Студопедия

КАТЕГОРИИ:


Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748)

Оптимизация использования частотного диапазона и обработки сигналов в сотовой связи. 2 страница




В основе множественного доступа с кодовым разделением (МДКР или CDMA) лежит ориентация на широкополос­ную (spread spectrum) идеологию построения систем передачи информации, предусматривающую сознательное и многократное расширение полосы передаваемого сообщения по сравнению с той, которая характерна для традиционных узкополосных сис­тем. Искусственное расширение спектра в подобных системах, как правило, реализуется одним из двух основных способов:

• прямое расширение - direct sequence spread spectrum (DSSS);

• скачкообразное изменение несущей частоты – frequency hop spread spectrum (FHSS).

В первом варианте информационное сообщение манипули­рует псевдослучайную последовательность (ПСП), состоящую из элементов (чипов) длительности Тс, причем длительность чипа многократно (в N-раз) меньше длительности Tб передаваемого информационного бита ипи символа (посылки): T6=NTc, N >> 1.

Величина N непосредственно характеризует степень рас­ширения полосы по сравнению с полосой первичного сообщения и потому называется коэффициентом расширения спектра (в анг­лоязычных текстах spreading factor или processing gain).

Упомянутая манипуляция ПСП c(t) передаваемым потоком данных D(t) обычно реализуется их простым перемножением (см. рис. 5.12, а). Диаграммы рис. 5.12, 6-г иллюстрируют содержа­ние процедуры прямого расширения для примера двоичной пе-

редачи и бинарной ПСП. На рис. 5.12, в показана периодическая бинарная ПСП, чей период, содержащий N = 8 чипов, совпадает с длительностью одной посылки сообщения (в общем случае пе­риод ПСП может быть произвольным, в частности, значительно большим длительности информационной посылки; более того, ПСП вообще может быть апериодической). Результат прямого расширения очевиден (рис. 3.12, г): если информационная посыл­ка несет нулевой бит (положительная полярность D(t), рис. 5.12, б), на выходе перемножителя присутствует первона­чальная версия ПСП. При передаче посылкой значения 1 текуще­го бита полярность ПСП меняется на противоположную. Сигнал после перемножителя подается на стандартный модулятор несущей (БФМ, КФМ и т.д.).

Как можно видеть, процедура прямого расширения спектра не ухудшает помехоустойчивости двоичной передачи в гауссовском канале, оставляя противоположными сигналы, отвечающие значениям 0 и 1 передаваемого бита.

При использовании второго способа расширения спектра каждый символ информационного сообщения должен переда­ваться с помощью набора дискретных частот, задаваемого опре­деленной последовательностью. Подробное описание FHSS тех­нологии расширения спектра можно найти в литературе.

В существующих и разрабатываемых на перспективу сис­темах сотовой связи преимущественно применяется прямое рас­ширение спектра, реализуемое либо в синхронном, либо в асин­хронном варианте. Различия этих двух модификаций DSSS весь­ма значительны. Первая может быть применена тогда, когда есть возможность синхронизировать между собой все индивидуаль­ные адресные последовательности (сигнатуры), присвоенные отдельным абонентам так, чтобы на приемной стороне сигналы разных абонентов не имели взаимных временных сдвигов. По­добная ситуация характерна для линии "вниз" ССМС (от БС к МС), поскольку сигналы БС, посланные разным МС строго од­новременно, приходят на отдельную МС по одной и той же трас­се, т.е. без взаимных задержек.

В линии "вверх" обеспечение синхронизма сигналов разных МС, принимаемых БС, хотя и не отрицается теоретически, довольно затруднительно и не всегда технологически оправданно из-за случайного расположения МС относительно БС в пределах соты и, следовательно, случайных взаимных задержек сигналов. Для подобных ситуаций характерно применение асинхронной версии DSSS, не предполагающей взаимной временной привязки сигнатур индивидуальных абонентов.

Преимущества CDMA по отношению к FDMA и TDMA можно условно разбить на две группы. Первую из них составляют те, которые отличают любые широкополосные (spread spectrum) сис­темы: высокая помехоустойчивость к сосредоточенным и широ­кополосным помехам (в том числе преднамеренным), возмож­ность эффективной работы в условиях многолучевого распро­странения, широкий диапазон доступных мер криптозащиты, вы­сокая точность измерения частотно-временных параметров, хо­рошая электромагнитная совместимость с системами радиосвязи и вещания и др. Вторая группа непосредственно связана с аспек­тами множественного доступа: ббльшая абонентская емкость на соту (сектор), "мягкий" характер снижения качества связи при возрастании интенсивности трафика, простота реализации режи­ма "мягкой" эстафетной передачи.

