Ортогональная передача
Cтраница 3
На рис. 4.33 для когерентной передачи сигналов FSK представлено несколько зависимостей РЕ от ненормированного SNR. Можем ли мы сказать, что сигнал из ортогонального набора не становится более уязвимым к данному шуму при увеличении размерности ортогонального набора. Для ортогональной передачи сигналов справедливо утверждение, что при данном SNR вектора шума фиксированного размера достаточно для перевода переданного сигнала в область ошибок; следовательно, сигналы не становятся более уязвимыми к меньшим векторам шума при увеличении М, В то же время при росте М вводится большее число окрестных областей решений; следовательнЬ, увеличивается число возможностей для появления символьной ошибки, всего существует ( М - 1) возможностей допустить ошибку. Стоит отметить, что изучение зависимости достоверности передачи от М при фиксированном SNR не является лучшим направлением в цифровой связи. Фиксированное SNR означает фиксированный объем энергии на символ; следовательно, при увеличении М этот объем энергии необходимо распределять уже между большим числом битов, т.е. на каждый бит приходится меньше энергии. В этой связи наиболее удобным способом сравнения различных цифровых систем является использование в качестве критерия отношения сигнал / шум, нормированного на бит, или E NQ. В этом случае при увеличении М отношение ЕЬ / NQ, требуемое для получения заданной вероятности ошибки, снижается при фиксированном SNR; следовательно, нам нужен новый график, подобный показанному на рис. 4.28, где ось абсцисс представляет не SNR, a ЕЬ / NO. [31]
Развитие машиностроения и приборостроения влечет за собой более широкое использование пространственных зубчатых передач. Широко применяются винтовые, гипоидные, червячные и глобоидные ортогональные передачи. [32]
Коэффициенты смещения X и Хп соответственно прямозубых колес и колес с круговым зубом назначаются для выравнивания удельного скольжения зубьев шестерни и колеса. Одновременно при этом исключается подрезание зубьев и увеличивается их изломная прочность у шестерни. Рекомендации по выбору коэффициентов смещения для ортогональных передач с и 1 приведены для прямозубых колес в табл. 7.20, а для колес с круговым зубом Хп - в табл. 7.21. Табл. [33]
Поэтому можем сказать, что на рис. 4.28 по мере роста k график перемещается в направлении уменьшения вероятности ошибки. На рис. 4.29 рост k приводит к увеличению вероятности ошибки. Подобное передвижение свидетельствует, что М - арная передача сигналов уменьшает вероятность ошибки при ортогональной передаче сигналов и увеличивает - при многофазной передаче. Почему вообще используют многофазную модуляцию PSK, если она приводит к высокой вероятности ошибки по сравнению с бинарной PSK. Сказанное действительно справедливо, и во многих системах действительно применяется многофазная передача сигналов. Подвох был в формулировке вопроса: там подразумевалось, что зависимость вероятности ошибки от EJNU является единственным критерием качества. На самом деле существует множество других характеристик ( например, ширина полосы, пропускная способность, сложность, стоимость), но на рис. 4.28 и 4.29 явно показана только вероятность ошибки. [35]
 |
Коническая передача [ IMAGE ] Прямозубое коническое колесо.| Косозубое коническое колесо.| Коническое колесо с криволинейным зубом. [36] |
К ним относятся винтовые ( рис. 1.10), гипоидные ( рис. 1.11), спяр оидкые ( рис. 1.12) и червячные ( рис. 1.13 и 1.14) передачи. Межосевой угол этих передач может находиться в пределах 0 2 90, но в практике чаще всего применяются ортогональные передачи с межосевым углом 2 90е, Общим недостатком этих передач является повышенное скольжение зубьев, вследствие чего КПД их ниже, чем передач с параллельными и пересекающимися осями валов. Продольное скольжение способствует более интенсивному износу боковых поверхностей зубьев, разрыву масляной пленки при больших скоростях и передаваемых нагрузках и заеданию зубьев. [37]
