6 Принципы построения систем со скачкообразной перестройкой частоты.

 

 

Рассмотрим принцип работы систем с расширенным спектром использующих метод скачкообразной перестройки частоты, для чего приведем концептуальную схему ее построения:

 

Рис.1.

 

 

Принципиальная разница данного метода модуляции цифрового сигнала от обычной модуляции заключается в следующем:

1)      В обычной системе несущая с фиксированной частотой модулируется символами данных информационного сигнала. В методе со скачкообразной перестройкой частоты  частота несущей скачкообразно изменяется по закону, который задается кодовым сигналом. По аналогии с разделом 1.1 сигнал ны выходе модулятора будет записан в следующем виде:

 

S'(t)=x(t) A0cosω0t

 

Далее сигнал поступает на 2-й модулятор, несущая которого определяется кодовым сигналом ,на выходе будем иметь:

 

S(t)=x(t) A0cosω0t*cos[ω(g(t))t], где

 

cos[ω(g(t))t]- это набор частот, как функция от кодового сигнала g(t).

 

При генерации каждого нового чипа генератор кодового сигнала передает синтезатору частот частотное слово(последовательность от 1 до m чипов) которое определяет одно из  значений доступных частот, таким образом здесь эффект расширения спектра достигается за счет перестройки по закону кодового сигнала частоты несущей, значение которой выбирается из имеющегося набора частот f1,f2…fm. Проиллюстрируем процесс расширения спектра методом скачкообразной перестройки упрощенными временными диаграммами, пологая ,что в 1-м модуляторе осуществляется частотная манипуляция FSK для простоты- бинарная FSK:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Систему со скачкообразной перестройкой частоты можно рассматривать как систему с 2-х этапным процессом модуляции: модуляция информации и модуляция с перестройкой частоты. Однако система может быть организована и с одноэтапной модуляцией, когда синтезатор частот производит несущую частоту передачи основываясь на значении кодового сигнала и значении информационной последовательности. Как отмечалось для осуществления перестройки несущей частоты  доступных  частот, однако не все из них обязательно используются в конкретной системе. Скорость перестройки передачи Fn определяется числом скачков частоты в единицу времени.

Системы с расширенным спектром использующие метод скачкообразной перестройки частоты подразделяются на 2 категории:

1)      Система с медленной перестройкой и тогда реализуется одноэтапная схема модуляции

2)      Система с быстрой перестройкой и тогда реализуется схема с 2-х этапной схемой модуляцией.

 

Система с медленной перестройкой частоты

Скорость перестройки частоты передачи fn меньше скорости передачи информационного  сообщения fи (fn< fи) Таким образом в интервале перестройки прежде чем осуществить переход на другую могут быть переданы 2 и более битов информационного сообщения.

Покажем пример двоичной системы FSK с медленной перестройкой частоты

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Очевидно ,что длительность интервала перестройки Тп связана с длительностью информационного бита Ти соотношением:

Тп=к*Ти , где л=1,2…n

 

В системе с быстрой перестройкой рабочей частоты скорость перестройки частот передачи fn больше скорости передачи информационного сообщения fи(fn> fи) в этом случае за время передачи одного бита рабастота  может измениться в 2 и более раз, как это показано на следующем рисунке:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Очевидно, что в этом случае длительность интервала перестройки связана с длительностью бита информационного сообщения соотношением:

 

Тп=Ти , где к=1,2,3…

 

Как видно из рисунка 1(в начале лекции) приемник системы со скачкообразным изменение частоты повторят все операции передатчика в обратной последовательности.

Полученный сигнал демодулируется путем наложения той же кодовой тоновой  последовательности , что использовалась при перестройке частоты в передатчике.

После прохождения через фильтр ширина полосы сигнала становится равной ширине полосы данных пользователя, затем сигнал обрабатывается стандартным демодулятором  FSK с целю восстановления исходного информационного сигнала.

 

 

 

 

Hosted by uCoz