Рассмотрим подробнее вопрос об оценке возможного числа пользователей в системах с кодовым разделением.

Оценка числа пользователей на соту

Синхронный вариант CDMA с использованием ортогональ­ных сигналов, разумеется, не может иметь каких-либо принципи­альных преимуществ по сравнению с FDMA и TDMA в макси­мальном числе пользователей, поскольку последнее есть попро­сту число ортогональных сигналов, лимитируемое только раз­мерностью сигнального пространства, т.е. частотно-временным ресурсом (Δр,Тр). Способ построения ортогонального семейства

(разнесение по частоте, времени или соответствующее кодиро­вание) не влияет на количество сигналов в семействе.

Асинхронный же вариант CDMA (как и синхронный при чис­ле абонентов, превышающем возможное число ортогональных сигналов) позволяет более гибко, чем FDMA и TDMA, эксплуати­ровать эффекты пространственного затухания радиоволн для повторного использования ресурса в системах с сотовой топологией.

При корреляционной обработке отношение "сигнал - сово­купная помеха" на выходе приемника системы с кодовым разде­лением может быть записано в виде

,

где NΣ и Nо - соответственно спектральные плотности мощности внутрисистемных помех и белого шума; Eб=PRT6 - энергия, приходящаяся на один бит информационного сообщения; PR - мощность абонентского сигнала на приемной стороне. С учетом обязательного в асинхронных системах с CDMA вырав­нивания мощностей абонентских сигналов на входе приемника спектральная плотность внутрисистемных помех, создаваемых К -1 посторонними пользователями, может быть оценена как

.

Данная оценка опирается на аппроксимацию взаимной по­мехи случайным шумом со средней мощностью (К -1)PR, равной сумме мощностей всех сторонних сигналов. Полагая внутрисис­темную помеху преобладающей над тепловым шумом (Nz >> N 0),из (5.2) получаем q ≈ Δfp/(KRt), откуда оценка предельного числа пользователей

.

Как можно видеть, при q не ниже 5...8 дБ (уровень превы­шения полезным сигналом помехи, достаточный для достижения вероятности ошибки на символ в пределах тысячных долей) мак­симальное число абонентов, обеспечиваемое рамками CDMA, заметно меньше, чем при использовании FDMA и TDMA. Учтем теперь, что в форматах FDMA и TDMA запрет на по­вторное использование каналов в примыкающих сотах вынуждает дробить ресурс между ячейками одного и того же кластера. Следствием этого является уменьшение числа абонентов на соту в пс раз, где пс - количество ячеек в кластере. Так, при весьма типичном 7-элементном кластере (см. рис. 2.3, 6) удель­ное число абонентов на соту составит

. (3.1)

В то же время при технологии CDMA можно пойти на повторное использование всего доступного ресурса в соседних сотах, пла­той за что окажется увеличение уровня внутрисистемных помех, создаваемых теперь не только сигналами своих (обслуживаемых данной ячейкой) абонентов, но и сигналами абонентов "чужих" БС. При этом вклад "просачивания" из соседних ячеек в суммар­ную взаимную помеху может оказаться заметно слабее состав­ляющей, обусловленной "своими" (а значит, более близкими к БС) абонентами, за счет крутого спада принимаемой мощности в зависимости от расстояния (обратно пропорционально пример­но четвертой степени расстояния для зон плотной городской за­стройки или густой растительности). По оценкам мно­гих источников "соседние" ячейки увеличивают общий уровень взаимной помехи примерно в 1,5 раза. Отсюда сотовая емкость CDMA системы может быть оценена как , что

при q ≈ 2,5 (8 дБ) дает

.

Из этих отношений следует, что CDMA обладает почти двукратным выигрышем по этому показателю по отношению к FDMA и TDMA.

В том же направлении действует и учет фактора речевой активности пользователя. Дело в том, что в обычном телефонном разговоре каждый из участников тратит определенную часть вре­мени на паузы, выслушивая собеседника и осмысливая содержа­ние диалога. Фактор речевой активности ар численно задает до­лю именно речевой фазы одного участника в общей продолжи­тельности соединения. Стандарт GSM уже определенным обра- зом эксплуатирует рассматриваемый фактор, однако исключи­тельно в целях энергосбережения, но не увеличения абонентской емкости. Хотя теоретически такая возможность не исключается, на деле мгновенная передача освобождающегося в паузе физи­ческого частотного или временного канала другому абоненту с последующим возвратом вряд ли заслуживает реализации в силу резкого усложнения протоколов и невозможности согласо­вания пауз в разговорах индивидуальных абонентов. В рамках же CDMA высвобождение ресурса в паузах разговора автоматически снижает уровень взаимной помехи и тем самым способствует увеличению емкости системы.

