2. Zadatak za seminarski rad.
3. Početni podaci.
4. Blok dijagram komunikacionog sistema.
5. Vremenski i spektralni dijagrami na izlazima funkcionalnih blokova komunikacionog sistema.
6. Blok dijagram prijemnika.
7. Donošenje odluke po jednoj tački.
8. Vjerovatnoća greške na izlazu prijemnika.
9. Povećanje odnosa signal-šum kada se koristi optimalni prijemnik.
10. Maksimalna moguća otpornost na šum za dati tip signala.
11. Donošenje odluke od strane stečajnog upravnika na osnovu tri nezavisna čitanja.
12. Vjerovatnoća greške pri korištenju metode sinhrone akumulacije.
13. Proračun šuma kvantizacije pri prenosu signala TSC metodom.
14. Upotreba složenih signala i usklađenog filtera.
15. Impulsni odziv usklađenog filtera.
16. Šema usklađenog filtera za prijem složenih signala. Oblik složenih signala na izlazu SF-a pri prijenosu znakova "1" i "0".
17. Optimalni pragovi rješavača za sinhrone i asinhrone metode odlučivanja pri prijemu složenih signala pomoću usklađenog filtera.
18. Dobitak energije kada se koristi odgovarajući filter.
19. Vjerovatnoća greške na izlazu prijemnika pri primjeni kompleksnog filtera usklađenog signala.
20. Kapacitet razvijenog komunikacionog sistema.
21. Zaključak.
Uvod.
Cilj ovog kursa je da opiše komunikacioni sistem za prenos kontinuiranih poruka sa diskretnim signalima.
Prenos informacija zauzima visoko mjesto u životu modernog društva. Najvažniji zadatak pri prenošenju informacija je prenijeti ih bez izobličenja. Najperspektivniji u ovom pravcu je prenos analognih poruka sa diskretnim signalima. Ova metoda daje veliku prednost u otpornosti informacijskih linija na buku. Sve moderne informacione mreže zasnovane su na ovom principu.
Osim toga, diskretnim komunikacionim kanalom se lako upravlja i preko njega se može prenositi bilo koja informacija, tj. ima svestranost. Sve to čini takve kanale komunikacije trenutno najperspektivnijim.
1. Zadatak za seminarski rad.
Razviti generalizovani blok dijagram komunikacionog sistema za prenos kontinuiranih poruka sa diskretnim signalima, razviti blok dijagram prijemnika i blok dijagram optimalnog filtera, izračunati glavne karakteristike razvijenog komunikacionog sistema i doneti opšte zaključke na osnovu rezultata rada.
2. Početni podaci.
1) Broj opcije N = 1.
2) Vrsta signala u komunikacijskom kanalu DAM .
3) Brzina prijenosa signala V = 6000 Baud.
4) Amplituda signala kanala A = 3 mV.
5) Disperzija buke x * x = 0,972 μW.
7) Način prenosa signala KG .
8) Širina pojasa pravog prijemnika je Df = 12 kHz.
9) Očitana vrijednost Z (t0) = 0,75 mV
d f = 12 kHz.
10) Vrijednost uzorka Z (t1) = 0,75mV
11) Maksimalna amplituda na ADC izlazu b max = 2,3 V.
12) Peak faktor P. = 1,6.
13) Broj bitova binarnog koda n = 8.
14) Pogled na diskretnu sekvencu kompleksnog signala
1 -1 1 -1 -1 -1 1 1 -1
3. Blok dijagram komunikacionog sistema.
Komunikacijski sistem je skup radio-tehničkih sredstava koja osiguravaju prijenos informacija od izvora do prijemnika. Razmotrite dijagram komunikacijskog sistema.
Uređaj koji pretvara poruku u signal naziva se predajnik, a uređaj koji pretvara primljeni signal u poruku naziva se prijemnik.
Razmotrite uređaj za prijenos:
Niskopropusni filter ograničava spektar originalne poruke tako da ona zadovoljava Kotelnikovu teoremu, koja je neophodna za dalju transformaciju.
Analogno-digitalni pretvarač (ADC) pretvara kontinuiranu poruku u digitalni oblik. Ova transformacija se sastoji od tri operacije: prvo, kontinuirana poruka je vremenski uzorkovana u intervalu; dobijena očitavanja trenutnih vrijednosti se kvantiziraju (Quant.); dobijeni niz kvantiziranih vrijednosti poslane poruke predstavlja se kao niz kombinacija binarnog koda pomoću kodiranja.
Signal primljen sa ADC izlaza se dovodi na ulaz amplitudnog modulatora, gdje se niz binarnih impulsa pretvara u radio impulse, koji se direktno unose u komunikacijski kanal.
Na prijemnoj strani komunikacionog kanala, niz impulsa nakon demodulacije u demodulatoru se dovodi na ulaz digitalno-analognog pretvarača (DAC), čija je svrha da povrati kontinuiranu poruku iz primljene sekvence kombinacije kodova. DAC uključuje dekoder za transformaciju kombinacija kodova u kvantnu sekvencu uzoraka i anti-aliasing filter (LPF), koji obnavlja kontinuiranu poruku iz kvantiziranih vrijednosti.
