8.5. Кодирование для систем с расширенным спектром
Системы с расширенным спектром используются для защиты от интерференции, изменения дальности и уменьшения плотности передаваемой энергии. Мы будем рассматривать в основном первый из этих случаев применения — защиту от организованных помех (ЗП). Защита от организованных помех — это наиболее распространенная в настоящее время цель применения систем с расширенным спектром. В последнее время распространенность этих методов сильно возросла, что объясняется достижениями техники производства интегральных микросхем, позволяющими получить более высокие коэффициенты расширения полосы и строить более сложные системы.
Методы расширения полосы представляют собой такие методы расширения сигналов, при которых спектр передаваемых частот существенно шире полосы данных. Эти методы включают ФМ-рас-ширение (скачки по фазе), ЧМ-расширение (скачки по частоте), АМ-расширение (скачки по амплитуде), а также гибридные методы. Защита от организованных помех при использовании этих методов достигается в основном за счет того, что энергия помехи распределяется по значительно более широкой полосе частот, чем в узкополосной системе. Таким образом, при фиксированной мощности помехи спектральная плотность уменьшается пропорционально отношению расширенной полосы частот к нерасширенной.
Мы будем рассматривать в основном системы с псевдошумовым ФМ-расширением и системы с прыгающей частотой. Для каждого типа сигналов имеется обычно оптимальная стратегия организации помехи, учитывающая структуру сигналов и максимизирующая вероятность ошибки. Например, в случае ФМ-расширения без кодирования вся энергия сигнала в любом информационном символе появляется в течение одного символа. Таким образом, в импульсной помехе будет учтена эта структура, если она будет состоять из импульсов большой пиковой мощности, длина которых не меньше длины одного символа. Это приведет к существенному увеличению вероятности ошибки бита. Кодирование дает возможность преодолевать указанную трудность, делая сигналы бесструктурными. Выигрыш от применения кодирования в данной ситуации может быть гораздо большим, чем выигрыш, получаемый в каналах со случайными ошибками, таких как ДСК или гауссовский канал.