В первом приближении можно учесть фактор ар, заменив спектральную плотность мощности внутрисистемной помехи зна­чением, усредненным по всей продолжительности разговора N'Σ= apNΣ. Тогда с учетом (3.1) оценка числа абонентов на соту примет вид

.

При типичном значении фактора речевой активности ар = 3/8

,

что в сравнении с (3.1) означает более чем четырехкратный вы­игрыш в абонентской емкости по сравнению с FDMA и TDMA технологиями.

В некоторых источниках приводятся еще более впечат­ляющие цифры, подтверждающие достоинства CDMA. Обычно они базируются на предположении о секторизации соты, естест­венно увеличивающей сотовую емкость в число раз, соответст­вующее количеству секторов. Не следует забывать, однако, что выигрыш за счет секторизации реализуем в рамках всех тех­нологий множественного доступа и поэтому должен исключаться при корректном их сопоставлении.

Отметим, что полученные выше оценки являются всего лишь первичными ориентирами, поскольку опираются на много­численные приближения и допущения. Реальное проектирование CDMA-систем должно опираться на более глубокий анализ, с необходимостью сопровождаемый всесторонним моделирова­нием и полевыми испытаниями.

3.6.Организация физических и логических каналов; типы логических каналов; структура логических каналов связи и управления; организация физических каналов.

Кроме собственно информации речи по каналу связи должна передаваться так называемая сигнальная (signalling) информация, включающая информацию управления и информацию контроля состояния аппаратуры. Ниже под сигналь­ной информацией будем понимать управляющую информацию. Каналы связи в стандарте GSM можно разделить на (рис. 3.13): частотные; физические; логические каналы.

Рис. 3.13. Частотные, физические и логические каналы в стандарте GSM

Частотный канал — это полоса частот, отводимая для передачи информации по одному ка­налу связи.

При использовании метода TDMA, в одном частотном канале размещается 8 каналов связи, то есть 8 физических каналов.

Это не противоречит приведенному определению частотного канала.

Один частотный канал занимает полосу Δf = 200 кГц, так что всего в полном диапазоне с учетом защитных полос размещается (45/0,2- 1) = 124 частотных канала.

Центральная частота канала (в МГц) связана с его номером N отношениями:

- канал MS => BSS: f1 = 890,200 + 0,200· N, где 1 < N < 124;

- канал BSS => MS: f 2 = 935,200 + 0,200· N, где 1 < N <124.

Отметим, что один частотный канал, строго говоря, занимает две полосы Δf = 200 кГц, одну под канал MS =>BSS, а другую — под канал связи BSS=>MS.

При использовании режима работы со скачками по частоте SFH для передачи информа­ции одной и той же группы физических каналов последовательно во времени используются различные частотные каналы.

Физический канал в системе TDMA — это временной слот с определенным номером в по­следовательности кадров радиоинтерфейса.

В стандарте GSM передается информация 8 физических каналов при полноскоростном кодировании, но при полускоростном кодировании один физический канал содержит два канала трафика, информация которых передается по очереди, через кадр, то есть при этом реализуется временное уплотнения каналов в 8 раз при полноскоростном кодировании и в 16 раз — при полускоростном.

В этом и состоит одно из основных преимуществ цифрового поколения сотовой мо­бильной связи по сравнению с аналоговым.

Итак, физический канал образуется путем комбинирования временного и частотного разделения сигналов и определяется как последовательность радиочастотных каналов (с возможностью скачков по частоте) и временных интервалов кадров TDMA.

Каждая несущая содержит 8 физических каналов, размещенных в 8-ми временных ин­тервалах в пределах кадра TDMA. Каждый физический канал использует один и тот же вре­менной интервал в каждом кадре TDMA.

До формирования физического канала сообщения (речевой сигнал) и данные, представ­ленные в цифровом виде, группируются и объединяются в логические каналы.

Логические каналы различаются по виду информации, передаваемой в физическом канале. В принципе, в физическом канале может быть реализован один из двух видов логических каналов:

- трафика (канал связи) — для передачи кодированной речи и данных;

- управления (signalling) — для передачи сигналов управления и сигнализации, каждый из них, в свою очередь, может в общем случае существовать в одном из нескольких вариантов (типов).

Структура логических каналов стандарта GSM в упрощенном виде приведена в табл. 3.1. Рассмотрим последовательно виды логических каналов и типы каналов в пределах вида.

Таблица 3.1.Виды логических каналов и типы каналов

Виды логических каналов Типы каналов в пределах видов

Каналы трафика TCH TCH/FS FCH/HS________

ВССН: FCCH, SCH

Каналы управления ССН СССН: РСН, RACH, ASCH, SDCCH
АССН: FACCH, SACCH

1. Каналы трафика TCH (Traffic CHannel) делятся на:

- полноскоростные TCH/FS (Full Speech);

- полускоростные TCH/HS (Half Speech), по виду передачи речевых сигналов (speech).

канал передачи речевых сигналов с полной скоростью TCH/FS — 22,8 кбит/с, по­лускоростной TCH/HS —11,4 кбит/с.

2. Каналы управления ССН (Control CHannel) делятся на 4 типа:

- вещательные каналы управления ВССН (Broadcast Control CHannel);

- общие каналы управления СССН (Common Control CHannel);

- выделенные закрепленные каналы управления SDCCH (Standalone Dedicated Control CHannet);

- совмещенные каналы управления АССН (Associated Control CHannet).

Каналы ВССН предназначены для передачи информации от BSS и MS в вещательном режиме, то есть без адресации к какой-либо конкретной MS. В число вещательных каналов управления ВССН входят:

- канал коррекции частоты FCCH (Frequency Correction CHannel), необходимый для подстройки частоты мобильной станции MS под частоту базовой BTS;

- канал синхронизации SCH (Synchronization CHannel), используемый для кадровой синхронизации мобильных станций MS, а также канал общей информации, не имею­щий отдельного названия.

Общие каналы управления СССН включают:

- канал вызова РСН (Paging CHannel), используемый для вызова мобильной станции MS;

- канал разрешения доступа AGCH (Access Grant CHannel), необходимый для назначе­ния закрепленного канала управления, информация которого также передается от ба­зовой станции на мобильную MS;

- канал случайного доступа RACH (Random Access CHannet), служащий для выхода с мобильной станции MS на базовую BTS с запросом о назначении выделенного канала
управления. При передаче информации по каналам СССН прием информации не со­
провождается подтверждением.

Выделенные закрепленные каналы управления SDCCH (используемые в двух вариан­тах, не отраженных в табл. 3.1) являются автономными каналами управления для передачи информации с BSS на MS и в обратном направлении.

Совмещенные каналы управления АССН, также используемые для передачи информа­ции в обоих направлениях (MS<»BSS) и имеющие несколько вариантов (не отраженных в табл. 3.1), включают:

- медленный совмещенный канал управления SACCH (Slow Associated Control CHan­nel), который используется в прямом канале (BSS=>MS) для передачи команды на установку выходного уровня мощности передатчика мобильной станции MS, а в обрат­ном (MS=>BSS) — для передачи данных об уровне установленной мощности. Канал SACCH объединяется с каналом трафика (кадр 13 из мультикадра канала трафика) или с каналом SDCCH);

- быстрый совмещенный канал управления FACCH (Fast Associated Control CHannet), который используется для передачи команд при переходе мобильной станции из соты в соту, то есть при эстафетной передаче. Канал FACCH совмещается с каналом тра­фика, заменяя в соответствующем слоте информацию речи, причем эта замена поме­чается скрытым флажком

3.7.Основные принципы компенсации искажений сигналов; разнесенный прием.

При анализе и расчете зон действия БС и решении ряда других задач существенную роль играет учет особенностей распространения радиоволн УКВ- и СВЧ-диапазонов в городских и пригородных условиях. К ним относятся, прежде всего, многолучевое

распространение, вызываемое случайными и многократными отражениями от зданий и других объектов городской застройки, а также рассеиванием радиоволн этими объектами. В результате суммирования различных лучей на приемной стороне радиолинии возникают случайные амплитудные и фазовые флуктуации, вызывающие явления замирания сигнала. Распределение огибающей такого сигнала подчиняется закону Рэлея, а величина замираний относительно среднего уровня составляет > 40 Дб.

