Зміст (стр. 5 )

 

Тут Tf – тривалість передачі даних на одній частоті, τc – тривалість символу інформаційної послідовності.

Для передачі FH – сигналу резервується певна кількість каналів. Як правило, використовують 2k несущих частот, які складають 2k каналів. Відстань між несущими частотами (а отже, ширина кожного каналу) звичайно дорівнює ширині смуги вхідного сигналу. При передачі кожний канал використовується на протязі фіксованого інтервалу часу (наприклад, в стандарті ІЕЕЕ 802.11, цей інтервал дорівнює 300 мс). На протязі такого інтервалу проводиться передача деякої кількості закодованих певним способом бітів (можливо, частини бітів). Послідовність використання каналів задається кодом розширення, і тому що приймач і передавач використовують один і той же код, переходи між каналами виконуються синхронно.

При передачі двоїчні дані подаються на модулятор, що працює з використанням визначеного методу цифро-аналогового кодування, наприклад частотної маніпуляції (frequency-shift keying – FSK) або ж двоїчної фазової маніпуляції (binary phase shift keying – BPSK).

Отриманий сигнал центрований на деякій базовій частоті. Зображений далі генератор псевдовипадкових чисел застосовується для отримання індексів таблиці використовуваних частот. Саме псевдовипадкова послідовність є згадуваною раніше кодом розширення. Кожні k біт на виході генератора визначають одну з 2k несучих частот. Для кожного з послідуючих інтервалів часу (якому відповідає k біт псевдовипадкового коду) вибирається нова несуча частота. Ця частота модулюється сигналом вихідного модулятора. Форма одержаного сигналу не зміниться, однак він буде центрований на вибраній частоті. Приймач демодулює отриманий сигнал розширеного спектру за допомогою тієї ж послідовності частот (заснованої на псевдовипадковому коді), що використовувалась при модуляції. Для отримання вихідних даних отриманий сигнал ще раз демодулюється. В схемі на рис.2 показано перемноження двох сигналів.

З технологією FHSS часто використовується багато частотна маніпуляція (multiple frequency shift keying – MFSK). Схема MFSK передбачає використання M = 2L різних частот для кодування вхідного цифрового сигналу по L біт за такт. Переданий сигнал описується наступною функцією:

Si(t) = a cos 2πfit, 1 ≤ i ≤ M.

Де

fi = fc + (2i – 1 – M)fd;

fc – частота несучої;

fd – різницева частота;

M – кількість різних сигнальних посилок, M = 2L;

L – число бітів на сигнальну посилку.

В схемі FHSS частота сигналу MFSK змінюється з періодичністю Tc секунд. Перебудова частоти відбувається шляхом модулювання сигналу MFSK несучої FHSS. В результаті сигнал MFSK передається по відповідному каналу FHSS. При швидкості передачі даних R час передачі одного біта складає T = 1/R секунд. Час, який необхідний для передачі сигнальної посилки, дорівнює Ts = LT. Якщо Tc більше або дорівнює Ts, модуляцію з розширенням спектру прийнято називати розширенням спектру з повільною стрибкоподібною перебудовою частоти, в противному випадку кажуть про швидку перебудову частоти.

Підсумуємо:

- розширення спектру з повільною перебудовою частоти - Tc ≥ Ts;

- розширення спектру з швидкою перебудовою частоти – Tc < Ts.

Аналіз продуктивності

Як правило, FHSS передбачає використання великого числа частот. Отже, Ws - повна ширина смуги частот FHSS сигналу набагато більше Wd-повної смуги частот MFSK сигналу. Одною з переваг такого підходу є велика стійкість системи з великим значенням k до впливу навмисних перешкод.

Припустимо, наприклад, якщо мається передавач MFSK з шириною полоси Wd і джерело навмисних перешкод з полосою такої ж ширини і фіксованою потужністю Sj на несучій частоті. Тоді відношення енергії сигналу на біт до щільності енергії шуму на герц записується в наступному виді:

При використанні стрибкоподібної перестройки частоти генератор навмисних перешкод змушений буде створювати шум на всіх 2k частотах. Оскільки потужність генератора перешкод фіксована, потужність шуму на кожній із частот буде дорівнювати S/2k, то відношення потужності сигналу до потужності шуму зросте на величину, яка іменується коефіцієнтом розширення спектру:

Gp = 2k = .

Розширення спектру методом прямої послідовності (DSSS)

В даних сигналах при передачі кожному початковому біту ставиться у відповідність декілька бітів коду розширення. Ступінь розширення спектру прямо пропорційна кількості бітів коду розширення. Тобто 10-бітовий код розширює смугу частот сигналу в 10 разів більше, ніж 1-бітовий код. Інакше кажучи, спектр розширяється в стільки разів, в скільки тривалість елементарного символу ГПВЧ τо менше тривалості символу початкових даних:

Tс : В = Tс / τо .

