Примеры шумоподобных сигналов.

В настоящее время усиленно разрабатываются методы синтеза сигналов с заданными автокорреляционными и взаимно корреляционными свойствами. Если рассматривать последовательности из импульсов прямоугольной формы, которые могут принимать значения ±1, то простым перебором можно найти такие последовательности, для которых — энергия всего сигнала, энергия одного элемента. Среди них назовем прежде всего последовательности Баркера (табл 9.1).

Таблица 9.1 (см. скан)

Рис. 9.10. Реализация последовательности Баркера (а) и её автокорреляционная функция (б)

Последовательности Баркера имеют близкую к идеальной форме автокорреляционную функцию: абсолютное значение боковых лепестков не превышает основного. На рис. 9.10, а приведены последовательность (называемая также кодом) Баркера для и её автокорреляционная функция (рис. 9.10, 6). Приём последовательности ("адрес" 1 канала) рис. 9.10, а выполняется согласованным трансверсальным фильтром рис. 9.11. Импульсы последовательности Баркера с числом знаков поступают сначала на фильтр согласованный с единичным прямоугольным импульсом (см. § 5.7), а затем в линию задержки имеющую отводы через промежутки далее на фазоинверсные и фазосохраняющие каскады с одинаковыми коэффициентами передачи, схему суммирования и решающее устройство Фазоинверсные и фазосохраняющие каскады включены в порядке, соответствующем обратному порядку чередования биполярных импульсов -последовательности (рис. 9.10, а): число этих каскадов равно числу элементов последовательности. Первый каскад включён до линии задержки, последний — на её конце. При приёме -последовательность продвигается по и в момент, когда все импульсы последовательности совпадут по знаку с весами, включёнными между отводами и суммирующим устройством, все импульсы сложатся синфазно, на выходе появится наибольший импульс — согласованный фильтр зафиксирует адрес канала. При всех других сдвигах суммирование производится не в фазе (с разными знаками), и на выходе появляются уровни, не превышающие по модулю от максимального значения. Поскольку функции взаимной корреляции между последовательностями также имеют наибольшие значения, не превышающие то последовательность адреса чужого канала не может вызвать ложного срабатывания решающего устройства канала.

Исследования показывают, что последовательностей с "остатками" величины для не существует. Поэтому для больших приходится довольствоваться последовательностями, имеющими "остатки" большие, чем

Несколько худшие автокорреляционные функции по сравнению с баркеровскими последовательностями, но всё же достаточно подходящие для использования в качестве адресных сигналов имеют линейные рекуррентные последовательности или, как их ещё называют, линейные последовательности сдвигового регистра максимальной длительности (см. § 7.3.4). Для ЛРП отношение главного максимума к максимальному боковому лепестку автокорреляционной функции растет приближённо как где число импульсов в последовательности.

Линейные рекуррентные последовательности обладают свойством хаотичности, которое заключается в следующем. Если из периода ЛРП, содержащего членов, выбрать

Рис. 9.11. Согласованный фильтр для последовательности Баркера

Рис. 9.12. Принцип частотного (а) и временного (б) разделения каналов

Рис. 9.13. К образованию многоканального широкополосного сигнала посредством частотно-временной матрицы: а — последовательность двоичных информационных сигналов; б - представление одного двоичного импульса посредством последовательного набора радиоимпульсов различных частот; в - представление сигнала в виде ЧВМ

возможные отрезки членов в каждом, то, во-первых, среди этих отрезков не будет совпадающих и, во-вторых, среди них найдутся любые комбинации из и —1, состоящие из членов (кроме запрещённой комбинации, состоящей только из Эти свойства сходны со свойствами случайных биполярных последовательностей; поэтому ЛРП часто называют псевдослучайными или шумоподобными последовательностями. К тому же автокорреляционная функция ЛРП имеет форму, сходную с автокорреляционной функцией квазибелого шума с ограниченным спектром. ЛРП формируются генераторами двоичных импульсов с использованием сдвигового регистра. Приём ЛРП может осуществляться как согласованными фильтрами, так и корреляторами. При передаче псевдослучайных последовательностей по высокочастотному каналу обычно применяется фазовая или относительная фазовая модуляция.

Из других способов формирования ШПС для асинхронно-адресных систем связи упомянем о способе формирования сигналов с помощью частотно-временной матрицы (ЧВМ). Уже отмечалось, что в системах с ортогональными сигналами энергия каждого сигнала полностью отделяется от энергии других сигналов. Это положение становится наиболее отчётливым, если обратиться к частотно-временным диаграммам системы связи при частотном разделении (рис. 9.12, а) и при временном разделении сигналов (рис. 9.12, б). Здесь каждому каналу отводится определённая область частотно-временного пространства; положение площадки можно рассматривать как "адрес" абонента. Однако частотно-временную область можно разделить на площадки иным способом: адрес каждого канала можно сформировать из набора "элементарных площадок" частотно-временной плоскости (рис. 9.13). Каждый двоичный информационный символ (рис. 9.13, а) передаётся за время и отображается определённой последовательностью импульсов, имеющих разные частоты (рис 9 13, б) в общей полосе Двоичную информацию в последовательность можно заложить, меняя один из параметров элементарного радиоимпульса. Эти адресные наборы импульсов составляются на основе их представления в виде ЧВМ (рис. 9.13, в); к ним предъявляются обычные требования хороших

(с малыми боковыми лепестками) автокорреляционных функций и малых значений взаимной корреляции. Изменение временного положения импульсов и различие в их частотах позволяют сравнительно простыми техническими средствами получить несколько тысяч частотно-временных колебаний (адресов). Разумеется, не все комбинации ЧВМ используют в качестве адресных сигнатов; среди них встречаются и такие, которые не обладают необходимыми корреляционными свойствами. Максимальное количество адресов, для которых уровень боковых лепестков корреляционных функций не превышает приближается к Сигналы ЧВМ также являются разновидностью сигналов, различающихся по форме. Их также можно разделить как согласованными фильтрами, так и корреляторами.

Отметим в заключение, что в технической литературе имеется описание большого числа различных систем связи со свободным доступом. Наиболее характерными из них являются системы на каналов с активными абонентами.