Другие статьи

Цель нашей работы - изучение аминокислотного и минерального состава травы чертополоха поникшего
2010

Слово «этика» произошло от греческого «ethos», что в переводе означает обычай, нрав. Нравы и обычаи наших предков и составляли их нравственность, общепринятые нормы поведения.
2010

Артериальная гипертензия (АГ) является важнейшей медико-социальной проблемой. У 30% взрослого населения развитых стран мира определяется повышенный уровень артериального давления (АД) и у 12-15 % - наблюдается стойкая артериальная гипертензия
2010

Целью нашего исследования явилось определение эффективности применения препарата «Гинолакт» для лечения ВД у беременных.
2010

Целью нашего исследования явилось изучение эффективности и безопасности препарата лазолван 30мг у амбулаторных больных с ХОБЛ.
2010

Деформирующий остеоартроз (ДОА) в настоящее время является наиболее распространенным дегенеративно-дистрофическим заболеванием суставов, которым страдают не менее 20% населения земного шара.
2010

Целью работы явилась оценка анальгетической эффективности препарата Кетанов (кеторолак трометамин), у хирургических больных в послеоперационном периоде и возможности уменьшения использования наркотических анальгетиков.
2010

Для более объективного подтверждения мембранно-стабилизирующего влияния карбамезапина и ламиктала нами оценивались перекисная и механическая стойкости эритроцитов у больных эпилепсией
2010

Нами было проведено клинико-нейропсихологическое обследование 250 больных с ХИСФ (работающих в фосфорном производстве Каратау-Жамбылской биогеохимической провинции)
2010


C использованием разработанных алгоритмов и моделей был произведен анализ ситуации в системе здравоохранения биогеохимической провинции. Рассчитаны интегрированные показатели здоровья
2010

Специфические особенности Каратау-Жамбылской биогеохимической провинции связаны с производством фосфорных минеральных удобрений.
2010

Кодовое разделение каналов широкополосных систем 

Кодовое разделение каналов находит все большее применение в сотовых системах подвижной связи и в радионавигации. Преимущество таким системам дает использование широкополосных сигналов. В работе рассматриваются возможные варианты формирования сигналов для таких систем связи. 

С начала 2000-х годов широкое применение и распространение получают данные широкополосные системы, в которых расширение спектра достигается с помощью сигнала (кода), не зависящего от источника сообщений. В приемнике этот сигнал после синхронизации используется для «сжатия» полосы и последующего выделения передаваемых данных. Сигналы, используемые в таких системах, называют широкополосными, сложными, шумоподобными. Среди достоинств подобных систем следует отметить помехоустойчивость по отношению к специально организованным помехам; возможность одновременной работы многих пользователей; малая вероятность перехвата сообщений (скрытность передачи); эффективность работы при наличии многолучевого  распространения или переотражений; возможность точного измерения временных задержек.

Имеется много методов расширения спектра сигналов. В основном их можно разбить на три группы: с использованием фазовой (ДФМ), частотной (ДЧМ) и время -импульсной (ДВИМ) дискретной модуляции.

При использовании ДФМ генератор псевдослучайной последовательности (ПСП) модулирует фазу несущего колебания. Например, в случае двоичной ПСП нулю может соответствовать фаза несущей 0, а единице – фаза π. Полученное колебание модулируется затем еще раз информационным сигналом. Длительность элементарной посылки ПСП должна быть существенно меньше длительности информационной посылки.

В системах с ДЧМ частота несущего колебания изменяется от одной элементарной посылки к другой псевдослучайно. Основными факторами, определяющими широкополосность сигнала, являются число различных частот и разность между двумя соседними частотами. Число различных частот должно быть существенно больше 1. Разность соседних частот должна быть  целым кратным 1/Т0, где Т0- длительность элементарной посылки.

Информационные    посылки    могут    быть    по-разному    использованы для вторичной модуляции. Два крайних случая - это «быстрая» ДЧМ и «медленная» ДЧМ. При быстрой ДЧМ длительности информационной и элементарной посылок одинаковы. В каждой посылке частота определяется не только генератором ПСП, но и значением информационной посылки. Так, если информационные посылки двоичные, то частота i-й посылки:

ωi= =ωni+аiω

где  ωni- частота, определяемая ПСП;

аi=0 или 1- значение информационного символа;

ω- некоторая заранее выбранная частота сдвига. 

При медленной ДЧМ длительность информационной посылки равна периоду ПСП. В этом случае сдвиг, обусловленный информационной посылкой, постоянен в каждой элементарной посылке на протяжении всего периода.

В системах с ДВИМ информационные посылки передаются в псевдослучайные моменты времени. Например, при двоичных информационных посылках нулям в ПСП может соответствовать отсутствие передачи, а единицам - передача посылок с фазой 0 или π в зависимости от значения информационной посылки. Довольно часто рассматриваются и различные гибридные варианты этих методов.

Дадим  более  формальное  описание  сигналов  в  широкополосных  системах.

Комплексное несущее колебание:

exp[i(ω0t+φ)], 

где  ω0- центральная частота;

φ- случайная начальная фаза с равномерным распределением.

 Первичная     псевдослучайная     модуляция     осуществляется     с     помощью периодической ПСП, комплексную запись которой обозначим υ(t).

Для ДФМ:

υ(t)= å ехр(ij

к =-¥

) ∙s(t-kT0),                                             (1)

к

где    {φк}- периодическая с периодом N последовательность псевдослучайных фаз (φк≡φк+N, к=... ,-1,0,1, ...);

s(t)- прямоугольный импульс единичной амплитуды длительности Т0, отличный от нуля при 0≤t≤Т0.

 Для двоичной ФМ все φк=0 или π, и вместо (1) можно записать:

υ(t)= åак  ∙ s(t-kT0),                                                       (2)

к =-¥

где {ак}- периодическая ПСП из ±1.

Для ДЧМ:

υ(t)= å ехр[i(w k

×t +j

)] ∙s(t-kT0),                              (3)

к

к =-¥

где {ωк}-периодическая с периодом N последовательность псевдослучайных частот (ωк≡ ≡ωк+N, к=...,-1,0,1, ...);

φк- начальная фаза колебаний в к-й посылке.

Чаще всего считают, что фазы φк являются независимыми, случайными, равномерно распределенными в интервале (0, 2π). Это некогерентная ДЧМ. В принципе возможна и когерентная ДЧМ, когда φк=const, хотя ее реализация намного сложнее.

Для ДВИМ:

υ(t)= åbк  ∙ s(t-kT0),                                                       (4)

к =-¥

где {bk}- периодическая псевдослучайная последовательность из 0 и 1. 

Выбор первичной модулирующей последовательности υ(t), расширяющей спектр сигнала, является ключевым моментом в теории широкополосных сигналов. Идеальной была бы такая последовательность, автокорреляционная функция которой отлична от нуля лишь в пределах изменения длительности элементарной посылки ±Т0. При этом облегчается синхронизация между приемником и передатчиком, необходимая для правильного выделения информационных символов. Такой автокорреляционной функцией обладают последовательности, элементы которых выбираются случайно. Однако использовать чисто случайный процесс для модуляции невозможно. Используются детерминированные последовательности, обладающие подобными свойствами, которые называют псевдослучайными.

Среди двоичных ПСП наиболее известны последовательности максимальной длины. Обычно координаты этих последовательностей задают как элементы поля GF(2), т.е. 0 и 1. Для перехода к вещественному представлению, которое использовано в определении взаимно-корреляционных функций, следует провести замену 0® +1, 1® -1. Линейные последовательности максимальной длины генерируются с помощью регистра сдвига с линейной цепью обратной связи.

Для широкополосных систем основной интерес представляют не пары, а большие множества последовательностей с хорошими взаимно-корреляционными свойствами. Известны классы последовательностей Голда и гораздо большего объема класс последовательностей Касами.

Вторичная модуляция осуществляется с помощью потока информационных символов. Последовательность, описывающую в комплексном виде поток информационных символов, обозначим u(t).

Для ДФМ:

u(t)=  åехр(iy

к =-¥ ) ∙s(t-kT).                                             (5) к

Здесь {ψk}- последовательность фаз, каждая из которых может принимать значения из некоторого конечного множества {θ1, θ2, ..., θм}.