4. Vremenski i spektralni dijagrami na izlazima funkcionalnih blokova komunikacionog sistema.
1) Kontinuirana komunikacija.
2) Niskopropusni filter.
3) Diskretizator.
4) Kvantizer.
6) Modulator.
7) Komunikacijski kanal.
8) Demodulator.
10) Niskopropusni filter.
11) Primalac.
5. Blok dijagram prijemnika.
U koherentnom prijemu koristi se sinhroni detektor koji eliminiše uticaj ortogonalne komponente vektora interferencije. Komponenta x = E P · cosj ima normalnu distribuciju i snagu
. Stoga je vjerovatnoća izobličenja poruke R(0/1) i vjerovatnoća pauze izobličenja R(1/0) će biti jednakoSignal Z (t) se dovodi u množitelj, gdje se množi sa signalom koji je došao sa linije kašnjenja. Zatim se signal integriše, nakon čega se šalje na uređaj za odlučivanje, gdje se odlučuje u korist signala S1 (t) ili S2 (t).
6. Donošenje odluke po jednoj tački.
Poruke se prenose kao niz binarnih simbola "1" i "0", koji se pojavljuju sa apriornim vjerovatnoćama, respektivno, P (1) = 0,09 i P (0) = 0,91.
Ovi simboli odgovaraju početnim signalima S1 i S2, koji su tačno poznati na lokaciji prijema. U komunikacijskom kanalu na prenesene signale utiče Gausov šum sa varijansom od D = 0,972 μW. Prijemnik koji je optimalan prema kriterijumu idealnog posmatrača donosi odluke na osnovu jednog uzorka mešavine signala i interferencije na intervalu signala sa trajanjem T .
Da bismo prihvatili "1" prema kriteriju idealnog posmatrača, mora biti zadovoljena sljedeća nejednakost:
u suprotnom, "0" je prihvaćeno.
Da bi se primenio kriterijum idealnog posmatrača, moraju biti ispunjena tri uslova:
Tako da su signali potpuno poznati.
1) Tako da interferencija sa Gausovim zakonom distribucije djeluje u komunikacijskom kanalu.
Otpornost na šum radio komunikacionih sistema sa širenjem spektra signala metodom pseudo-slučajnog podešavanja radne frekvencije. IN AND. Borisov, V.M. Zinchuk, A.E. Limarev, N.P. Mukhin i V.I. Shestopalov. / 2000
| UDK 621.391.372.019 Otpornost na šum radio komunikacionih sistema sa širenjem spektra signala metodom pseudo-slučajnog podešavanja radne frekvencije. IN AND. Borisov, V.M. Zinchuk, A.E. Limarev, N.P. Mukhin i V.I. Shestopalov. - M.: Radio i komunikacija, 2000. - 384 str.: ilustr. ISBN - 5-256-01392-0 Navedeni su osnovni principi i karakteristike metode širenja spektra signala usled pseudo-slučajnog podešavanja radne frekvencije (PFC). Daje se analiza mogućih načina povećanja otpornosti na buku tipičnih radio komunikacionih sistema (SRS) sa skakanjem frekvencije i pomeranjem frekvencije u uslovima organizovanih smetnji i sopstvenog šuma SRC-a. Problemi sinteze i analize otpornosti na buku adaptivnih algoritama za demodulaciju signala sa frekvencijskim skokom i frekventnom diverzitetom informacionih simbola su rešeni u uslovima apriorne nesigurnosti u pogledu snage smetnje koncentrisane u spektru. Prikazani su tipični strukturni dijagrami i algoritmi za funkcionisanje glavnih uređaja sinhronizacionog podsistema u SRS sa frekvencijskim skokom, indikatori i metode za procenu efikasnosti postupaka cikličkog pretraživanja. Razmatra se zajednička upotreba signala sa skakanjem frekvencije i adaptivnih antenskih nizova (AAR) sa SRC. Analiziran je algoritam prilagođavanja koji daje maksimalni omjer signal-šum. Opisani su algoritmi i karakteristike rada energetskih detektora koji omogućavaju detekciju signala sa frekvencijskim skokom u svrhu njihovog elektronskog potiskivanja. Za istraživače, inženjere, diplomirane studente i apsolvente specijalizovane za istraživanje i razvoj radio komunikacionih sistema. |
Ill. 211. Tabela 14. Bibliografija 112 naslova.
Recenzenti:
doktor tech. nauka, profesor Yu.G. Bugrov
doktor tech. nauka, profesor Yu.G. Sosulin
doktor tech. nauka, profesor N.I. Smirnov
Predgovor
Najvažniji način da se postigne potrebna otpornost na buku radiokomunikacionih sistema (SRS) kada su izloženi organizovanim (namernim) smetnjama je upotreba signala sa pseudo-slučajnim podešavanjem frekvencije (PFC) i korišćenje optimalnih i kvazioptimalnih algoritama za obrada takvih signala.
