Cтраница 1
Системы цифровой связи становятся все более привлекательными вследствие постоянно растущего спроса и из-за того, что цифровая передача предлагает возможности обработки информации, не доступные при использовании аналоговой передачи. В данной книге цифровые системы часто рассматриваются в контексте спутникового канала связи. Иногда это трактуется в контексте систем мобильной радиосвязи, в этом случае передача сигнала обычно ухудшается вследствие явления, называемого замиранием. Здесь стоит отметить, что спроектировать и описать систему связи, противостоящую замиранию, сложнее, чем выполнить то же для системы без замирания. [1]
Все системы цифровой связи требуют определенной синхронизации сигналов, поступающих в приемник. В данном разделе рассматриваются основы синхронизации различных уровней. Затем рассматривается символьная синхронизация. В финальной части раздела описывается кадровая синхронизация приемника и методы ее получения и поддержания. [2]
Поэтому системы цифровой связи, в отличие от частотных систем ( например, КРР), позволяют иметь значительно более низкую защищенность от шумов и переходных влияний ( порядка 20 - 26 дБ вместо 70 - 80 дБ) и использовать линии пониженного качества. [3]
Особенность систем цифровой связи заключается в том, что они имеют дело с конечным набором дискретных сообщений, тогда как в системах аналоговой связи сообщения определены как непрерывные. Задача приемника цифровой системы - не точное воспроизведение сигнала, а определение, каким из конечного набора сигналов является принятый искаженный сигнал. Для выполнения этого и было разработано впечатляющее множество технологий обработки сигналов. [4]
Большинство систем цифровой связи, использующих когерентную модуляцию, требуют всех трех уровней синхронизации: фазовой, символьной и кадровой. Системы с некогерентной модуляцией обычно требуют только символьной и кадровой синхронизации; поскольку модуляция является некогерентной, точной синхронизации фазы не требуется. Кроме того, некогерентным системам необходима частотная синхронизация. Частотная синхронизация отличается от фазовой тем, что копия несущей, генерируемая приемником, может иметь произвольные сдвиги фазы от принятой несущей. Структуру приемника можно упростить, если не предъявлять требование относительно определения точного значения фазы поступающей несущей. К сожалению, как показано при обсуждении методов модуляции, это упрощение влечет за собой ухудшение зависимости достоверности передачи от отношения сигнал / шум. В следующем разделе будут рассмотрены различные относительные компромиссы, связанные с синхронизацией разных уровней, достоверностью передачи и универсальностью системы. [5]
Каждой системе цифровой связи требуется символьная или битовая синхронизация. Некоторые кодировки РСМ имеют встроенные функции синхронизации, помогающие восстанавливать синхронизирующий сигнал. [6]
В большинстве систем цифровой связи имеющаяся в распоряжении полоса частот ограничена. Как следствие, проектировщик системы должен рассмотреть, как ограничение полосы частот канала влияет на выбор техники модуляции, используемой при передаче информации. Из этих соображений для нас важно определить спектральные характеристики сигналов цифровой модуляции, рассмотренных в разд. [7]
Принципиальное отличие систем аналоговой и цифровой связи связано со способом оценки их производительности. Сигналы аналоговых систем составляют континуум, так что приемник должен работать с бесконечным числом возможных сигналов. Критерием производительности аналоговых систем связи является критерий достоверности, такой как отношение сигнал / шум, процент искажения или ожидаемая средне-квадратическая ошибка между переданным и принятым сигналами. [8]
При определении характеристик систем цифровой связи часто необходимо определить площадь, ограниченную хвостами ФПВ. [9]
Впрочем, в системах цифровой связи нас и не интересует восстановление аналоговых сигналов. Кроме того, поскольку семейство фильтров с характеристикой типа приподнятого косинуса характеризуется нулевой межсимвольной интерференцией в каждый момент произведения выборки из символа, мы по-прежнему можем добиться однозначного детектирования. [10]
Предположим, что используется некоторая система цифровой связи; сигнальные компоненты вне приемника-коррелятора с равной вероятностью принимают значения а ( ТГ) 1 или - 1 В. Определите вероятность появления ошибочного бита, если гауссов шум на выходе коррелятора имеет единичную дисперсию. [11]
Теорема об отсчетах важна для систем цифровой связи как в практическом, так и в теоретическом аспекте. [12]
Имеется большое количество литературы по системам цифровой связи со многими несущими. Такие системы разработаны и используются около 30 лет. Одна из ранних систем, описанная Дольцем и др. ( 1957) и названная Kineplex, была использована для цифровой передачи в ВЧ диапазоне. [13]
В то же время в системах цифровой связи мы передаем ( и принимаем) символы путем передачи некоторого сигнала в течение конечного промежутка времени, времени передачи символа Ts. Сконцентрировав внимание на одном символе, видим, что мощность ( усредненная по времени) стремится к нулю. Значит, для описания характеристик цифрового сигнала мощность не подходит. Для подобного сигнала нам нужна метрика, достаточно хорошая в пределах конечного промежутка времени. [14]
В главе 1 вводятся основные понятия систем цифровой связи и называются основные преобразования сигналов, которые подробно будут рассмотрены в последующих главах. Кроме того, устанавливается связь между спектральной плотностью мощности и автокорреляционной функцией, а также рассматривается передача сигналов через линейные системы. В главе 2 рассмотрен такой этап обработки сигналов, как форматирование; он необходим для формирования информационного сигнала, совместимого с цифровой системой. Глава 3 посвящена вопросам передачи видеосигнала, обнаружения сигналов в гауссовом шуме и оптимизации приемника. В главе 4 рассмотрена полосовая передача и связанные с ней технологии модуляции и демодуляции / детектирования. В главе 5 дан анализ канала передачи данных, позволяющий составить общее представление о системе. В этой главе представлено несколько тонких моментов, которые в литературе обычно пропускаются. В главах 6 - 8 рассмотрено канальное кодирование - рентабельный способ реализации разнообразных компромиссов, связанных с производительностью системы. В главе 6 основное внимание уделяется линейным блочным кодам, в главе 7 - сверточным кодам, а в главе 8 - кодам Рида-Соломона и каскадным кодам, в частности турбокодам. [15]