5.11.2 Расширение спектра методом прямой последовательности

На рис. 5.32 представлена структурная схема системы передачи информации с использованием ШПС.

Рис. 5.32 – Структурная схема системы передачи

Передаваемая последовательность символов поступает на кодер широкополосного сигнала. На другой его вход подается-разрядная псевдослучайная последовательность. На его выходе формируется-разрядная кодовая комбинация, соответствующая передаче символа 1 или 0. Обычно при передаче «1» формируется ШПС в прямом коде, а при передаче «0» – в обратном. После модуляции несущего колебания сформированный широкополосный сигнал поступает в канал связи.

Получение выходного напряжения можно интерпретировать двояко, откуда следуют две реализации описанного метода. Первая интерпретация – умножение нас последующей модуляцией, как показано на рис. 5.32. Можно использовать альтернативный подход – сначала получить модулированный сигнал, а затем осуществить умножение на.

На приемной стороне принятый сигнал умножается на и т.к., в результате получаем, т.е. модулирующий сигнал.

Рис. 5.33 – Схема расширения спектра методом прямой последовательности: а) устройство формирования ШПС; б) устройство сжатия спектра.

Схемная реализация второй трактовки изображена на рис.5.33. Эпюры напряжения приведены на рис. 5.34.

Рис. 5.34 – Эпюры напряжений (модуляция BPSK)

Формирование ПСП осуществляется с помощью регистров с обратной связью (РОС). Структура таких регистров определяется выбранным порождающим многочленом . На рис. 5.35 изображен регистр с ОС дляи содержание этого регистра при потактном сдвиге записанной в этот регистр «1». Правила изображения схемы регистра с ОС при заданномописаны в разделе 7.

Рис. 5.35 – Схема регистра с ОС

Регистр состоит из трех триггеров и двух сумматоров по mod 2. Если на выход выбирать элементы с третьего триггера, то получим выходную кодовую комбинацию 1110100 или 111-11-1-1, которая будет соответствовать передаче единицы. Тогда передаче нуля будет соответствовать комбинация вида -1-1-11-111.

Структура сформированной ПСП и ее длительность определяется числом триггеров регистра () и имеющимися обратными связями. Наибольшая длительность сформированной ПСП равна.

Приведенные ПСП иногда называют М-последовательностями.

Декодер ШПС представляет собой совокупность согласованных фильтров или корреляторов. Корреляционная функция определяется выражением

где – символ опорной ПСП;– символ принимаемой последовательности.

На рис. 5.36 а приведена структурная схема коррелятора для приема единицы. На рис. 5.36 б приведена таблица значений при потактном сдвиге принимаемой последовательности относительно опорной. На рис. 5.37 показана зависимость выходного (суммарного) напряжения (корреляционной функции) от величины временного сдвига между принимаемой и опорной ПСП, построенная в соответствиис с таблицей (рис. 5.36 б).

1	1	1	-1	1	-1	-1		Опорная ПСП
-1	1	1	1	-1	1	-1	-1	Принимаемая ПСП
-1	-1	1	1	1	-1	1	-1
1	-1	-1	1	1	1	-1	-1
-1	1	-1	-1	1	1	1	-1
1	-1	1	-1	-1	1	1	-1
1	1	-1	1	-1	-1	1	-1
1	1	1	-1	1	-1	-1	7

а) б)

Рис. 5.36 Схема коррелятора

Рис. 5.37 Зависимость

Из приведенного рисунка видно, что максимальное значение будет только в том случае, если принимаемая ПСП совпадет с опорной. При ПСП длительностикорреляционная функция равна

Максимальное значение повторяется периодически с периодом.