2.8 Обоснование выбора сигнала и информационной модуляции

В радиосистемах передачи информации сигналы как переносчики информации представляют собой гармонические колебания, частота, фаза, временная задержка, длительность, амплитуда которых может изменяться по закону передаваемой информации. От выбора формы сигнала, вида информационной модуляции зависят такие качественные показатели радиосистемы передачи информации, как помехоустойчивость, скрытность действия, криптостойкость, дальность действия, сложность, надежность и т.д.

При использовании простого сигнала для передачи информации была превышена максимально допустимая мощность. При использовании посимвольной передачи результат не изменился.

Для радиосистемы передачи информации наибольший интерес представляет класс сложных сигналов – псевдослучайные (шумоподобные) сигналы с дискретными видами модуляции.

Шумоподобные сигналы обеспечивают ряд преимуществ: высокую помехозащищенность систем связи, эффективную борьбу с искажениями сигналов в канале связи, одновременную работу многих абонентов в общей полосе частот за счет кодового разделения каналов, совместимость передачи информации с измерением параметров движения объектов, более эффективное использование спектра частот на ограниченной территории.

Помехозащищенность определяет способность радиотехнической системы противостоять воздействию помех. Помехозащищенность включает в себя понятия скрытности и помехоустойчивости. Скрытность – способность противостоять обнаружению сигнала и измерению его параметров. Помехоустойчивость – способность системы работать с заданным качеством в условиях воздействия различного рода помех. Помехозащищенность системы – необходимое условие ее нормальной работы.

Искажение в канале связи в значительной степени обусловлены многолучевым распространением сигналов, когда в ходе отражения от многочисленных препятствий сигнал в точке приема приходит по нескольким путям (лучам), причем в разных лучах могут иметь различные амплитуды, начальные фазы, временные и доплеровские сдвиги. Интерференция лучей в точке приема приводит к быстрым замираниям и межсимвольной интерференции, что значительно усложняет работу системы связи. Применение сложных сигналов дает более эффективный способ борьбы с многолучевостью.

С точки зрения простоты реализации устройств формирования и обработки предпочтение отдается псевдослучайным сигналам с относительной фазовой манипуляцией (ПС-сигналы с ОФМн). ПС-сигналы с ОФМн – это гармоническое колебание, фаза которого изменяется по закону псевдослучайной последовательности (ПСП). Относительная фазовая манипуляция является одним из методов борьбы с явлением “обратная работа”, которая может образовываться на выходе синхронного детектора.

Введение ПС-сигнала в качестве поднесущей позволило существенно снизить минимальное отношение сигнал/шум на входе приемника, но в то же время привело к расширению полосы пропускания приемника. Для снижения мощности излучаемого сигнала используем посимвольную передачу информации.

3. Разработка структурной схемы системы

Проведенный ранее энергетический расчет лежит в основе синтеза дальнейшей структуры системы. Из расчета мощности излучаемого сигнала, выбора сигнала и информационной модуляции разработаем структурные схемы передатчика и приемника.

Источник цифровой информации (ИЦИ) формирует сигнал, который передается со скоростью R на кодопреобразователь (КП). Потом сигнал поступает на формирователь символов (ФС). Далее символы модулируются ПСП, которая образуется в генераторе опорной псевдослучайной последовательности (ГОПСП). На выходе фазового модулятора (ФМ) образуются фазомодулированные колебания. На выходе усилителя мощности (УМ) колебания усиливаются и излучаются в пространство посредством высокочастотного передатчика и штыревой антенны. Поскольку используется относительная фазовая манипуляция, то необходимо привязка фазы сигнала с генератором опорной ПСП, генератора несущей (ГН) и формирователю символов (ФС). Это достигается за счет синтезатора частоты (СЧ), который генерирует необходимые для правильной работы тактовые частоты.

На приемной стороне цифровая информация усиливается, фильтруется и переносится на промежуточную частоту в высокочастотном блоке (ВЧБ). На выходе усилителя промежуточной частоты (УПЧ) колебания усиливаются и поступают на множество когерентных детекторов (КД) и согласованных фильтров (СФ). В КД происходит снятие фазовой модуляции сигнала, в результате чего получаем поток бит. В синхронизирующем устройстве (СУ) из входного потока формируется оценка задержки сигнала, поступающая в устройство сравнение (УС). По прохождению входного потока через согласованные фильтры (СФ), которые настроенные на определенные сигналы, получаем отклик на ПСП. В устройстве сравнения (УС) выделяется сигнал с максимальным откликом, а на выходе формирователя цифровых сигналов (ФЦИ) образуется информация, которая декодируется с помощью декодирующего устройства (ДКУ). Далее цифровая информация поступает к потребителю информации (ПИ).

Структурные схемы передатчика и приемника представлены на рисунке 3.1 и рисунке 3.2 соответственно: