Вопросы теоретического теста № 2 по курсу «Цифровая связь» Осенний семестр 2012/2013 уч. Г.
Дайте определение понятию «система связи с расширением спектра».
Системой с расширением спектра называется система связи, обладающая следующими свойствами:
• Сигнал занимает полосу частот, существенно большую, чем необходимо для передачи информации с данной скоростью;
• Расширение спектра производится с помощью некоторого расширяющего кода, независимого от передаваемых данных и представляющего собой сложный сигнал (сигнал с большой базой);
• В приемнике производится обратное сужение спектра сигнала с использованием синхронизированной копии расширяющего кода.
Стандартный цифровой поток телефонной связи (64 кбит/с) передается по радиоканалу пакетами по 1000 бит, скорость передачи данных в пакете 1 Мбит/с, используется модуляция ФМ-4,длительность пакета 1 мс, период следования пакетов — 15,625 мс. Является ли такая система системой с расширением спектра? Если да, к какому классу таких систем она относится? Ответ обосновать.
Нет. Поскольку для расширения спектра не используется какая-либо из технологий расширения спектра, а только пакетная передача. Дело в том, что расширение занимаемой сигналом полосы частот может быть достигнуто, в частности, за счет применения пакетной (прерывистой) передачи. Скорость передачи данных в пакете может во много раз превышать среднюю скорость, ширина спектра сигнала окажется соответствующим образом увеличена,но никаких специфических технологий расширения спектра при этом не будет использовано.
В системе NanoNet для передачи данных со скоростью 1 Мбит/с используются сигнальные посылки, представляющие собой ЛЧМ-импульсы с длительностью 1 мкс и полосой 64 МГц. Вид модуляции в одном из режимов работы системы — OOK («вкл/выкл»). Является ли данная система системой с расширением спектра? Если да, к какому классу таких систем она относится? Ответ обосновать.
Перечислите преимущества,достигаемые за счет расширения спектра.
Устойчивость к помехам;
Энергетическая скрытность;
Структурная скрытность;
Электромагнитная совместимость;
Устойчивость к замираниям и многолучевому распространению радиволн;
Новые возможности разнесения;
Новые возможности множественного доступа.
Объясните (качественно) механизм подавления узкополосной помехи в системах связи с прямым расширением спектра.
При умножении принятого сигнала на расширяющую последовательность спектр полезного сигнала сужается, так как расширяющие последовательности в приемнике и передатчике синхронизированы друг с другом. Спектр помехи, напротив, расширяется, так как она некоррелирована с расширяющей последовательностью (см. рис.1). Далее следует демодулятор, который содержит, помимо прочего, фильтр нижних частот (реализованный в виде согласованного фильтра либо коррелятора) с полосой пропускания, равной символьной скорости Rsym = 1/T. Большая часть «размазанного» спектра помехи оказывается вне полосы пропускания этого фильтра, в результате мощность помехи ослабляется примерно в G раз.
Рис.1 Спектры сигнала с прямым расширением спектра и узкополосной помехи на входе приемника (слева) и после умножения на расширяющую последовательность (справа)
Объясните (качественно) механизм подавления широкополосной помехи в системах связи с расширением спектра.
Постановщик помех вынужден размазывать свою мощность по всей полосе частот подавляемого сигнала, чтобы исключить возможность режекции пораженной полосы частот (рис. 2).
Чему равно отношение сигнал/(шум плюс помеха) на выходе согласованного фильтра при воздействии узкополосной помехи на систему с расширением спектра и отсутствии мер противодействия помехе?
Чему равно отношение сигнал/шум на выходе согласованного фильтра при режекции узкополосной помехи, воздействующей на систему с расширением спектра?
Что подразумевается под «короткими» и «длинными» расширяющими последовательностями в системах с прямым расширением спектра? Какими достоинствами и недостатками обладает каждый из этих вариантов?
В зависимости от соотношения периода повторения расширяющей последовательности Tp и длительности символа различают следующие случаи:
• длинные расширяющие последовательности, Tp>T.
+Обеспечивает более равномерный спектр и лучшую структурную скрытность
- сложен в реализации, так как в приемнике требуется отдельная система для временной синхронизации расширяющей последовательности.
• короткие расширяющие последовательности, Tp ≤ T.
+ Простота реализации
- В спектре сигнала в данном случае начинают проявляться регулярности, имеющиеся в коротком периоде повторения расширяющего сигнала, а структурная скрытность практически исчезает.