательности [2, 7]. Особое место этих последовательностей среди множества сложных сигналов обу-словлено тем, что они являются периодическими с периодом из N элементов, бо-ковые пики периодической автокорреляционной функции равны –1/N, боковые пики апериодической корреляционной функции имеют уровень близкий к значе-нию 1/vN. Элементы, образующие М-последовательность, распределены на пе-риоде равновероятно, вследствие этого М-последовательности часто называют псевдослучайными или псевдошумовыми.
Элементами М-последовательности являются числа 0, 1, 2, …, p – 1 вы-бранной системы счисления по модулю числа p (р – простое число). При р = 2 элементами являются числа 0, 1 и балансная модуляция сводится к манипуляции фазы гармонического колебания на 0, ? [2].
Необходимым условием работы системы связи с использованием сложных сигналов является существование общего для передатчика и приемника отсчета времени, т.е. система связи должна быть синхронной [5].
Одним из методов достижения синхронизации является применение в сис-теме связи специального сигнала синхронизации (синхросигнала), который пере-дается одновременно с информационным сигналом. Применение синхросигнала позволяет решать задачу синхронизации, а также оценивать импульсную характе-ристику многолучевого канала. Это позволяет складывать лучи в точке приема и, в конечном итоге, повысить достоверность приема информации [5].
Одновременная передача синхросигнала с информационным сигналом приводит к взаимному мешающему воздействию:
а) синхросигнала на работу канала приема информации;
б) информационного сигнала на работу канала синхронизации.
Очевидно, что уровень мешающего воздействия будет зависеть от свойств функции взаимной корреляционной синхросигнала и информационного сигнала. В свою очередь, свойства функции взаимной корреляции указанных сигналов за-висят от вида последовательностей, выбранных в качестве синхронизирующей и информационной и способа формирования передаваемого по каналу связи груп-пового сигнала, являющегося смесью синхросигнала и информационного сигна-лов.
Действительно, если Mh(t), Mv(t) – соответственно, синхронизирующая и информационная последовательности, то при балансной модуляции возможны два способа получения группового сигнала:
S(t) = [Mh(t) + Mv(t)]•sin?t
Z(t) = Mh(t)•sin?t + Mv(t)•cos?t
где ? – круговая частота, рад/c,
t – время, с.
Первое уравнение описывает обычную балансную модуляцию гармониче-ского колебания модулирующей функцией в виде суммы исходных последова-тельностей. Второе уравнение описывает квадратурную балансную модуляцию. В приемной части системы связи канал синхронизации представляет коррелятор, настроенный на прием последовательности Mh(t), канал приема информации представляет коррелятор, настроенный на прием последовательности Mv(t). Сле-довательно, структуры приемников при балансной модуляции и квадратурной ба-лансной модуляции тождественны, но не тождественны групповые сигналы в этих системах связи. Поэтому мешающие воздействия в каналах синхронизации и приема информации при прочих равных условиях зависят и от вида модуляции.
В работах, посвященных анализу свойств М-последовательностей, приво-дятся статистические свойства их функций взаимной корреляции: математическое ожидание модуля боковых пиков, их дисперсии, и т.п. [7]. Эти характеристики получены собственно для последовательностей, но не сигналов на их основе. Во-просы о наилучших (наихудших) парах М-последовательностей, используемых в качестве синхросигнала и информационного, виде модуляции, уровне мешающих воздействий в каналах синхронизации и приема информации остаются открыты-ми при разработке систем связи. Произвольный выбор пар последовательностей, вида модуляции может привести к увеличению помех в канале синхронизации, которые могут быть интерпретированы как дополнительные лучи и привести к неправильной работе всей системы связи.
Очевидно, что проблема анализа систем передачи информации, на основе М-последовательностей при балансной и квадратурной балансной модуляции яв-ляется актуальной, но в силу математической сложности не может быть полно-стью выполнена в аналитическом виде, пригодном для практического применения при проектировании таких систем. Эти характеристики могут быть получены численными расчетами на ЭВМ.
Вычислительные возможности современных персональных компьютеров позволяют выполнить необходимые расчеты характеристик системы связи с М-последовательностями длиной не менее N = 4096 элементов, что вполне доста-точно для современных практических приложений.
Целью работы является разработка для персонального компьютера про-граммного комплекса формирования двоичных М-последовательностей и анализа систем передачи информации на основе этих последовательностей при балансной и квадратурной балансной модуляции.
Полученные численные значения характеристик могут быть использованы для практической разработки систем передачи информации в многолучевых кана-лах связи.
|
На уровень вверх
Купить