Veliki broj radova domaćih i stranih autora posvećen je problemu otpornosti na buku SRS sa proširenjem spektra signala metodom skakanja frekvencije. To uključuje, prije svega, poznate monografije i radove naučnih škola L.E. Varakin i G.I. Tuzova; knjige D.J. do sada neobjavljene na ruskom jeziku. Torrieri "Principi sigurnih komunikacijskih sistema", Dedham, MA .: Artech House, Inc., 1985; M.K. Simon, J.K. Omura, R.A. Scholtz, B.K. Levitt "Spread Spectrum Communication", vol. I-III, Rockville, MD .: Computer Science Press, 1985. Godine 1998. izdavačka kuća "Artech House, Inc.", specijalizovana za oblast radara, radio komunikacija, elektronskog potiskivanja itd., objavila je knjige D.C. Schleher "Napredni principi elektronskog ratovanja", E. Waltz "Uvod u informaciono ratovanje". Udruženje američkih profesionalaca u oblasti teorije i tehnologije komunikacija, pod vodstvom profesora J.S. Lee (Inc. 2001, Jefferson Davis Highway, Suite 601. Arlington, Virginia 22202) je objavio više od deset radova, uključujući i one prilagođene, o različitim aspektima otpornosti na buku SRS-a sa skakanjem frekvencije. Izdavačka kuća "Radio i veze" objavila je 1999. godine monografiju V.I. Borisova, V.M. Zinchuk "Imunitet na smetnje radio komunikacionih sistema. Probabilističko-vremenski pristup".
Ipak, problem efikasnosti CDS-a sa skakanjem frekvencije, istraživanjem i razvojem obećavajućih načina za povećanje otpornosti CDS-a na buku, posebno u kontekstu kontinuiranog unapređenja taktike i tehnika elektronskog potiskivanja (REP), ostaje relevantan i važan kako sa naučnog tako i sa praktične tačke gledišta.
Nedavno nastale mogućnosti široko rasprostranjenog uvođenja brze mikroprocesorske tehnologije i moderne baze elemenata u CPC omogućavaju implementaciju novih principa formiranja, prijema i obrade signala sa skakanjem frekvencije, uključujući frekvencijsku raznolikost simbola velike multiplicitnosti i kratkog trajanja. elemenata, zajednička upotreba M-arnog frekventnog pomaka (FM) i kodiranja otpornog na buku, signala sa skakanjem frekvencije i adaptivnih antenskih nizova, itd. .
Teme koje se razmatraju u knjizi, njihov sadržaj i prikaz u određenoj mjeri odražavaju trenutno stanje glavnih aspekata problema otpornosti na buku SRS, uključujući, između ostalog, pitanja sinhronizacije, zajedničke primjene signala. sa frekvencijskim skokom i adaptivnim antenskim nizovima u SRS, kao i detekciju signala sa skakanjem frekvencije od strane radio tehničkih stanica, obaveštajne službe, obezbeđujući efikasno funkcionisanje sistema za elektronsko ratovanje. Sadržaj knjige podređen je jednom jedinom cilju – analizi efikasnosti mogućih načina povećanja otpornosti na buku SRS sa skakanjem frekvencije u uslovima REB-a.
Knjiga je napisana na osnovu vlastitih radova autora, u velikoj mjeri koristi rezultate istraživanja domaćih i stranih stručnjaka. Istovremeno, autori su, osvrćući se na neka od pitanja otpornosti CDS-a na buku sa frekventnim skokom na radove stranih stručnjaka koji nisu objavljeni na ruskom jeziku, izneli niz materijala iz knjige u formi analitičkih pregleda.
Knjiga koristi matematički aparat koji je dostupan inženjerima, daje blok dijagrame tipičnih CDS, grafikone i tabele koje ilustruju mogućnosti metoda otpornosti na buku za CDS sa frekvencijskim skokom. Želja za pojednostavljenjem predstavljenog materijala dovela je do toga da se knjiga uglavnom bavi tipičnim binarnim CPC sa FM, a komunikacionim kanalima - bez prigušenja i sa Gausovim smetnjama.
Čitanje knjige pretpostavlja poznavanje osnova statističke teorije komunikacije, izložene u najpoznatijim, sada već klasičnim, monografijama V.I. Tikhonov "Statistička radiotehnika", - M.: Radio i komunikacija, 1982, i B.R. Levin "Teorijske osnove statističke radiotehnike", - M.: Radio i komunikacija, 1989.
Autori su zahvalni prevodiocima Zykov N.A., Luneva S.A., Titova L.S. na velikoj pomoći u radu na stranoj književnosti.
Autori su zahvalni zaposlenima Voronješkog istraživačkog instituta za komunikacije Yu.G. Belous, E.I. Gončarova, T.V. Dorovskikh, E.V. Izhbakhtina, T.F. Kapaeva, N.A. Parfenova, E.V. Pogosova, O.I. Sorokina i N.N. Starukhina za kompjuterski set materijala za knjigu, izvođenje brojnih proračuna, razvoj i pripremu grafičkog i ilustrativnog materijala.
