1.1.3. Типовые структурные схемы систем радиосвязи с ППРЧНиже достаточно кратко рассматриваются особенности структурных схем передатчика и приемника типовых СРС с ППРЧ. Основные элементы структурных схем передатчика и приемника СРС с ППРЧ при цифровой одноканальной модуляции изображены на рис. 1.7, а, б. Рис. 1.7. На рис.1.8 приведен фрагмент ЧВМ сигнала одноканальной СРС с ППРЧ, где квадратами с наклонной штриховкой обозначены частотные каналы, занятые элементами сигнала. Рис. 1.8. В такой СРС в интервале между переключениями частот имеется только одна несущая частота и соответствующий канал передачи. При одноканальной модуляции в СРС используется, как правило, медленная ППРЧ, а в качестве информационной модуляции может применяться ЧМ без разрыва фазы, при которой сигнал изменяет несущую частоту от одного скачка к другому, сохраняя в то же время непрерывность фазы. Частотная манипуляция без разрыва фазы позволяет сформировать сигналы со сравнительно узкой шириной спектра. Наиболее эффективная демодуляция таких сигналов может быть осуществлена с помощью ограничителя-дискриминатора [8]. Структурная схема приемного устройства СРС с ППРЧ и ЧМ без разрыва фазы сигнала изображена на рис.1.9. Рис. 1.9. На рис.1.10, а, б изображены типовые структурные схемы передатчика и приемника СРС с ППРЧ, двоичной ЧМ и смежными по частоте каналами. Рис. 1.10. В соответствии с потоком исходных двоичных данных частотный манипулятор и генератор
где В случае идеальной синхронизации между принятым и опорным сигналами на входе демодулятора будет действовать полезный сигнал
В результате демодуляции принятых сигналов решающее устройство выдает оценку информационной последовательности, Реализация ЧВМ со случайной двоичной ЧМ, при которой основной и дополнительный каналы приема разнесены между собой случайным для постановщика помех образом, возможна с помощью приемного устройства, структурная схема которого изображена на рис. 1.11. Рис. 1.11. Схема приемника состоит из двух одинаковых частей, каждая из которых осуществляет обработку своего информационного символа. Наличие двух независимых синтезаторов частот позволяет излучать передатчиком такие пары частот, разность между которыми может иметь различные значения при каждом скачке частоты. Такое формирование сигналов с ППРЧ затрудняет их разведку, в частности не позволяет определить частоту дополнительного канала, воздействие помех на который может быть более эффективным, чем на канал передачи информации. Структурная схема приемника, обеспечивающего прием и обработку сигналов с внутрибитовой ППРЧ и неслучайной двоичной ЧМ, приведена на рис. 1.12, где обозначено: Применение сигналов с внутрибитовой ППРЧ в условиях помех может быть эффективным при нормировании (взвешивании) выборок и последующим их сложении. Рис. 1.12. В данной схеме нормирование выборок Принцип разнесения (повторения) элементов сигнала находит широкое применение в СРС с ППРЧ для защиты от организованных помех. При этом неотъемлемой частью процедуры демодуляции (или декодирования) является, как указывалось выше, взвешивание и сложение разнесенных сигналов. Наиболее эффективными методами взвешивания выборок каждого частотного элемента сигнала в СРС с адаптивное взвешивание выходной выборки квадратичного детектора
где самонормирующееся взвешиванне выходной выборки квадратичиого детектора фактически сумма взвешивание выходной выборки квадратичного детектора максимум взвешивание выходной выборки квадратичного детектора После формирования взвешенных выборок При использовании принципа частотного разнесения или повторения информационных символов в СРС с ППРЧ может использоваться демодулятор с принятием жестких решений для каждого субсимвола (скачка частоты). При этом выборка а решение о передаче соответствующего информационного символа принимается на основе мажоритарной логики. Влияние различных методов взвешивания выходных выборок квадратичного детектора и суммирования субсимволов на вероятностные характеристики СРС с внутрибитовой ППРЧ и двоичной ЧМ детально рассматривается в четвертой главе. Типовая структурная схема приемника СРС с Рис. 1.13. При использовании в системе радиосвязи На рис. 1.14 представлена более сложная структурная схема приемника СРС со случайной Рис. 1.14. Такая структурная схема приемника, как и для СРС со случайной двоичной ЧМ, обеспечивает более высокую помехоустойчивость СРС при воздействии организованных помех. Однако необходимость выбора некоторого множества Для цифровых СРС, в которых для передачи данных используется многоуровневая ЧМ, форма переданного сигнала в
где В соответствии с (1.5) собственную форму переданных сигналов на каждом скачке частоты (без учета модуляции данных методом
Для повышения помехоустойчивости СРС с ППРЧ могут применяться Рис. 1.15. На рисунке обозначено: Реализация такой СРС обеспечивает внутрисимвольную ППРЧ, при котором На приемной стороне скачки рабочей частоты устраняются, сигнал восстанавливается и поступает на В современных СРС возможно и совместное (комплексное) применение различных методов расширения спектра сигнала. Наиболее широко используется метод ППРЧ одновременно с методом непосредственной модуляции несущей ПСП. Информационный сигнал в такой СРС сначала расширяется с помощью непосредственной модуляции несущей ПСП
Из выражения (1.7) следует, что в СРС с ППРЧ-ПСП разнос между частотными элементами будет равен Структурные схемы передатчика и приемника гибридной СРС с ППРЧ-ПСП изображены на рис. 1.16,а и на рис. 1.17,а. На рис. 1.16,б и на рис. 1.17,б показаны спектральные плотности мощности сигнала и узкополосной помехи в характерных точках структурных схем. Рис. 1.16. Как видно на рис. 1.16 информационный сигнал расширяется до ширины полосы Рис. 1.17. На приемной стороне СРС вначале устраняются скачки рабочей частоты, сигнал переводится на постоянную несущую частоту, а затем спектр полезного сигнала свертывается до своей первоначальной полосы. Спектр мощности других сигналов, некоррелированных с полезным сигналом, расширяется. Следует отметить, что при реализации гибридных систем ППРЧ-ПСП один и тот же ГПС кода может использоваться как для управления переключением частотных каналов синтезатора, так и для получения модулирующего сигнала при псевдослучайной модуляции. Комплексное применение различных методов расширения спектра сигналов, наряду с улучшением характеристик помехоустойчивости гибридных СРС, в ряде случаев позволяет преодолеть трудности технической реализации, которые могут возникнуть при формировании сигналов в СРС только с помощью одного из методов расширения спектра [16].
|