Кодова поділ і демодуляція сигналів у системах радіозв'язку
1. ПРИНЦИП РОБОТИ СИСТЕМ РАДІОЗВ'ЯЗКУ з кодовим поділом СИГНАЛІВ
Принцип роботи системи стільникового зв'язку з кодовим поділом каналів можна пояснити на такому простому прикладі. Припустимо, що ви знаходитесь у великому ресторані або магазині, де безперервно розмовляють різних мовах. Незважаючи на навколишній шум (багатоголосся), ви розумієте свого партнера, якщо він говорить на одному з вами мовою. Насправді, на відміну від інших цифрових систем, які ділять відведений діапазон на вузькі канали по частотному (FDMA) або тимчасовому (TDMA) ознакою, в стандарті CDMA передану інформацію кодують і код перетворюють на шумоподібний широкосмуговий сигнал так, що його можна виділити знову, тільки розташовуючи кодом на приймальній стороні. При цьому одночасно в широкій смузі частот можна передавати і приймати безліч сигналів, які не заважають один одному. Центральними поняттями методу множинний доступ із кодовим розподілом у реалізації компанії Oualcomm є розширення спектру методом прямої послідовності (Direct Sequence Spread Spectrum), кодування за Уолшу (Walsh Coding) і управління потужністю.
Широкосмуговим називається система, яка передає сигнал, що займає дуже широку смугу частот, значно перевищує ту мінімальну ширину смуги частот, яка фактично потрібно для передачі інформації. Так наприклад, низькочастотний сигнал може бути переданий за допомогою амплітудної модуляції (AM) у смузі частот, в 2 рази перевершує смугу частот цього сигналу. Інші види модуляції, такі як частотна модуляція (ЧМ) з малою девіацією і однополосна AM, дозволяють здійснити передачу інформації в смузі частот, порівнянної з смугою частот інформаційного сигналу. У широкосмугової системі вихідний модулюючий сигнал (наприклад, сигнал телефонного каналу) з смугою всього кілька кілогерц розподіляють в смузі частот, ширина якої може бути кілька мегагерц. Останнє здійснюється шляхом подвійного модуляції несучої переданим інформаційним сигналом і широкосмуговим кодуючим сигналом.
Основною характеристикою широкосмугового сигналу є його база В, обумовлена ​​як добуток ширини спектра сигналу F на її період Т.
У результаті перемноження сигналу джерела псевдослучайного шуму з інформаційним сигналом енергія останнього розподіляється в широкій смузі частот, тобто його спектр розширюється.
Метод широкосмугової передачі був відкритий к.е, Шенноном, який першим ввів поняття пропускної здатності каналу і встановив зв'язок між можливістю здійснення безпомилкової передачі інформації по каналу з заданим відношенням сигнал/шум і смугою частот, відведеної для передачі інформації. Для будь-якого заданого відношення сигнал/шум мала частота помилок при передачі досягається при збільшенні смуги частот, що відводиться для передачі інформації.
Слід зазначити, що сама інформація може бути введена в широкосмуговий сигнал кількома способами. Найбільш відомий спосіб полягає в накладенні інформації на широкосмугову модулирующую кодову послідовність перед модуляцією несучої для отримання широкосмугового шумоподобного сигналу ШПС (рис. 1). p> Вузькосмуговий сигнал множиться на псевдовипадкову послідовність (ПСП) з періодом Т, що складається з N біт тривалістю r 0 кожен. У цьому випадку база ШПС чисельно дорівнює кількості елементів ПСП.
В
Рис. 1
Цей спосіб придатний для будь широкосмугової системи, в якій для розширення спектру високочастотного сигналу застосовується цифровий послідовність.
Сутність широкосмугового зв'язку полягає в розширенні смуги частот сигналу, передачу широкосмугового сигналу і виділення з нього корисного сигналу шляхом перетворення спектру прийнятого широкосмугового сигналу в початковий спектр інформаційного сигналу.
Перемноження прийнятого сигналу і сигналу такого ж джерела псевдослучайного шуму (ПСП), який використовувався в передавачі, стискає спектр корисного сигналу і одночасно розширює спектр фонового шуму та інших джерел інтерференційних перешкод. Результуючий виграш у відношенні сигнал/шум на виході приймача є функція відносини ширини смуг широкосмугового і базового сигналів: чим більше розширення спектру, тим більше виграш. У тимчасовій області - це функція відношення швидкості передачі цифрового потоку в радіоканалі до швидкості передачі базового інформаційного сигналу. Для стандарту IS-95 відношення становить 128 раз, або 21 дБ. Це дозволяє системі працювати при рівні інтерференційних перешкод, що перевищують рівень корисного сигналу на 18 дБ, так як обробка сигналу на виході приймача вимагає перевищення рівня сигналу над рівнем перешкод всього на 3 дБ. У реальних умовах рівень перешкод значно менше. Крім того, розширення спектру сигналу (до 1,23 МГц) можна розглядати як застосування методів частотного рознесення прийому. ...