Одним из основных путей борьбы с замиранием является использование методов разнесенного приема. Эти методы предполагают наличие нескольких разделенных трактов передачи с независимыми замираниями, по которым передается одно и то же

сообщение. Средние уровни сигналов, передаваемых по каждому тракту, должны быть также примерно одинаковы. При соответствующем комбинировании сигналов, поступающих из трактов передачи, формируется результирующий сигнал, имеющий гораздо меньшую глубину замирания и обеспечивающий соответственно большую надежность передачи.

В последнее время в этих же целях начинает применяться медленная псевдошумовая перестройка рабочей частоты. Кроме того, эффективным средством борьбы с замираниями является внедрение широкополосных цифровых систем подвижной связи с шумоподобными сигналами, ожидаемое в самое ближайшее время.

 

3.8.Использование широкополосных сигналов.

Свое название широкополосные системы связи получили вследствие того, что полоса, зани­маемая используемыми в них сигналами, намного шире полосы, необходимой для передачи непосредственно информации. Одной из первых таких систем, по-видимому, являлась раз­работанная в конце 1950-х гг. система «Рейк» [7.1]. В этой системе за счет использования метода широкополосной передачи удалось обеспечить устойчивую связь в условиях много­лучевого распространения. Методы широкополосной передачи позволили осуществить раз­деление нескольких лучей с различным запаздыванием и тем самым устранить эффект за­мирания сигналов, вызванный многолучевым распространением. В специальных системах методы широкополосной передачи позволяют организовать устойчивую передачу информа­ции в условиях действия преднамеренных помех, мощность которых на входе приемника может превышать мощность полезных сигналов в сотни и тысячи раз. Кроме того, в таких системах использование методов широкополосной передачи позволяет затруднить средст­вам радиоразведки обнаружение факта передачи, т.е. повысить ее скрытность. В сотовых и спутниковых системах связи (см. гл. 6) методы широкополосной передачи позволяют обес­печить одновременную работу многих пользователей в общей полосе частот, т.е. реализо­вать метод многостанционного доступа, основанный на разделении сигналов по форме (Code Division Multiple Access, CDMA).

В системах радиолокации использование методов широкополосной передачи позволяет повысить точность измерения дальности до цели при прочих равных условиях, а также пре­одолеть известное противоречие между дальностью действия локатора и его разрешающей способностью

Среди методов широкополосной передачи в цифровых системах связи наибольшее рас­пространение получили два метода. Первый метод расширения спектра основан на ис­пользовании псевдослучайных последовательностей (ПСП). Такие сигналы обычно называ­ют широкополосными (ШПС), или шумоподобными. Наиболее полное изложение теории и техники шумоподобных сигналов можно найти в работах Л. Е. Варакина.

Укрупненная функциональная схема (модель) цифровой системы связи с ШПС приве­дена на рис. 3.14.

Функции, выполняемые кодером и декодером в этой модели, обсуждались в предыду­щих разделах, хотя использование кодирования, как будет ясно из дальнейшего, в широко­полосных системах имеет определенные особенности. Генераторы ПСП на передающей и приемной сторонах идентичны. Именно они сначала применяются для расширения спектра

передаваемых по каналу связи сигналов, а затем перед демодуляцией для его сжатия. Для расширения спектра в такой схеме применяют фазовую манипуляцию, а получаемые при этом сигналы, как это отмечено выше, нередко называют ФМ ШПС. Информационная ма­нипуляция также фазовая, хотя возможна и произвольная. В модуляторе сначала осуществ­ляется перемножение кодированных символов с ПСП (расширение спектра), а затем непо­средственно фазовая манипуляция.


Рис. 3.14. Модель цифровой системы связи с ШПС

Второй часто используемый метод широкополосной передачи основан на псевдослу­чайной перестройке рабочей частоты сигнала (ППРЧ).

Укрупненная функциональная схема (модель) цифровой системы связи с ППРЧ приве­дена на рис. 3.15.

Рис.3.15. Модель цифровой системы связи с ППРЧ

Отличаются две схемы тем, что во второй расширение спектра осуществляется не за счет перемножения кодированной информации с ПСП, а за счет вырабатываемой синтеза­тором и перестраиваемой по псевдослучайному закону рабочей (несущей) частоты моду­лятора.

На приемной стороне производится обратное преобразование, что приводит к сжатию спектра перед демодуляцией. При ППРЧ информационная манипуляция также может быть произвольной, хотя следует отметить, что в этом случае в моменты смены частот могут на­блюдаться случайные скачки начальной фазы несущей, поэтому может потребоваться неко­герентная демодуляция, а это заметно снижает эффективность кодирования.