PREDGOVOR |
8 | |
UVOD |
10 | |
Poglavlje 1. |
||
| RADIO KOMUNIKACIJSKI SISTEMI SA PROŠIRENJEM SPEKTRA SIGNALA METODOM PSEUDO-SLUČAJNOG TUNINGA RADNE FREKVENCIJE: OPŠTI PRINCIPI | 13 | |
| 1.1. | Kratka karakteristika širenja spektra signala metodom skakanja frekvencije | 13 |
| 1.1.1. | Osnovni principi i metode širenja signala | 13 |
| 1.1.2. | Metoda pseudo-slučajnog podešavanja radne frekvencije | 19 |
| 1.1.3. | Tipični blok dijagrami radio komunikacionih sistema sa frekvencijskim skokom | 24 |
| 1.2. | Faktor širenja signala i margina otpornosti na šum radio komunikacionog sistema sa frekvencijskim skokom | 36 |
| 1.3. | Opšta karakteristika otpornosti na buku radio komunikacionih sistema sa frekvencijskim skokom | 42 |
| 1.3.1. | Otpornost radio komunikacionih sistema sa frekvencijskim skokom | 42 |
| 1.3.2. | Tajnost signala iz radio komunikacionih sistema sa frekvencijskim skokom | 44 |
| 1.3.3. | Elektronski sukob: "radio komunikacioni sistem - REP sistem" | 53 |
| 1.4. | Modeli i kratke karakteristike glavnih vrsta smetnji | 56 |
Poglavlje 2. |
||
| IMUNITET TIPIČNIH RADIO KOMUNIKACIJSKIH SISTEMA SA RUKOVANJEM FREKVENCIJOM I MANIPULACIJOM FREKVENCIJE | 64 | |
| 2.1. | Uslovna vjerovatnoća greške po bitu informacije na binarnom FM | 64 |
| 2.2. | Procjena uticaja smetnji buke u dijelu opsega na radio komunikacijske sisteme sa frekvencijskim skokom i nenasumičnom FM | 73 |
| 2.3. | Procjena uticaja smetnji buke u dijelu opsega na radio komunikacijske sisteme sa frekvencijskim skokom i nasumičnim binarnim FM | 80 |
| 2.4. | Procjena uticaja povratnih smetnji na radio komunikacione sisteme sa skakanjem frekvencije i FM | 86 |
| 2.4.1. | Procjena vremenskih mogućnosti protuinterferentne stanice | 86 |
| 2.4.2. | Procjena uticaja povratnih smetnji na radio komunikacione sisteme sa skakanjem frekvencije i FM | 96 |
| 2.4.3. | Procjena uticaja interferencije harmonijskog odziva na radio komunikacione sisteme sa skakanjem frekvencije i FM | 102 |
| 2.5. | Otpornost radio komunikacionih sistema sa frekvencijskim skokom, binarnim FM i blok kodiranjem | 111 |
Poglavlje 3. |
||
| SINTEZA I ANALIZA EFIKASNOSTI ADAPTIVNIH ALGORITAMA ZA RAZLIČITE SIGNALI SA MANIPULACIJOM FREKVENCIJE I ŠIRENJEM SIMBOLA U FREKVENCIJI | 124 | |
| 3.1. | Sinteza optimalnog adaptivnog algoritma za razlikovanje signala sa skakanjem frekvencije unutar simbola i FM | 124 |
| 3.2. | Kvazioptimalni adaptivni algoritam za diskriminaciju signala sa skakanjem frekvencije unutar simbola i binarnim FM | 132 |
| 3.3. | Evaluacija otpornosti na buku sintetiziranog adaptivnog algoritma za razlikovanje signala sa intra-simbolnim skakanjem frekvencije i binarnim FM | 141 |
| 3.3.1. | Slučaj "slabih" signala | 142 |
| 3.3.2. | Slučaj "jakih" signala | 148 |
Poglavlje 4. |
||
| IMUNITET ADAPTIVNIH ALGORITAMA ZA DEMODULACIJU SIGNALA SA INTRA-BITSKIM RUKOVANJEM I BINARNOM FREKVENCIJOM. | 152 | |
| 4.1. | Strukturni dijagrami demodulatora | 152 |
| 4.2. | Otpornost na buku demodulatora sa linearnim dodavanjem uzoraka | 157 |
| 4.3. | Otpornost na buku demodulatora sa nelinearnim uzorkovanjem | 164 |
| 4.4. | Imunitet demodulatora sa mekim limiterom | 170 |
| 4.5. | Imunitet samonormalizirajućeg demodulatora | 173 |
| 4.6. | Utjecaj adaptivne kontrole pojačanja na otpornost CPC na buku | 182 |
| 4.7. | Komparativna analiza otpornosti na buku demodulatora signala sa intra-bitnim skakanjem frekvencije i binarnim FM | 189 |
Poglavlje 5. |
||
| IMUNITET RADIO KOMUNIKACIJSKIH SISTEMA SA FREKVENCIJOM FREKVENCIJOM U ZAJEDNIČKOJ UPOTREBI MANIPULACIJE FREKVENCIJOM, RAZREDA FREKVENCIJSKIH SIMBOLA I BLOKOVNOG KODIRANJA | 194 | |
| 5.1. | Otpornost radio komunikacionih sistema sa skakanjem frekvencije na M-arnom FM i L-kratnom razmaku simbola u frekvenciji | 194 |
| 5.1.1. | Uslovna vjerovatnoća greške po bitu informacije | 197 |
| 5.1.2. | 199 | |
| 5.2. | Otpornost radio komunikacionih sistema sa skakanjem frekvencije, M-ary FM, blok kodiranjem i L-fold razmakom frekvencija kodnih riječi | 203 |
| 5.2.1. | Blok dijagram radio komunikacionog sistema. | 203 |
| 5.2.2. | Prosječna vjerovatnoća greške po bitu informacije. | 206 |
| 5.2.3. | Analiza prosječne vjerovatnoće greške po bitu informacije | 209 |
Poglavlje 6. |
||
| SINHRONIZACIJA U RADIO KOMUNIKACIJSKIM SISTEMIMA SA PSEUDO-SLUČAJNIM PREGLEDOM RADNE FREKVENCIJE | 214 | |
