Системы связи с шумоподобными сигналами - Варакин Л.Е.
Скачать (прямая ссылка):
2.15,6, энергия ДЧ сигнала распределена неравномерно на частотно-
временной плоскости.
База ДЧ сигналов
В -FT ~MF0-MT0 =М2 F0 Т0 - М2, (2.44)
поскольку база импульса F0T0=l. Из (2.44) следует основное достоинство ДЧ
сигналов для получения необходимой базы В число каналов Л1=)/_В, т. е.
значительно меньше, чем для МЧ сигналов. Именно это обстоятельство и
обусловило внимание к таким сигналам и их применение в системах связи.
Вместе с тем для больших баз В= 104 ... 106 использовать только ДЧ
сигналы нецелесообразно, так как число частотных каналов М= 102 ... 103,
что представляется чрезмерно большим.
Дискретные составные частотные (ДСЧ) сигналы являются ДЧ сигналами, у
которых каждый импульс заменен шумоподобным сигналом. На рис. 2.16,а
изображен видеочастотный ФМ сигнал,
36
отдельные части которого передаются на различных несущих частотах. Номера
частот указаны над ФМ сигналом. На рис. 2.16,6 изображена частотно-
временная плоскость, на которой штриховкой выделено распределение энергии
ДСЧ сигнала. Рис. 2.16,6 по структуре не отличается от рис. 2.15,6, но
для рис. 2.16,6 пло-
u(t)
О
" / т
*7
/ff
Js
L*
r0 h
I -fj
fo-г/г
fe
I t
a)
т t
+Г/7 /
fo - Л- 1
'#
V'
fF/2 0
JL т
Рис. 2.16. Дискретный составной частотный сигнал с фазовой манипуляцией
ДСЧ-ФМ (составной сигнал с кодовой частотной модуляцией и фазовой
манипуляцией СКЧФ-ФМ) и частотно-временная плоскость
Рис. 2.17. Частотно-временная плоскость дискретного составного сигнала с
частотной манипуляцией ДСЧ-ЧМ (состав-' ной сигнал с кодовой частотной
модуляцией и частотной манипуляцией КЧМ-ЧМ)
щадь F0T0 = N0- равна числу импульсов ФМ сигнала в одном частотном
элементе ДСЧ сигнала. База ДСЧ сигнала
В =FT = М2 F0 T0 = N0 М*. (2.45)
Число импульсов .полного ФМ сигнала
N = N0 М. (2.46)
Изображенный на рис. 2.16 ДСЧ сигнал содержит в качестве элементов ФМ
сигналы. Поэтому такой сигнал сокращенно будем называть ДСЧ-ФМ сигнал. В
качестве элементов ДСЧ сигнала можно взять ДЧ сигналы. Распределение
энергии такого сигнала на частотно-временной плоскости изображено на рис.
2.17. Если база элемента ДЧ сигнала
B0^F0 Т0=М20' (2.47)
то база всего сигнала
В = М20Мй. (2.48)
37
Такой сигнал можно сокращенно обозначать ДСЧ-ЧМ. Число частотных каналов
в ДСЧ-ЧМ сигнале равно М0М. Если ДЧ сигнал (см. рис. 2.15) и ДСЧ-ЧМ
сигнал имеют равные базы, то они имеют и одинаковое число частотных
каналов. Поэтому особых преимуществ ДСЧ-ЧМ сигнал перед ДЧ сигналом не
имеет. Но принципы построения ДСЧ-ЧМ сигнала могут оказаться полезными
при построении больших систем ДЧ сигналов.
Таким образом, наиболее перспективными ШПС для систем связи являются ФМ,
ДЧ, ДСЧ-ФМ сигналы.
3. ФАЗОМАНИПУЛИРОВАННЫЕ СИГНАЛЫ
3.1. Общие свойства
Ф азоманипулированные (ФМ) сигналы представляют собой последовательность
радиоимпульсов, начальные фазы которых изменяются по заданному закону. На
рис. 2.1,а приведен в качестве примера ФМ сигнал. В большинстве случаев
ФМ сигнал состоит из радиоимпульсов с двумя значениями начальных фаз: 0 и
л. Комплексная огибающая таких ФМ сигналов представляет собой
последовательность положительных и отрицательных видеоимпульсов (см. рис.
2.9,а, 2.14,а). Поскольку между ФМ сигналом и его комплексной огибающей -
последовательностью видеоимпульсов - существует однозначное соответствие,
то обычно и комплексные огибающие (рис. 2.1 ,г, 2.9,а, 2.14,а) также
называют ФМ сигналами. Если сигнал многофазный (МФ), то комплексная
огибающая состоит из действительной и мнимой частей. Поэтому графическое
изображение ее более сложное, чем у ФМ сигналов с двумя значениями
начальных фаз. Случай МФ сигналов будет рассмотрен особо.
На рис. 3.1 приведен ФМ сигнал, состоящий из N=64 прямоугольных
импульсов. Практически всегда форма импульсов оди-
№)<
uJt),
[I] "II, m 14 I
111 111 ill i 111 HI H JU Ir'
%
Рис. 3.1. Фазоманипулированный сигнал с N=64
Рис. 3.2. Прямоугольный импульс
накова и в большинстве случаев она является прямоугольной. Такое
предположение о прямоугольное(tm) импульсов, образующих ФМ сигнал,
справедливо для теоретических исследований. Однако при формировании ФМ
сигналов и их передаче по каналам связи
38
с ограниченной полосой пропускания импульсы искажаются и ФМ сигнал
перестает быть таким .идеальным, как это представлено на рисунке. Вопрос
об искажениях ШПС, в том числе и ФМ сигналов, будет рассмотрен в
дальнейшем. Поэтому в настоящей главе предполагается, что импульсы,
образующие ФМ сигнал, прямоугольны.
'Прямоугольный импульс "о (0 (рис. 3.2) с единичной амплитудой и
длительностью т0 записывается как
и0 (t) = 1 при 0 ^ t < т0. (3.1)
Такой импульс в дальнейшем называется единичным прямоугольным импульсом.
Он тождественно равен нулю вне отрезка [0,то]. Пусть амплитуда п-го
импульса в видео-ФМ сигнале ап равна +1 или - 1, что соответствует
начальным фазам 0 или л в радио- ФМ сигнале. При таком определении ФМ
