Введение к работе
Актуальность теш. Сигналы с расширенным спектром (СРС) успешно используются в системах радиосвязи. Свойства этих сигналов в сочетании с оптимальными методами их обработки позволяют ослабить влияние помех, многолучевого распространения, обеспечить многостанционный доступ, уменьшиті вероятность радиоперехвата сообщении, совместить передачу информации и траекторные измерения. Последнее свойство используется при создании многофункциональных интегрированных систем связи между подвижными объектами. Из всех потенциальных достоинств, вызванных расширением спектра сигнала, видимо, наибольшую ценность представляет возможность противодействовать как организованным, так и непреднамеренным помехам. При этом, чем шире спектр сигнала, тем меньше влияние помех.
В настоящее время для радиоканалов передачи цифровой информации характерна сложная электромагнитная обстановка, обусловленная непрерывно увеличивающимся числом одновременно работакшщх радиосредств. В этих условиях высоковероятным типом помех будут сосредоточенные по спектру помехи (СП). Наличие СП характерно для KB, ДМВ и СВЧ диапазонов. Попадание мощных СП в полосу СРС может привести к существенному ухудшению энергетического бюджета радиолинии системы связи. Так как при современной занятости основных диапазонов радиочастот расширение спектра сигнала ограничено, то в системах связи с СРС используются различные методы подавления мощных СП, среди которых широкое распространение получил метод режекции мощных СП, поскольку он является одним из наиболее простых и эффективных.
Режекция является также идеализированной моделью глубоких частотно-селективных замираний СЗРС. В обоих случаях искажаются энергетический и фазовый спектры СРС, вследствие чего искажается автокорреляционная функция (АКФ) сигнала.
Для реализации потенциального выигрыша при приеме СРС
требуется, в частности, обеспечение тактовой синхронизации
опорного генератора ПСП следящего корреляционного приемника,
составной частью которого является схема слежения за задержкой
(ССЗ) СРС. Поскольку слежение за задержкой сигнала производится с
использованием корреляционной обработки, режекция может привести
к снижению точности слежения за задержкой, произойти ложная
синхронизация или срыв синхронизации по задержке. Ухудшение
параметров слежения за задержкой снижает помехоустойчивость
приема сигнала. .
Целью диссертации является
-
Анализ характеристик известных ССЗ при искажениях спектра фазоманипулированного сигнала с прямым расширением спектра.
-
Разработка методов обработки СРС и устройств, реализующих эти методы, инвариантных к'-искажениям спектра.
-
Анализ статистических характеристик разработанных устройств.
-
Оценка помехоустойчивости следящего корреляционного приемника с известными и разработанными ССЗ.
5. Моделирование работы ССЗ.
Методы исследований. В диссертации используются спектральный
и корреляционный анализы, линейные и нелинейные преобразования
случайных процессов, элементы матричного анализа, вероятностный анализ, математический аппарат специальных функций, а также элементы имитационного моделирования.
Научная новизна работы состоит в следующем:
1. Проведен анализ влияния рекекции участков, спектра сигнала
на характеристики ССЗ для непрерывной и дискретной моделей
огибающей спектра сигнала, включая неидеальность режекторных
фильтров (РФ) и частотную расстройку, и на вероятность ошибки
следящего корреляционного приемника.
2. Предложены пять методов коррекции дискриминационной
характеристики (ДХ) ССЗ:
-взвешенное суммирование выходных- напряжений временных дискриминаторов (ВД) с различающимися интервалами расстановки копий псевдослучайной последовательности (ПСП);
-взвешенное суммирование напряжений на выходах РФ;
-взвешенное суммирование напряжений на выходах дополнительно введенных РФ в цепи опорных сигналов;
-взвешенное суммирование сумм и разностей копий ПСП с различающимися интервалами расстановки;
-интерполяция участков . спектра, утраченных в следствие режекции,- за. счет знания априорных и апостериорных сведений о комплексной, огибающей спектра принимаемого сигнала.
3. Проведено исследование характеристик помехоустойчивости
ССЗ с корректируемой ДХ и следящего корреляционного приемника,
использующего эти ССЗ. '.'''
Практическая ценность работы заключается в том, что-предложены четыре структурные схемы ССЗ с улучшенной точностью, которые могут быть использованы в .системах связи с СРС, в частности, в спутниковой" коммерческой системе связи "Сигнал". Разработаны программы расчета на ЭВМ вектора весовых коэффивдентов и .численного моделирования работы предлокенных схем.
Практическая ценность работы. подтверждается положительными решениями о выдаче патентов..
Практическое использование. Исследования по теме диссертации проводились в рамках плана научно-исследовательских работ в области разработки помехоустойчивых устройств .синхронизации систем.связи в соответствии с "Перечнем важнейших для отрасли-тем диссертационных.исследований на период 1991-19Э5 г.г-.".
Реализация в промышленности и внедрение. Основные научные результаты автора использованы в эскизном. проекте ОКР "Тема І00Р", разрабатываемой при участии ВНЖС и МТУСИ.
. Использование результатов подтверждается актами о внедрении.
Апробация результатов. Основные результаты работы докладывались и обсуждались на Мевдународном семинаре "Нелинейные цепи и системы", г. Москва, 19Э2 г., Международной научно-технической конференции "Статистические методы в теории передачи и преобразования информационных сигналов", г. Киев, 1992 г., Всесоюзном научно-техническом семинаре "Синхронизация в
широкополосных системах связи" г.г.Москва-Минск, IS9I Г., XYII научно-технической конференции "Техника средств связи", г. Воронеж, 1992 г.
Публикации. По основным результатам диссертационной работы опубликовано 8 печатных работ и получены 4 положительных решения о выдаче патентов.
Структура и объеы диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы, списков сокращений и условных обозначений, приложений и содержит 233 страницы машинописного текста, из них 136 страниц основного содержания, включая 81 рисунок на 19 страницах, список литературы из 119 наименований на 13 страницах, списки сокращений и условных обозначений на 5 страницах и приложений на 77 страницах.
На,защиту выносятся методы - -коррекции дискриминационной характеристики при искажении спектра сигнала к устройства, их реализующие