Влияние нестабильности системы синхронизации на передачу цифровых сообщений.

Вид синхронизации	Величина рассогласования	Требуемая вероятность ошибки	Необходимое увеличение энергии
В/Ч по фазе		10-4 – 10-5	1,1 – 1,15
временная		10-4 – 10-5	1,3 – 1,5

Высокочастотная синхронизация по фазе имеется в виду получения синхронное колебание для Фдет.

Согласованные линейные фильтры. Согласованный фильтр для фм-сигнала на многоотводных линиях задержки.

Из курса ТОЭ известно, что импульсная характеристика функции имеет следующий вид:

Согласующий фильтр с помощью эффективного накопления максимизирует отношение с/ш на его выходе.

Импульсная переходная характеристика (ИПХ):

А – постоянная, равная максимальному усилению фильтра;

U(T-t) – некоторое колебание

Т – момент окончания длительности сигнала.

Коэффициент передачи согласованного фильтра с такой импульсной характеристикой будет равна следующему выражению:

q(ω) – для нашего случая (ФМ-сигнал) это комплексный спектр одиночного импульса или другими словами это комплексный спектр символа, который образует m-последовательность или код Баркера.

- спектр ФМ-сигнала.

где q(ω) – спектр одиночное импульса;

а₀ – амплитуда n-го импульса;

N – число элементов в m-последовательности;

τ₀ – длительность элемента m-последовательности.

Используя формулу (*):

,

то есть для того, чтобы когерентно обработать сложный сигнал нам необходимо синтезировать устройство, т.е. СФ с такой частотной характеристикой.

Исходя из этих формул, СФ выглядит так:

Реализация согласовывающих фильтров.

Ограничение на техническую реализацию согласовывающего фильтра обычно связано с трудностями при выполнении линии задержки. Идеальная линия задержки должна иметь полосу пропускания, равномерную в полосе частот.

Исторически сложилось так, что первый СФ для сложных сигналов был изготовлен в Америке. Этот СФ имел линию задержки, которая выполняется на коаксиальном кабеле с отводами.

СФ, у которых линия задержки выполнена на коаксиальном кабеле, есть недостатки:

• габариты;

• в точках подключения отводов возникает переотражение.

Убедившись в наличии переотражения, американцы сделали следующее:

Взяли коаксиальный кабель, раздвинули оплетку и около каждого такого окошка поставили радиоприемник. Габариты стали ещё больше. Были разработаны специальные коаксиальные кабели для задержки сигнала. Центральная жила имела вид спирали. Такое решение позволило решить проблему габаритов, но широкополосность линии задержки упала.

Недостаток очевиден: узкая полоса рабочих частот.

Такие линии задержки широко применяли при базах сигнала до ТОО. Но применение их требовало корреляции АЧХ. В середине 50-х годов получили распространение линии задержки на ПАВ.

Их недостаток: ограниченная полоса.

Дискретно-аналоговые согласованные фильтры.

В середине 80-х годах появились приборы зарядовой св. зарядовой св. На их основе стали строить СФ с базой 1000 и более.

Дискретно-аналоговые фильтры выполняются на приборах с зарядовой связью. Для построения СФ необходимо произвести дискретизацию входного непрерывного сигнала.

Принцип работы основан на переносе заряда с одного конденсатора на другой. То есть элементы памяти являются конденсаторами, выполненными в интегральном исполнении. Эта линия задержки осуществляет пространственную развертку сигнала. После окончания цикла обработки в последней ячейке хранится первый отсчет входного сигнала.

Достоинства:

• возможность обрабатывать сигналы с базой больше нескольких тысяч

• малое энергопотребление

• малые габариты

Недостаток: при переносе зарядов с одного элемента памяти на другой нарушается соотношение амплитуд.

Помехоустойчивость СФ на приборах с зарядовой связью приблизительно такая же, как и у линейных СФ.

На входе постоянное напряжение. С помощью формирователя этот сигнал преобразуется в последовательность решений, т.е. будет иметь прямоугольный вид. Первый символ через первый ключ запоминается в элементе памяти. Первым после прихода второго символа. С помощью управляющих импульсов то, что было в первой памяти через второй ключ, передается через второй элемент памяти. В первом элементе памяти запоминается амплитуда второго импульса.

В современной системе связи очень широко применяется СФ в цифровом исполнении. Широкое применение таких фильтров обусловлено тем, что появились микропроцессоры с тактовой частотой под 10-ки МГц. C помощью таких МП можно обрабатывать сигнал с частотой в сотни МГц.

Распараллеливание входных сигналов позволяет увеличить частоту обработки сигнала. На практике для приема m-последовательности широкое применение нашел дискретный СФ. Его преимущество то, что выполняется он на элементах жесткой логики. То есть верхняя частота сигналов здесь уж точно определяется 10-ми ГГц.

На вход приходит ФМ-колебание.

КПП - Когерентный поэлементный приемник ;

ТГ – тактовый генератор;

СС – схема синхронизации;

РУ – решающее устройство.

Решающее устройство 1 определяет элемент m-последовательности («0» или «1»), т.е. на выходе РУ формируется последовательность в символах.

Т1,Т2,Т3 – формируют регистр сдвига,

∑ – аналоговый сумматор.

Регистр сдвига осуществляет пространственную развертку нашего сигнала. Вид использованной m-последовательности известен. К + подключается триггер определенным образом, то есть так, чтобы суммирование m-последовательности происходило в фазе.

Недостаток: у дискретного СФ повышен уровень боковых лепестков. Уровень боковых лепестков существенно превышает величину для m-последовательности и 1/N для кода Баркера. Объясняется это дискретной структурой фильтра.

Показано, что повышенный уровень боковых лепестков снижает помехоустойчивость на величину π/2. Таким образом, увеличивается вероятность того, что мы схватимся не за основной пик, а за боковой лепесток.