Понять формулу (4.112) позволяет простой пример. На рис. 4.38 показан восьмеричный набор символов сообщения. Эти символы ( предполагаемые равновероятными) передаются с помощью ортогональных сигналов, таких как сигналы FSK. При использовании ортогональной передачи ошибка принятия решения равновероятно преобразует верный сигнал в один из ( М - 1) неверных. [39]
При использовании MFSK работает два механизма. Числитель дроби RIW дает такой же эффект с увеличением М, как и в случае MPSK. Поскольку при увеличении М знаменатель растет быстрее числителя, это приводит к снижению R / W. Рабочие точки MFSK, показанные на рис. 9.6, подтверждают соотношение (9.21) - ортогональная передача сигналов ( например, MFSK) является схемой с расширением полосы пропускания. [40]
Каковы преимущества описанного ортогонального кодирования сигналов по сравнению с обычным поступлением в каждую единицу времени одного бита или одного импульса. Можно оценить достоверность передачи с таким кодированием и без него, сравнив уравнение (4.79) для когерентного детектирования антиподных сигналов с уравнением (6.7) для когерентного детектирования ортогональных кодовых слов. При данном размере - битового сообщения ( скажем, k 5) и желаемой вероятности появления ошибочного бита ( например, 1 ( Г5), детектирование ортогональных кодовых слов ( каждое из которых состоит из 5 бит) может выполняться с приблизительно на 2 9 дБ меньшим отношением EJN0, чем побитовое детектирование антиподных сигналов. Проверить этот факт предоставляется читателю в задаче 6.28.) Данный результат можно было предвидеть, сравнив рабочие характеристики ортогональной передачи сигналов на рис. 4.28 с характеристиками бинарной ( антиподной) передачи на рис. 4.29, Чем мы платим за такой уровень достоверности передачи. Плата выражается в увеличении полосы пропускания. В приведенном примере передача некодированного сообщения - это посылка 5 бит. Сколько кодированных импульсов необходимо отправить для передачи с кодированием каждой последовательности сообщения. В данном примере каждая 5-битовая последовательность сообщения представлена М-2 2532 кодовыми битами или кодированными импульсами. Таким образом, требуемая ширина полосы пропускания составляет 32 / 5 от ширины полосы пропускания в случае без кодирования. В общем случае, полоса пропускания, необходимая для подобных ортогонально кодированных сигналов, в Mlk раз больше требуемой в случае передачи без кодирования. [41]
Рассмотрим аналогию - приобретение товара, скажем прессованного творога высшего качества. При следующем походе за покупками мы решаем, что в прошлый раз стоимость творога была высокой - по 50 центов за унцию. Вообще, это известно давно и называется эффектом масштаба: приобретение за раз большого количества товара соответствует закупкам по оптовым ценам; при этом цена единицы товара падает. Подобным образом при использовании ортогональной передачи сигналов с символами, содержащими большее число бит, нам требуется большая мощность ( большее отношение SNR), а требования относительно бита ( EbfNo) при этом снижаются. [42]
 |
Зависимость Рц ( М от Eb / N0 для ортогональной многофазной передачи сигналов по каналу с гауссовым шумом при использовании когерентного детектирования. [43] |
Одной из рабочих характеристик, не представленных на рис. 4.28 и 4.29 явно, является необходимая ширина полосы. Для графиков на рис. 4.28 повышение значений k подразумевает увеличение требуемой ширины полосы. Для М - арных многофазных кривых, приведенных на рис. 4.29, рост величины k позволяет получать большую скорость передачи битов при той же ширине полосы. Другими словами, при фиксированной скорости передачи данных уменьшается необходимая полоса. Следовательно, графики вероятности ошибки и при ортогональной, и при многофазной передаче показывают, что М - арная передача сигналов представляет средство реализации компромиссов между параметрами системы. При ортогональной передаче сигналов повышение достоверности передачи может быть получено за счет расширения полосы. В случае многофазной передачи эффективность использования полосы может быть получена за счет вероятности ошибки. [44]
Страницы: 1 2 3