Модуляция шумоподобного сигнала по форме

При модуляции ШС по форме (см. рис. 3.12) информационная двоичная последовательность разбивается на блоки длиной из к символов. Набору 2к, к = 1, 2, 3, ..., двоичных слов блока ставится в однозначное соответствие набор отличающихся по форме ШС. Правило отображения двоичных слов блока формам ШС образует модуляционный код ШС.

Модулируя амплитуду или знак (фазу) ШС информационной двоичной последовательностью, получают или АМ ШС, или ФМ ШС. Последний вид модуляции называется инверсией ШС.

На рис. 3.40 приведена схема модулятора АМ ШС. Генератор ШС выдает периодическую двоичную псевдослучайную видеопоследовательность и±{й), определяемую периодическим двоичным кодовым словом. Для иллюстрации работы схемы (рис. 3.41) это слово равно коду Баркера длиной в 7 символов: 1011000. Длительность импульса видеопоследовательности равна т(). Она меньше длительности т„ импульса информационной последовательности Ыу) в т„/т0 раз. Положение управляемого ключа определяется элементом информационной последовательности: если этот элемент равен 1, то ключ замкнут, а если равен 0, то разомкнут. Ширина спектра сигнала и2(0 на выходе ключа определяется длительностью т0 импульса видеопоследовательности. Если это прямоугольный импульс, то ширина спектра равна 1 /т0 Гц. Она в ти0 раз больше ширины спектра информационной двоичной последовательности.

База этого ШС

где N — период псевдослучайной последовательности. В рассматриваемом примере N=7.

Амплитудный модулятор шумоподобного сигнала

Рис. 3.40. Амплитудный модулятор шумоподобного сигнала:

1 — генератор ШС; 2 — управляемый ключ (первый АМ); 3 — второй АМ

Временные диаграммы, поясняющие работу амплитудного модулятора ШС

Рис. 3.41. Временные диаграммы, поясняющие работу амплитудного модулятора ШС

В некоторых случаях сигнал u2(t) непосредственно поступает в канал, а в других — преобразуется в радиосигнал w3(i) в амплитудном модуляторе. При этом ширина спектра и база удваиваются. На рис. 3.42, 3.43 приведены схема фазового модулятора ШС и временные диаграммы, поясняющие его работу.

Псевдослучайная последовательность с выхода генератора ШС поступает на управляемый переключатель и в зависимости от символа передаваемой информационной последовательности b(t)

Фазовый модулятор шумоподобного сигнала

Рис. 3.42. Фазовый модулятор шумоподобного сигнала:

1 — генератор ШС; 2 — управляемый переключатель (первый ФМ); 3 — второй ФМ

Диаграммы, поясняющие работу фазового модулятора ШС

Рис. 3.43. Диаграммы, поясняющие работу фазового модулятора ШС

(1 или 0) меняет свой знак на выходе управляемого переключателя. Так же как и при АМ, сигнал м2(0 или поступает в канал непосредственно, или преобразуется с помощью фазового модулятора в радиосигнал.

Ширина спектра сигнала на выходе переключателя определяется длительностью импульса и равна 1/т0 [Гц], если этот импульс имеет прямоугольную форму. Его база равна базе АМ ШС и определяется формулой (3.57). Ширина спектра и база радиосигнала в 2 раза больше.

На рис. 3.44 приведена структурная схема модулятора ШС по форме (& > 1).

Код из N слов называется симплексным, еслискалярное произведение любой пары слов этого кода равно -? , если N — четное;, если 77 — нечетное. Поясним работу модулятора ШС по

форме на примере симплексного кода длиной 7 символов. Для выбранного кода скалярное произведение равно -1/7.

В табл. 3.3 приведены кодовые слова симплексного кода, а также двоичные слова (длиной 2) с выхода источника дискретных сообщений. Каждому двоичному слову блока соответствует кодовое слово симплексного кода, определяющее форму шумоподобпого сигнала.