Для потока двоичных данных М=2, θ1=0, θ2=π, тогда:

u(t)=  åU к  ∙ s(t-kT),                                                   (6)

к =-¥

где     {Uk}-     последовательность    двоичных     информационных     символов, принимающих значения ±1.

Отметим, что в (5) и (6) длительность одной посылки равна Т. Как правило Т³Т0. Чаще всего Т=m·Т0, где m- достаточно большое положительное целое  число.

Если период N псевдослучайной последовательности не слишком велик, то часто выбирают m=N. Однако в некоторых навигационных применениях используются последовательности с периодом N»1013. В этом случае выбирают 1<< m<<N.

Для ДЧМ:

u(t)=  åехр(i Wк t) ∙s(t-k∙T),                                                     (7)

к =-¥

где {Ωk}- последовательность частот, каждая из которых может принимать значения из некоторого конечного множества (∆ω1, ∆ω2, ... , ∆ωм).

Например, для потока двоичных данных М=2, ∆ω1=0, ∆ω2=∆ωс. Длительность информационной посылки Т может как совпадать с длительностью посылки ПСП Т0 (случай быстрой ДЧМ), так и быть равной целому кратному Т0 (например, в случае медленной ДЧМ Т= N∙Т0).

На передающей стороне полный сигнал:

Х(t)=Re{A∙u(t)∙υ(t)∙exp[i(ω0t+φ)]},   (8) где А – амплитуда сигнала,

Re означает действительную часть.

Во всех случаях спектр сигнала Х(t) занимает гораздо большую полосу частот, чем спектр информационной последовательности u(t). Отношение ширины полосы W модулированного сигнала Х(t) к ширине полосы F информационной последовательности называется коэффициентом сжатия

G0=W/F.                                                                            (9) 

Для ДФМ: 

G0=Т/Т0.                                                                                                  (10) 

В частности, если длина посылки совпадает с длиной периода ПСП, то: 

G0=N.   (11) 

Для быстрой ДЧМ коэффициент сжатия равен числу различных частот, которое, как правило, также равно периоду ПСП N.

Для медленной ДЧМ: 

G0=const N2.  (12)

В канале связи сигнал может искажаться вследствие замираний. Кроме того, к нему добавляется помеха, которая может быть обусловлена либо сигналами других пользователей системы, которые работают в том же диапазоне, либо специально создаваемыми помехами. Наконец, в приемнике всегда имеется собственный шум, который можно считать «белым».

При оценке характеристик широкополосных систем вряд ли можно дать однозначный    ответ,    в    каких    случаях    они    лучше    или    хуже     обычных многоканальных систем, например, с частотным или временным разделением каналов. Для этого необходим детальный анализ с учетом всех требований.

Если внешние помехи отсутствуют и прием ведется только на фоне собственного шума приемника, то широкополосные сигналы в отношении помехоустойчивости не имеют преимуществ перед другими сигналами. Максимально достижимое отношение сигнал/шум не зависит от вида модуляции и равно 2∙Е/N0, где Е- энергия сигнала, N0- односторонняя спектральная плотность мощности шума.

Достоинства широкополосных сигналов проявляются либо при организованных помехах, либо при одновременной работе нескольких источников в одной полосе частот. 

Вывод 

В радиосвязи на сегодняшний день существуют три метода разделения каналов:

  • FDMA ( Frequency Division Multiple Acces);
  • TDMA (Time Division Multiple Acces) – GSM технология;
  • CDMA (Code Division Multiple Acces).

В основе технологии CDMA, т.е кодового разделения каналов широкополосных систем, лежит ортогональное разделение сигналов. Данное кодовое разделение основано на теории линейной селекции. Стандарты CDMA манипулируют тремя параметрами информационного сигнала –  частотой, временем и энергией. Основная идея – это создание сигналов в одной и той же полосе частот, не влияющих друг на друга, т.е одна и та же полоса частот используется всеми каналами одновременно.

К достоинствам также можно отнести увеличение плотности абонентов, высокую помехозащищенность и лучшие энергоэкономические показатели. 