Один з методів застосування DSSS – комбінування цифрового інформаційного потоку і бітової послідовності коду розширення з використанням „виключаючого АБО”. Ця операція виконується згідно наступним правилам:

0 0 = 0 , 0 1 = 1, 1 0 = 1, 1

Блок-схему передавальної частини системи DSSS можна представити таким чином:

 

Аналіз продуктивності

Розширення спектру при використанні схеми DSSS визначається досить просто. Якщо ширина смуги одного біта інформаційного сигналу дорівнює Т, що відповідає швидкості передачі даних 1/Т. Отже, в залежності від кодування ширина спектру сигналу буде становити порядку 2/Т. Подібним образом, спектр псевдовипадкового сигналу дорівнює 2/Тс. Ступінь розширення спектру напряму залежить від швидкості передачі псевдовипадкової послідовності.

Л 5 Тема 1/5: Електромагнітна сумісність радіоелектронних засобів(РЕЗ)

Причини і шляхи виявлення електромагнітних завад. Завади штучного походження. Завади природного походження.

ЕМС- це здатність РЕЗ і РВП одночасно функціонувати з обумовленою якістю в реальних умовах експлуатації з урахуванням впливу на них ненавмисних радіозавад без створення недопустимих радіозавад іншим РЕЗ і РВП, а сукупність електромагнітних полів у певній частині простору, смуги частот та інтервалу часу, що впливають на якість функціонування РЕЗ і РВП, становлять собою електромагнітну обстановку в цій області.

1. Причини і шляхи виникнення електромагнітних завад

Електромагнітні випромінювання будь-якого радіопередавача зосереджені як у смузі його робочої частоти (основне випромінювання), так і за межами цієї смуги (неосновне випромінювання). І основне, і неосновне випромінювання при використанні, наприклад, направлених антен можуть поширюватися як у головній пелюстці діаграми направленості, так у бокових, і в задній. Не зважаючи на те, що підсилення сучасних направлених антен по головній пелюстці досягає 50 дБ, рівні задньої та бокових пелюсток їх діаграми направленості залишаються досить високими (від мінус 20 до мінус 40 дБ), внаслідок чого, наприклад, потужні радіолокаційні станції можуть випромінювати по задній та бокових пелюстках потужності, що сягають 1 кВт і більше. Причому, і в головній, і в бокових пелюстках випромінюються електромагнітні хвилі як з робочою поляризацією, так і з поляризацією, параметри якої відмінні від робочої. В зв'язку з цим у приймальній антені і в трактах радіоприймального пристрою (РПП) для виділення електромагнітних коливань робочого радіоканалу необхідно застосовувати різні типи селекції -частотну, просторову, поляризаційну тощо.

Умовний розподіл випромінюваної та синтез прийнятої потужності по частотних і просторових каналах та по поляризації наведений на рис. 1. Ліві гілки верхньої діаграми, що зображені у виді прямокутників, характеризують потужність, направлену відповідно в робочу смугу частот та в головну пелюстку діаграми направленості антени і випромінювану у виді електромагнітних хвиль з робочою поляризацією. Праві гілки відповідають випромінюванням неосновних каналів. Канали приймання сигналів, із відповідними типами селекції, зображені у виді аналогічної нижньої діаграми синтезу потужності. Канали, по яких випромінюється й приймається сигнал із необхідною поляризацією в заданій смузі частот у секторі головної пелюстки діаграми направленості антени, заштриховані, всі інші канали (не заштриховані) характеризують неосновне випромінювання передавача. Нижня частина діаграми пояснює появу побічних каналів прийому, спричинених недостатньою селекцією сигналів, що приймаються. Так, внаслідок недостатньої поляризаційної селекції, разом із прийманням електромагнітних хвиль з робочими параметрами поляризації (ліві гілки діаграми), приймаються і хвилі з параметрами поляризації, відмінними від робочих (праві гілки). Приймання сигналів головною пелюсткою діаграми направленості антени показане лівими гілками просторової селекції. Приймання задньою й боковими пелюстками - правими. Аналогічне позначення каналів і при частотній селекції. Кількість видів селекції може бути збільшене так само, як і при розподілі випромінюваної потужності по каналах, при цьому, застосування селекції по будь-якій новій ознаці веде до збільшення кількості каналів приймання у два рази. Так само, як і у верхній частині діаграми, штрихуванням відзначений канал прийому корисного сигналу, не заштриховані канали прийому - неосновні.