| 6.1. | Svrha podsistema za sinhronizaciju. | 214 |
| 6.2. | Deskriptivni model podsistema sinhronizacije. | 219 |
| 6.2.1. | Tipični blok dijagram podsistema sinhronizacije | 219 |
| 6.2.2. | Tipični strukturni dijagrami i algoritmi za funkcionisanje glavnih uređaja podsistema sinhronizacije | 221 |
| 6.3. | Indikatori i evaluacija efikasnosti postupaka cikličkog pretraživanja. | 230 |
| Dodatak P.6.1. Gornja granica prosječnog normaliziranog vremena pretraživanja | 242 | |
| Dodatak P.6.2. Gornja granica za vjerovatnoću ispravnog otkrivanja | 243 | |
Poglavlje 7. |
||
| ADAPTIVNI ANTENSKI NIZOVI U RADIO KOMUNIKACIJSKIM SISTEMIMA SA PSEUDO-SLUČAJNOM REBUILDOM RADNE FREKVENCIJE | 244 | |
| 7.1. | Utjecaj signala sa skakanjem frekvencije na karakteristike adaptivnog antenskog niza | 244 |
| 7.2. | Maksimalni algoritam za obradu signala i šuma | 256 |
| 7.3. | Implementacija i mogućnosti maximin algoritma | 259 |
| 7.4. | Modernizacija maksiminskog algoritma | 271 |
| 7.4.1. | Parametrijska obrada. | 272 |
| 7.4.2. | Spektralna obrada | 274 |
| 7.4.3. | Obrada unapred. | 277 |
Poglavlje 8. |
||
| DETEKCIJA SIGNALA SA PSEUDO-SLUČAJNIM PONOVNOM IZGRADNJOM RADNE FREKVENCIJE | 281 | |
| 8.1. | Detekcija signala nepoznate strukture. | 281 |
| 8.2. | Širokopojasni detektor energije | 286 |
| 8.3. | Višekanalni detektori energije | 292 |
| 8.3.1. | Kvazioptimalni višekanalni detektor | 293 |
| 8.3.2. | Višekanalni detektor tipa sabirača sa filterom | 295 |
| 8.3.3. | Model detektora tipa sabirača sa filterskom bankom pri presretanju signala sa sporim skokom frekvencije | 297 |
| 8.3.4. | Višekanalni detektor tipa sabirača sa filterskom bankom u dijelu opsega. | 305 |
| 8.3.5. | Nesklad u vremenu i frekvenciji između karakteristika signala sa frekvencijskim skokom i parametara detektora. | 309 |
| 8.3.5.1. | Vremenska neusklađenost | 310 |
| 8.3.5.2. | Neusklađenost frekvencija | 311 |
| 8.4. | Višekanalni adaptivni detektor energije u prisustvu ometajućih signala | 313 |
| 8.4.1. | Blok dijagram višekanalnog adaptivnog detektora energije sa podesivim nivoom praga | 313 |
| 8.4.2. | Vjerovatnoća lažnog alarma i prilagodljivo prilagođavanje praga | 316 |
| 8.4.3. | Vjerovatnoća detekcije. | 320 |
| 8.4.4. | Utjecaj vremenske neusklađenosti na detekciju signala. | 323 |
| 8.5. | Drugi mogući tipovi detektora signala sa frekvencijskim skokom | 331 |
| 8.5.1. | Korelacioni radiometar. | 331 |
| 8.5.2. | Digitalni analizator spektra. | 332 |
| 8.5.3. | Metoda otvaranja vremensko-frekventne matrice signala sa frekvencijskim skokom | 334 |
| Dodatak A.8.1. Algoritmi za izračunavanje generalizirane Markumove Q-funkcije. | 335 | |
| A.8.1.1. Formulacija problema | 335 | |
| A.8.1.2. Predstavljanje potencijskog niza. | 339 | |
| A.8.1.3. Reprezentacija Neumannove serije. | 341 | |
| A.8.1.4. Numerička integracija | 345 | |
| A.8.1.5. Gausova aproksimacija | 349 | |
| A.8.1.6. Numerički rezultati | 350 | |
| Dodatak A.8.2. Analiza probabilističko-vremenskih karakteristika algoritama detekcije signala | 353 | |
| A.8.2.1. Vjerojatnostno-vremenske karakteristike glavnih tipova detektora | 353 | |
| A.8.2.2. Algoritmi za izračunavanje vjerojatnosno-vremenskih karakteristika glavnih tipova detektora | 356 | |
| A.8.2.2.1. Detektor determinističkih signala | 356 | |
| A.8.2.2.2. Detektor kvazideterminističkih signala sa slučajnom fazom | 359 | |
| A.8.2.2.3 Detektor signala nepoznate strukture. | 360 | |
| A.8.2.2.4. Detektori sa konstantnom stopom lažnih alarma | 363 | |
| A.8.2.3 Numerički rezultati | 367 | |
| SPISAK GLAVNIH SKRAĆENICA | 372 | |
| GLAVNI SIMBOLI | 374 | |
| BIBLIOGRAFIJA | 377 | |
Otpornost na buku ShPSS
Razumijevanje širokopojasnih signala
1.1 Definicija NLS-a. Upotreba ShPS-a u komunikacijskim sistemima
Širokopojasni (složeni, nalik šumu) signali (NLS) su oni signali kod kojih su proizvodi širine aktivnog spektra F za trajanje T mnogo veći od jedinice. Ovaj proizvod se naziva baza signala B. Za NLS
B = FT >> 1 (1)
Širokopojasni signali se ponekad nazivaju složeni signali, za razliku od jednostavnih signala (na primjer, pravokutnih, trokutastih, itd.) sa B = 1. Budući da signali ograničenog trajanja imaju neograničen spektar, koriste se različite metode i tehnike za određivanje spektra širina.
Podizanje baze u NLS-u se postiže dodatnom modulacijom (ili ključanjem) frekvencije ili faze tokom trajanja signala. Kao rezultat, spektar signala F (uz održavanje njegovog trajanja T) značajno se širi. Dodatna modulacija ulaznog signala po amplituda retko se koristi.
U komunikacionim sistemima sa NLS, širina spektra emitovanog signala F je uvek mnogo veća od širine spektra informativne poruke.
ShPS su korišćeni u širokopojasnim komunikacionim sistemima (BSS), kao:
· Omogućavaju da se u potpunosti shvate prednosti optimalnih metoda obrade signala;
· Omogućiti visoku otpornost komunikacije na buku;
· Omogućavaju uspješnu borbu protiv višeputnog širenja radio valova cijepanjem snopa;
· Omogućiti istovremeni rad više pretplatnika u zajedničkom frekvencijskom opsegu;
· Omogućavaju vam stvaranje komunikacionih sistema sa povećanom tajnošću;
· Obezbediti elektromagnetnu kompatibilnost (EMC) ShPSS sa uskopojasnim radio komunikacijskim i radio-difuznim sistemima, sistemima za televizijsko emitovanje;
· Omogućiti bolje korištenje frekventnog spektra u ograničenom području u poređenju sa uskopojasnim komunikacionim sistemima.
Otpornost na buku ShPSS
Određuje se dobro poznatom relacijom koja povezuje odnos signal-šum na izlazu prijemnika q 2 sa odnosom signal-šum na ulazu prijemnika ρ 2:
q 2 = 2Vρ 2 (2)
gde je ρ 2 = P s / R p (P s, R p - snaga NLS i smetnje);
q 2 = 2E / N p, E je energija NLS, N n je spektralna gustina snage smetnje u NLS opsegu. Prema tome, E = P sa T , a N p = P p / F;
B- baza SHPS-a.
Odnos signal-šum na izlazu q 2 određuje radne karakteristike NLS prijema, a odnos signal-šum na ulazu ρ 2 određuje energiju signala i šuma. Vrijednost q 2 može se dobiti u skladu sa zahtjevima sistema (10 ... 30 dB) čak i ako je ρ 2<<1. Для этого достаточно выбрать ШПС с необходимой базой В, zadovoljavajući (2). Kao što se može vidjeti iz relacije (2), prijem NLS-a od strane usklađenog filtera ili korelatora je praćen pojačanjem signala (ili potiskivanjem smetnji) faktorom 2. Zato je količina
K SHPS = q 2 / ρ 2 (3)
se naziva NLS dobit tokom obrade ili jednostavno procesna dobit. Iz (2), (3) proizilazi da je poboljšanje obrade K SHPS = 2V. U NSS prijem informacija karakteriše odnos signal-šum h 2 = q 2/2, tj.
h 2 = Bρ 2 s (4)
Relacije (2), (4) su fundamentalne u teoriji komunikacionih sistema sa NLS. Dobijaju se za interferenciju u obliku bijelog šuma sa ujednačenom spektralnom gustinom snage unutar frekvencijskog pojasa, čija je širina jednaka širini NLS spektra. Istovremeno, ovi odnosi vrijede za širok spektar smetnji (uskopojasni, impulsni, strukturni), što određuje njihovu fundamentalnu važnost.
Dakle, jedna od glavnih namena komunikacionih sistema sa NLS-om je da obezbedi pouzdan prijem informacija kada su izloženi snažnim smetnjama, kada odnos signal-šum na ulazu prijemnika ρ 2 može biti mnogo manji od jedinice. Treba još jednom napomenuti da gore navedene relacije striktno vrijede za interferenciju u obliku Gaussovog slučajnog procesa sa ujednačenom spektralnom gustinom snage ("bijeli" šum).