 

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 

  1. 1 Пышкин И.М. Теория кодового разделения сигналов.-М.: Связь, 1980.
  2. 2 Варакин Л.Е. Теория сложных сигналов.-М.: Советское радио, 1970.
  3. 3 Варакин Л.Е. Системы связи с шумоподобными сигналами.- М.: Радио и связь, 1985.

Разделы знаний

Архитектура

Научные статьи по Архитектуре

Биология

Научные статьи по биологии 

Военное дело

Научные статьи по военному делу

Востоковедение

Научные статьи по востоковедению

География

Научные статьи по географии

Журналистика

Научные статьи по журналистике

Инженерное дело

Научные статьи по инженерному делу

Информатика

Научные статьи по информатике

История

Научные статьи по истории, историографии, источниковедению, международным отношениям и пр.

Культурология

Научные статьи по культурологии

Литература

Литература. Литературоведение. Анализ произведений русской, казахской и зарубежной литературы. В данном разделе вы можете найти анализ рассказов Мухтара Ауэзова, описание творческой деятельности Уильяма Шекспира, анализ взглядов исследователей детского фольклора.  

Математика

Научные статьи о математике

Медицина

Научные статьи о медицине Казахстана

Международные отношения

Научные статьи посвященные международным отношениям

Педагогика

Научные статьи по педагогике, воспитанию, образованию

Политика

Научные статьи посвященные политике

Политология

Научные статьи по дисциплине Политология опубликованные в Казахстанских научных журналах

Психология

В разделе "Психология" вы найдете публикации, статьи и доклады по научной и практической психологии, опубликованные в научных журналах и сборниках статей Казахстана. В своих работах авторы делают обзоры теорий различных психологических направлений и школ, описывают результаты исследований, приводят примеры методик и техник диагностики, а также дают свои рекомендации в различных вопросах психологии человека. Этот раздел подойдет для тех, кто интересуется последними исследованиями в области научной психологии. Здесь вы найдете материалы по психологии личности, психологии разивития, социальной и возрастной психологии и другим отраслям психологии.  

Религиоведение

Научные статьи по дисциплине Религиоведение опубликованные в Казахстанских научных журналах

Сельское хозяйство

Научные статьи по дисциплине Сельское хозяйство опубликованные в Казахстанских научных журналах

Социология

Научные статьи по дисциплине Социология опубликованные в Казахстанских научных журналах

Технические науки

Научные статьи по техническим наукам опубликованные в Казахстанских научных журналах

Физика

Научные статьи по дисциплине Физика опубликованные в Казахстанских научных журналах

Физическая культура

Научные статьи по дисциплине Физическая культура опубликованные в Казахстанских научных журналах

Филология

Научные статьи по дисциплине Филология опубликованные в Казахстанских научных журналах

Философия

Научные статьи по дисциплине Философия опубликованные в Казахстанских научных журналах

Химия

Научные статьи по дисциплине Химия опубликованные в Казахстанских научных журналах

Экология

Данный раздел посвящен экологии человека. Здесь вы найдете статьи и доклады об экологических проблемах в Казахстане, охране природы и защите окружающей среды, опубликованные в научных журналах и сборниках статей Казахстана. Авторы рассматривают такие вопросы экологии, как последствия испытаний на Чернобыльском и Семипалатинском полигонах, "зеленая экономика", экологическая безопасность продуктов питания, питьевая вода и природные ресурсы Казахстана. Раздел будет полезен тем, кто интересуется современным состоянием экологии Казахстана, а также последними разработками ученых в данном направлении науки.  

Экономика

Научные статьи по экономике, менеджменту, маркетингу, бухгалтерскому учету, аудиту, оценке недвижимости и пр.

Этнология

Научные статьи по Этнологии опубликованные в Казахстане

Юриспруденция

Раздел посвящен государству и праву, юридической науке, современным проблемам международного права, обзору действующих законов Республики Казахстан Здесь опубликованы статьи из научных журналов и сборников по следующим темам: международное право, государственное право, уголовное право, гражданское право, а также основные тенденции развития национальной правовой системы.