Таблица 33

Кодовые слова, определяющие ШС

Двоичный код

Номер символа симплексного кода

1

2

3

4

5

6

7

00

1

1

1

-1

-1

1

-1

01

-1

1

1

1

-1

-1

1

10

1

-1

1

1

1

-1

-1

11

-1

1

-1

1

1

1

-1

Положение управляемого переключателя па рис. 3.44 определяется двоичным словом с выхода источника дискретного сообщения. Например, если слово равно 00, то выход управляемого переключателя соединен с выходом генератора 2, генерирующего ШС па основе слова симплексного кода первой строки табл. 3.3, а если число равно 01, то выход управляемого переключателя соединен с выходом генератора 3, генерирующего ШС на основе слова второй строки, и т.д.

Генератор синхросигналов поддерживает синхронизацию и позволяет обеспечить временные соотношения между сигналами с выходов генераторов ШС и сигналом на выходе источника сообщений. За время передачи одного блока в канал поступает один период ШС. Следовательно,

где к — длина блока; ти — длительность информационного символа; 77 — период псевдослучайной последовательности; т0 — длительность символа псевдослучайной последовательности.

Модулятор шумоподобного сигнала по форме

Рис. 3.44. Модулятор шумоподобного сигнала по форме:

  • 1 — генератор синхросигналов; 2, 3,4 — соответственно первый, второй и 2кгенераторы шумоподобных сигналов; 5 — источник дискретных сообщений;
  • 6 — управляемый переключатель; 7 — фазовый модулятор

Ширина спектра сигнала на выходе переключателя равна 1 До = = Л//(&ти), т.е. в И/к раз больше ширины спектра двоичной информационной последовательности и меньше ширины спектра сигналов на выходах модуляторов АМ и ФМ ШС в к раз.

Модулированный сигнал с выхода переключателя поступает в канал или непосредственно, или преобразуется, например, с помощью фазового модулятора (см. рис. 3.44).

Скорость передачи информации определяется длительностью информационного символа и для всех рассматриваемых модуляций является одинаковой:

Если ширина спектра модулированных сигналов для всех модуляций выбрана одинаковой, то модуляция по форме позволяет получить выигрыш в скорости передачи по сравнению с АМ ШС и ФМ ШС в о = к раз. Убедимся в этом.

При амплитудной и фазовой модуляции ШС один период псевдослучайной последовательности равен длительности одного

157

информационного символа ти1. При модуляции ШС по форме тот же период равен длине блока &ти2. Приравнивая длительности символа и блока, получим

Из полученного равенства найдем скорость передачи для случая модуляции ШС по форме

где — скорость передачи при АМ или ФМ ШС.

Рассмотрим узкополосную радиосистему передачи информации и радиосистему передачи информации с ШС, которые работают на одной и той же несущей частоте в заданном частотном диапазоне.

На рис. 3.45 приведены спектры узкополосного сигнала 1 и широкополосного ШС: сигналов 2 и 3. Сигналы имеют одинаковые энергии, а их базы определяются неравенствами В < Б2 < В3. При приеме узкополосного сигнала 1 в полосе А/ шумоподобные сигналы 2, 3 создают помеху тем большей мощности, чем меньше их база. С увеличением этой базы интенсивность спектральных компонент сигнала 3 в полосе А/ уменьшается, так как его энергия остается постоянной, а спектральные компоненты ШС распределяются в большем диапазоне. При дальнейшем увеличении базы ШС его спектральные компоненты могут измениться настолько, что их интенсивность будет намного меньше флуктуационного шума входных цепей приемника, осуществляющего прием сигнала 1.

Спектры сигналов

Рис. 3.45. Спектры сигналов

158

Помеха, создаваемая ШС, становится пренебрежимо малой. Этот пример показывает возможность совмещения в одном и том же частотном диапазоне как обычных систем, так и систем с ШС. Кроме того, в системах с ШС обеспечивается скрытность передачи, если код, определяющий форму ШС, известен только своему корреспонденту, а база ШС выбрана такой величины, при которой уровень полезного сигнала меньше уровня флуктуационного шума, возникающего во входных цепях приемника.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >