4.2. Синхронные и асинхронные адресные системы с кодовым разделением сигналов
В п.4.1 было показано, что кодовое разделение основано на различии формы сигналов. В качестве канальных сигналов применяются различные кодовые последовательности. Системы с МДКР являются адресньми, поскольку сигнал абонента (рис .4.3) играет роль его адреса. Адресные системы принято разделять на два класса - синхронные адресные системы связи САСС и асинхронные адресные системы связи ААСС.
В САСС передача информации осуществляется таким образом, что переносчики информации удовлетворяют условию ортогональности (4.2).
Это условие для сигналов i-го и k-ro абонентов, использующих сигналы Ui(t) и Uk(t) со спектрами Sj(ωo) и Si(co), может быть записано в виде
Кроме того, справедливо равенство
73
Выражение (4.13) представляет собой взаимокорреляционную функцию (ВКФ)
когда сдвиг во времени между сигналами Uj(t) и Uk((t) отсутствует.
Обычно полагают, что все сигналы обладают одинаковой энергией, т.е. еi=еk=е.
В САСС ортогональные сигналы разделяются при синхронном приеме без взаимных помех. Это следует из нижнего равенства в (4.13). Однако взаимная ортогональность сигналов нарушается при изменении величины интервала [0,Т] или смещении Ui(t) и Uk(t) относительно друг друга,
Таким образом, в САСС предполагается синхронная работа всех абонентских станций сети.
Для приема ортогональных сигналов используют коррелятор или согласованный фильтр (рис.4.5,а и б).
Рис.4.5
Основньми элементами коррелятора, как следует из выражения (4.15), являются перемножитель, генератор опорного сигнала ГОС и интегратор. Коррелятор представляет собой линейное устройство с переменными параметрами.
Согласованный фильтр (СФ) является линейньм устройством с постоянными параметрами. Импульсная реакция СФ
является зеркальным отображением сигнала Uk(t), запаздывающего на Т.
Общим для коррелятора с СФ является равенство (с точностью до постоянной) выходных напряжений в момент t=T. Это определяет их эквивалентность с точки зрения обнаружения сигнала. Различие заключается в том, что СФ инвариантен относительно задержки сигнала, в то время как режим работы коррелятора зависит от изменения Uk(t) во времени.
Рассмотрим работу коррелятора в приемнике МС. На выходе демодулятора образуется групповой сигнал
соответственно;
n - число подвижных абонентов.
Схема выделения информации на k-ой станции показана на рис.4.6.
74
Рис.4.6
На выходе коррелятора имеем
В выражении (4.16) все интегралы равны нулю согласно (4.13), кроме одного (j=k), который равен единице. Вследствие этого удается выделить информационный признак аь равный -1 или 1 и адресованный k-му абоненту. Таким образом, результат (4.16) был получен при использовании предположений об ортогональности абонентских сигналов, синхронности передачи, идеальной работе ГОС, точном совпадении пределов интегрирования с границами интервала ортогональности и отсутствии внешних помех.
В ААСС нижняя часть равенства (4.13) и равенство (4.14) не имеют места, поэтому в таких системах существуют взаимные помехи между абонентами, которые иногда называются "шумами неортогональности". Из-за взаимных помех число одновременно работающих абонентов в ААСС при той же помехоустойчивости будет меньше, чем в синхронных. Однако при построении ААСС нет необходимости в обеспечении синхронизации абонентов по времени, поэтому в ССПР с МДКР целесообразно применить принцип асинхронной адресной системы.
Поскольку в ААСС сигналы абонентских станций могут быть сдвинуты относительно друг друга, то различают "ортогональность в точке" и "ортогональность на временном отрезке" [6, 29].
В первом случае предполагается отсутствие сдвига по оси времени между Ui(t) и Uk(t), a во втором допускается произвольный сдвиг между сигналами.
Подавляющее большинство ШПС не являются ортогональными при произвольном временном сдвиге, а лишь только квазиортогональными. Степень ортогональности оценивается уровнем максимальных боковых выбросов ВКФ (4.15).