Glavne vrste ShPS
Poznat je veliki broj različitih NLS-ova, čija se svojstva odražavaju u mnogim knjigama i člancima iz časopisa. ShPS se dijele na sljedeće tipove:
· Frekvencijski modulirani (FM) signali;
· Multifrekventni (MF) signali;
· Phase-shift keyed (PM) signali (signali sa kodnom faznom modulacijom - QPSK signali);
· Diskretni frekvencijski (DF) signali (signali sa kodnom frekvencijskom modulacijom - KFM signali, signali sa pomakom frekvencije (FM));
· Diskretna kompozitna frekvencija (DFS) (kompozitni signali sa kodnom frekvencijskom modulacijom - SCCHM signali).
Frekvencijski modulirani (FM) signali su kontinuirani signali čija se frekvencija mijenja prema datom zakonu. Na slici 1a prikazan je FM signal čija se frekvencija mijenja u skladu sa zakonom u obliku slova V od f 0 -F / 2 do f 0 + F / 2, gdje je f 0 centralna noseća frekvencija signala, F širina spektra, zauzvrat, jednaka frekvenciji devijacije F = ∆f d. Trajanje signala je T.
Na slici 1b prikazana je vremensko-frekvencijska (f, t) ravan, na kojoj senčenje približno prikazuje frekvenciju i vremensku distribuciju energije FM signala.
Baza FM signala po definiciji (1) jednaka je:
B = FT = ∆f d T (5)
Frekvencijski modulirani signali se široko koriste u radarskim sistemima, jer za određeni FM signal možete kreirati usklađeni filter na uređajima s površinskim akustičnim valovima (SAW). U komunikacijskim sistemima potrebno je imati više signala. U ovom slučaju, potreba za brzom promjenom signala i prebacivanjem opreme za formiranje i obradu dovodi do činjenice da zakon promjene frekvencije postaje diskretan. U ovom slučaju, FM signali se prenose na DF signale.
višefrekvencija (MF) signali (slika 2a) su zbir N harmonici u (t) ... u N (t) , čije su amplitude i faze određene u skladu sa zakonima formiranja signala. Distribucija energije jednog elementa (harmonika) FM signala na frekvenciji f k prikazana je senčenjem na frekvencijsko-vremenskoj ravni (slika 2b). Svi elementi (svi harmonici) potpuno preklapaju odabrani kvadrat sa stranicama F i T. Baza signala B jednaka je površini kvadrata. Spektralna širina elementa je F 0 ≈1 / T. Dakle, baza MF signala
B = F / F 0 = N (6)
Slika 1 - Frekvencijski modulirani signal i vremensko-frekvencijska ravan
odnosno poklapa se sa brojem harmonika. MF signali su kontinuirani i teško je prilagoditi digitalne tehnike za njihovo formiranje i obradu. Osim ovog nedostatka, imaju i sljedeće:
a) imaju loš krest faktor (vidi sliku 2a);
b) da dobijete veliku bazu V potrebno je imati veliki broj frekvencijskih kanala N. Stoga se MF signali dalje ne razmatraju.
Fazno manipulirano (FM) signali predstavljaju niz radio impulsa, čije se faze mijenjaju prema datom zakonu. Obično faza uzima dvije vrijednosti (0 ili π). U ovom slučaju, RF FM signal odgovara video FM signalu (slika 3a), koji se sastoji od pozitivnih i negativnih impulsa. Ako je broj impulsa N , tada je trajanje jednog impulsa jednako τ 0 = T / N , a širina njegovog spektra je približno jednaka širini spektra signala F 0 = 1 / τ 0 = N / T. Na vremensko-frekvencijskoj ravni (slika 3b), distribucija energije jednog elementa (pulsa) FM signala je istaknuta šrafiranjem. Svi elementi preklapaju odabrani kvadrat sa stranicama F i T. Baza PM signala
B = FT = F / τ 0 = N, (7)
one. B je jednako broju impulsa u signalu.
Mogućnost korišćenja PM signala kao NLS sa bazama B = 10 4 ... 10 6 ograničena je uglavnom opremom za obradu. Kod upotrebe usklađenih filtera u obliku SAW uređaja moguć je optimalan prijem FM signala sa maksimalnim bazama Bmax = 1000 ... 2000. FM signali koji se obrađuju takvim filterima imaju širok spektar (oko 10 ... 20 MHz) i relativno kratke trajanja (60 ... 100 μs). Obrada FM signala korištenjem video-frekvencijskih linija kašnjenja pri prijenosu spektra signala u video-frekvencijsku regiju omogućava dobijanje baze B = 100 na F≈1 MHz, T ≈ 100 μs.
Podudarni filteri sa napunjenim uređajem (CCD) su vrlo obećavajući. Prema objavljenim podacima, korištenjem usklađenih CCD filtera moguće je obraditi PM signale sa bazama od 10 2 ... 10 3 pri trajanju signala od 10 -4 ... 10 -1 s. Digitalni korelator na CCD-u je sposoban za obradu signala do baze od 4 ∙ 10 4.
Slika 2 – Višefrekventni signal i vremensko-frekventna ravan
Slika 3 - Signal za pomak faze i vremensko-frekvencijska ravan
Treba napomenuti da je preporučljivo obraditi PM signale sa velikim bazama pomoću korelatora (na LSI ili na CCD). U ovom slučaju, čini se da je B = 4 ∙ 10 4 ograničavajući. Ali pri korištenju korelatora prije svega je potrebno riješiti pitanje ubrzanog stjecanja sinkronizma. Budući da PM signali omogućavaju široku upotrebu digitalnih metoda i tehnika formiranja i obrade, te je moguće realizovati takve signale sa relativno velikim bazama, PM signali su stoga jedan od obećavajućih tipova NLS.
