19.. Модуляция шумоподобных сигналов по форме и их детектирование.

Рис.8.3. Амплитудный модулятор шумоподобного сигнала: 1 - генератор ШС; 2 – управляемый ключ (первый АМ); 3 – второй АМ

Рис.8.4. Временные диаграммы,

поясняющие работу амплитудного модулятора ШС

Генератор 1 выдает шумоподобную последовательность , определяемую периодическим двоичным кодовым словом. Для иллюстрации работы схемы (см. рис.8.4) это слово выбрано равным коду Баркера длиной 7 символов: 1010001. Длительность импульса шумоподобной последовательности ) равна . Она меньше длительности импульса информационной последовательности b(t) в раз. Положение управляемого ключа 2 определяется элементом информационного кодового слова: если этот элемент равен 1, то ключ замкнут, а если равен 0, то – разомкнут. Ширина спектра ШС определяется шириной импульса. Если форма этого импульса имеет прямоугольный вид, то ширина спектра ШС равна . Она в раз больше ширины спектра информационной двоичной кодовой последовательности.

Произведение длительности ШС на ширину спектра ШС называется базой сигнала. База ШС

(8.4)

где N – длина кодового слова шумоподобной последовательности. В рассматриваемом нами примере N = 7.

В некоторых случаях ШС непосредственно поступает в канал, а в других – преобразуется в

Рис.8.5. Фазовый модулятор шумоподобного сигнала:

1 – генератор ШС;

2 – управляемый переключатель (первый ФМ);

3 – второй ФМ

Так же, как и при АМ сигнал или поступает в канал непосредственно, или преобразуется с помощью модулятора 3 в ФМ радиосигнал. База ФМ ШС сигнала равна базе АМ ШС и определяется формулой

(8.4).

Рис.8.6. Диаграммы, поясняющие работу фазового модулятора ФМ

1

Рис.8.7. Модулятор шумоподобного сигнала по форме: 1 – тактовый генератор; 2,3,4 – 1-й,2-й

и – й генераторы ШС; 5 – источник

дискретных сообщений; 6 – управляемый переключатель; 7 – фазовый модулятор

Поясним его работу на примере использования симплексного кода длиной в 7 символов. Код из N слов называется симплексным, если скалярное произведение любой пары слов этого кода равно N – четное и равно - N – нечетное.

В табл.8.2 приведены кодовые слова симплексного кода над алфавитом 1, -1 для N =7.Для этого кода скалярное про-

Двоичный код

Кодовые слова, определяющие ШС

0 0

-1

1

1

-1

1

-1

-1

0 1

1

1

-1

1

-1

-1

-1

1 0

1

-1

1

-1

-1

-1

1

1 1

-1

1

-1

-1

-1

1

1

Рис.8.8. Спектры сигналов

Ширина спектра ШС на выходе управляемого переключателя определяется шириной спектра элементарного импульса. Для прямоугольноговидеоимпульса эта ширина равна где N – база ШС. С ростом базы ширина его спектра увеличивается. На рис.8.8 приведены спектральные плотности узкополосного сигнала (первая зависимость) и ШС (вторая и третья за-

Рис.8.9. Когерентный детектор ШС с модуляцией по форме: 1,4,6 – перемножители; 2,5,7 – ФНЧ; 3 – преобразователь номера канала в двоичный код

Рис 8.10. Временные диаграммы, поясняющие детектирование АМ ШС

Цель детектирования та же, что и для простых сигналов - выделение модулирующего сигнала. Основным способом детектирования ШС является когерентный. Детектор АМ и ФМ шумоподобного сигнала вляется одноканальным. Детектор модулированного по форме ШС более сложный. Он является многоканальным (рис. 8.9). При детектировании принимаемый модулированный ШС умножается или на одну копию ШС переносчика при АМ и ФМ (рис.8.10) или на модуляции ШС по форме (рис. 8.11) .Далее результат фильтруется одним или несколькими фильтрами нижних частот (рис.8.9).

Рис. 8.11. Временные диаграммы, поясняющие детектирование модулированных по форме ШС

Поясним сказанное на конкретном примере. Пусть слово 00 связано с формой ШС, показанной на рис.8. 11, а, слово 01 – формой ШС, показанной на рис.8.11, в. Остальным двум словам 10 и 11 в нашем примере будут соответствовать еще две формы ШС. Таким образом в рассматриваемом примере длина передаваемого кодового блока выбрана равной 2, а число форм ШС выбрано равным 4. Когерентный детектор распознает передаваемые формы. Пусть передается форма, соответствующая кодовому слову 00 (рис.8.11, а). На перемножители всех каналов детектора одновременно с принимаемым ШС подаются отличающиеся друг от друга опорные ШС, причем опорный сигнал на первом перемножителе совпадает по форме со входным ШС. В этом случае на выходе ФНЧ первого канала будет не нулевое напряжение (рис.8.11, г), а на выходах ФНЧ остальных каналов напряжения будут равны нулю.