Отметим, что сжатие спектра принимаемого сигнала происходит только в том случае, когда система синхронизации приемника совместит по времени и по частоте принимаемый сигнал и опорный сигнал, вырабатываемый местным генератором ПСП.

Как следует из модели цифровой системы связи с ШПС, расширение спектра передавае­мых в канал связи сигналов осуществляется за счет перемножения или, что то же, сложе­ния по mod 2 кодированной (или некодированной, если кодирование не используется) ин­формации с ПСП.

Наибольшее распространение в действующих системах получили двоичные ПСП, сим­волы которых принимают значения 0 и 1 Как уже отмечалось в гл 6, ШПС, используе­мые в широкополосных системах, характеризуются параметром, который называют базой сигнала В База определяет степень расширения спектра сигнала и количественно определя­ется числом символов ПСП, укладывающихся на длительности информационного (или ко­дированного) символа или, что то же, произведением полосы F, занимаемой спектром ШПС, на длительность информационного (или кодированного) символа Т. Для ШПС

В >> 1, в то время как в системах без расширения спектра В << 1, а сигналы называют простыми, или узкополосными

Основное требование, которому должны удовлетворять ПСП в широкополосных систе­мах, вытекает из их названия Это псевдослучайность, или шумоподобность Такие свойст­ва ПСП, например, как «хорошая» автокорреляционная функция (АКФ), тес малыми боко­выми лепестками, или наиболее равномерный амплитудный спектр, являются производны­ми от их псевдослучайности. Такими же свойствами обладает достаточно длинная реализа­ция БГШ. Ее АКФ представляется в виде δ-функции Дирака, энергетический спектр — рав­номерный

Рассмотрим, каким требованиям должны удовлетворять ПСП, чтобы их можно было бы использовать в качестве основы для построения ШПС.

Первоначально критерием для поиска «хороших» последовательностей являлся минимум боковых лепестков их апериодических АКФ. В наилучшей степени этому критерию удовле­творяли двоичные последовательности (коды) Баркера. Было найдено только шесть после­довательностей Баркера длины N= 3, 4, 5, 7, 11, и 13. Поиски последовательностей Баркера большей длины успехом не увенчались. Из-за относительно малой длины, последовательности Баркера широкого применения в действующих широкополосных системах практически не нашли. Однако такие сигналы используются в беспроводных технологиях, например в Wi-Fi используется 11-ти элементная последовательность в защищённом режиме.

Наиболее широкое применение в широ­кополосных системах связи нашли так называемые М-последовательности. Как правило, используются двоичные М-последовательности. Формируются М-последовательности многотактными линейными фильтрами в виде ре­гистров сдвига с обратной связью.

Рассмотрим за счет каких действий допустимое число одновременно действующих ка­налов при использовании ШПС можно увеличить.

Известно, что в подвижных системах связи основным видом предоставляемых услуг яв­ляется телефонная связь, а основным источником информации — речь. Также хорошо из-вестно, что в занятом телефонном канале передача речевых сигналов занимает не более 1/3 времени и примерно 2/3 времени приходится на паузы. При выключении или значительном снижении мощности излучения во время пауз в речи при телефонном разговоре мощность взаимных помех будет снижаться пропорционально времени пауз. За счет этого допустимое число одновременно действующих каналов, а следовательно, и пропускная способность системы может быть в два-три раза увеличены. Дополнительной полосы в данном случае не требуется. Также в два-три раза увеличивается и эффективность использования спектра, занимаемого системой с ШПС.

В системах связи с простыми сигналами и частотным разделением за счет этого повы­шается эффективность использования мощности передатчика ретранслятора или базовой станции. Однако эффективность использования полосы не повышается, так как выделенная каждому абоненту на время сеанса полоса частот сохраняется за ним даже в паузах речи.

С учетом этого пропускная способность системы с ШПС может быть определена сле­дующим выражением:

,

где: а и (1/2-1/3) — коэффициент активности абонента; F- общая ширина спектра широкополосного сигнала; R- скорость передаваемой информации; N0- спектральная мощность БГШ; N - суммарная спектральная мощность взаимной помехи и БГШ; Eб- энергия, приходящая на один бит передаваемой информации.




Поделиться с друзьями:


Дата добавления: 2014-11-29; Просмотров: 1241; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы!


Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет



studopedia.su - Студопедия (2013 - 2024) год. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав! Последнее добавление




Генерация страницы за: 0.008 сек.