Основные сведения о широкополосных сигналах
1.1Определение ШПС. Применение ШПС в системах связи
Широкополосными (сложными, шумоподобными) сигналами (ШПС) называют такие сигналы, у которых произведения активной ширины спектра F на длительность T много больше единицы. Это произведение называется базой сигнала B. Для ШПС
B = FT>>1 (1)
Широкополосными сигналы иногда называют сложными в отличие от простых сигналов (например, прямоугольные, треугольные и т.д.) с В=1.Поскольку у сигналов с ограниченной длительностью спектр имеет неограниченную протяженность, то для определения ширины спектра используют различные методы и приемы.
Повышение базы в ШПС достигается путем дополнительной модуляции (или манипуляции) по частоте или фазе на времени длительности сигнала. В результате, спектр сигнала F (при сохранении его длительности T) существенно расширяется. Дополнительная внутрисигнальная модуляция по амплитуде используется редко.
В системах связи с ШПС ширина спектра излучаемого сигнала F всегда много больше ширины спектра информационного сообщения.
ШПС получили применение в широкополосных системах связи (ШПСС), так как:
· позволяют в полной мере реализовать преимущества оптимальных методов обработки сигналов;
· обеспечивают высокую помехоустойчивость связи;
· позволяют успешно бороться с многолучевым распространением радиоволн путем разделения лучей;
· допускают одновременную работу многих абонентов в общей полосе частот;
· позволяют создавать системы связи с повышенной скрытностью;
· обеспечивают электромагнитную совместимость (ЭМС) ШПСС с узкополосными системами радиосвязи и радиовещания, системами телевизионного вещания;
· обеспечивают лучшее использование спектра частот на ограниченной территории по сравнению с узкополосными системами связи.
Помехоустойчивость ШПСС
Она определяется широко известным соотношением, связывающим отношение сигнал-помеха на выходе приемника q 2 с отношением сигнал-помеха на входе приемника ρ 2:
q 2 = 2Вρ 2 (2)
где ρ 2 = Р с /Р п (Р с, Р п - мощности ШПС и помехи);
q 2 = 2E/ N п,Е - энергия ШПС, N п - спектральная плотность мощности помехи в полосе ШПС. Соответственно Е = Р с Т, a N п = Р п /F;
В- база ШПС.
Отношение сигнал-помеха на выходе q 2 определяет рабочие характеристики приема ШПС, а отношение сигнал-помеха на входе ρ 2 - энергетику сигнала и помехи. Величина q 2 может быть получена согласно требованиям к системе (10...30 дБ) даже если ρ 2