30 Комбинационное разделение сигналов

Комбинационный способ разделения используется при групповой передаче дискретных сообщений. Суть этого способа состоит в следующем.

Пусть необходимо организовать передачу N независимых дискретных сообщений по одному групповому каналу связи. Если каждый элемент сообщения может принимать m состояний (например, m=2, а число каналов N=2), то оказываются возможными 4 разных комбинации элементарных сигналов 0 и 1 в обоих каналах. Задача теперь сводится к передаче некоторых чисел, определяющих номер комбинации. Эти числа могут передаваться посредством любого кода. При такой передаче групповой сигнал является отображением определенной комбинации сигналов различных каналов. Поэтому разделение сигналов,основанное на различии в комбинациях сигналов разных каналов, называется комбинационным разделением.

Типичным примером комбинационного разделения каналов является система двукратной частотной модуляции (ДЧМ). Для передачи четырех комбинаций сигналов двух каналов используются четыре разные частоты f1, f2, f3, f4.

Канал 1 0 1 0 1 Канал 2 0 0 1 1 ДЧМ f1 f2 f3 f4

Сравнение ДЧМ с обычной двухканальной ЧМ системой с частотным разделением показывает, что обе системы занимают одинаковую полосу частот,однако мощность сигнала, обеспечивающая заданную верность передачи при ДЧМ почти вдвое меньше, чем при частотном разделении. Поэтому комбинационное разделение широко применяется в системах с ограниченной энергетикой.

26Шумоподобный сигнал

Широкое развитие методов разделения по форме сигналов привело к созданию систем связи с разделением "почти ортогональных" сигналов, представляющих собой псевдослучайные последовательности, корреляционные функции и энергетические спектры которых близки к аналогичным характеристикам "ограниченного" белого шума. Такие сигналы называют шумоподобными (ШПС). Основной характеристикой ШПС является база сигнала В, определяемая как произведение ширины его спектра F на его длительность Т.

База ШПС характеризует расширение его спектра по сравнению со спектром исходного сигнала. Расширение спектра частот может осуществляться умножением исходного сигнала (например, двухчастотной ЧМ) на псевдослучайную последовательность (ПСП) с периодом повторения Т (равным длительности интервала модуляции исходного ЧМ-сигнала), включающую N бит ПСП длительностью  ₀ каждый. В этом случае база ШПС численно равна количеству элементов ПСП В=Т/ ₀=N.

Поскольку параметры сигнала ШПС (значения бит ПСП - два набора значений в случае двухчастотной ЧМ) известны, то прием ШПС может производится приемниками, рассчитанными на прием сигналов с известными параметрами. В результате отношение сигнал/шум на выходе приемника улучшается в В раз по отношению ко входу.

Cигнал, содержащий много гармонических (синусоидальных) составляющих в выбранной полосе частот. Шумом называют неупорядоченные случайные сложные колебания со сплошным относительно широким частотным спектром. Отсюда происходит название рассматриваемого сигнала. Использование шумообразных сигналов позволяет значительно уменьшить мощность их источников. Она составляет менее 1 Вт. Кроме этого, применение этих сигналов обеспечивает повышение помехоустройчивости передачи данных.

Сигналы, о которых пойдет речь, очень часто смешивают с шумами, имея в виду только тепловые случайные шумы. Шумовые напряжения характеризуются частотным спектром (произведение мощности на частоту в герцах) и распределением амплитуд. Одним из наиболее распространенных типов шумовых сигналов является белый шум с гауссовым распределением в ограниченном спектре частот. Для такого сигнала произведение мощности на частоту в герцах сохраняется постоянным в некотором диапазоне частот, а вариации амплитуды для большого числа измерений мгновенного значения описываются распределением Гаусса. Шумовой сигнал такого типа генерирует резистор (шум Джонсона), и он создает неприятности при всевозможных измерениях, в которых требуется высокая чувствительность.

Шумоподобные сигналы можно получить, используя модуляторы постоянно­го тока и генераторы. В случае приме­нения модуляторов кодовые слова, определяющие закон формирования ШС, хранятся в запоминающем устройстве. Сигналы, формируемые в соответствии с этими словами, поступают на управ­ляющий вход ключа (рис.3.37) или пе­реключателя (рис. 3.38).

Генераторы строятся по автономнойсхеме, структура которой определяется законом формирования ШС.