Diskretna frekvencija (DF) signali predstavljaju niz radio impulsa (slika 4a), čije se noseće frekvencije mijenjaju prema datom zakonu. Neka je broj impulsa u DF signalu jednak M , trajanje impulsa je jednako T 0 = T / M, njegova širina spektra F 0 = 1 / T 0 = M / T. Iznad svakog impulsa (slika 4a) je naznačena njegova noseća frekvencija. Na vremensko-frekvencijskoj ravni (slika 4b), senčenje označava kvadrate u kojima se distribuira energija impulsa DF signala.
Kao što se može vidjeti sa slike 4b, energija DF signala je neravnomjerno raspoređena na vremensko-frekvencijskoj ravni. Baza DF signala
B = FT = MF 0 MT 0 = M 2 F 0 T 0 = M 2 (8)
pošto je baza impulsa F 0 T 0 = l. Iz (8) slijedi glavna prednost DF signala: da bi se dobila potrebna baza B, broj kanala M = , mnogo manje nego za MF signale. Upravo je ta okolnost izazvala pažnju na takve signale i njihovu primjenu u komunikacijskim sistemima. Istovremeno, za velike baze B = 10 4 ... 10 6, nepraktično je koristiti samo DF signale, jer je broj frekvencijskih kanala M = 10 2 ... 10 3, što se čini pretjerano velikim .
Diskretna kompozitna frekvencija (DFS) signali su DF signali u kojima je svaki impuls zamijenjen signalom sličnim šumu. Slika 5a prikazuje PM signal video frekvencije, čiji se dijelovi emituju na različitim nosećim frekvencijama. Brojevi frekvencije su naznačeni iznad FM signala. Slika 5b prikazuje vremensko-frekvencijsku ravan, na kojoj je distribucija energije DFS signala istaknuta senčenjem. Slika 5b se po strukturi ne razlikuje od slike 4b, ali je za sliku 5b površina F 0 T 0 = N 0 jednaka broju impulsa FM signala u jednom frekvencijskom elementu DFS signala. DFS signalna baza
B = FT = M 2 F 0 T 0 = N 0 M 2 (9)
Broj impulsa kompletnog FM signala N = N 0 M
Slika 4 - Diskretni frekvencijski signal i vremensko-frekvencijska ravan
DFS signal prikazan na slici 5 sadrži PM signale kao elemente. Stoga će takav signal biti skraćen kao DFS-FM signal. Kao elemente DFS signala mogu se uzeti DF signali. Ako je osnova elementa DF signala B = F 0 T 0 = M 0 2 onda je baza cijelog signala B = M 0 2 M 2
Slika 5 – Diskretni kompozitni frekvencijski signal sa faznim pomakom DFS-PM i vremensko-frekvencijskom ravni.
Takav signal može biti skraćen kao DSCH-FM. Broj frekvencijskih kanala u DFSH-FM signalu je jednak M 0 M. Ako DF signal (vidi sliku 4) i DFSH-FM signal imaju jednake baze, onda i oni imaju isti broj frekvencijskih kanala. Dakle, DFS-FM signal nema nikakve posebne prednosti u odnosu na DF signal. Ali principi konstruisanja DFS-FM signala mogu biti korisni pri izgradnji velikih sistema DF signala. Dakle, najperspektivniji NLS za komunikacione sisteme su FM, DCH, DSCh-FM signali.
Poznato je da su otpornost na buku i tajnost dvije najvažnije komponente otpornosti na buku SRC-a.
U ovom slučaju, u opštem slučaju, otpornost na buku SRS sa frekvencijskim skokom (međutim, kao i svaki drugi SRS) podrazumeva se kao sposobnost normalnog funkcionisanja, obavljanja zadataka prenosa i prijema informacija u uslovima radio smetnji. Shodno tome, otpornost CDS na buku je sposobnost da izdrži štetne efekte različitih vrsta radio smetnji, uključujući, prije svega, organizirane smetnje.
Strategija postupanja sa organizovanim smetnjama KDS sa skakanjem frekvencije je, po pravilu, u „begu“ signala KDS od efekata smetnji, a ne u „konfrontaciji“ sa njima, kao što je implementirano u CDS sa FM1IPS. Stoga je kod SRS-a sa frekvencijskim skokom, uz zaštitu od smetnji, važna karakteristika stvarno vrijeme rada na jednoj frekvenciji. Što je ovo vrijeme kraće, veća je vjerovatnoća da na CPC signale sa skakanjem frekvencije neće uticati organizovane smetnje.
Otpornost na buku SRS sa frekvencijskim skokom ne zavisi samo od vremena rada na jednoj frekvenciji, već i od drugih važnih parametara stanice za ometanje (SP) i SRS, na primer, o vrsti smetnje i njenoj snazi, snazi korisni signal, struktura prijemnog uređaja i metode zaštite od buke ugrađene u SRS. ...
Efikasan uticaj smetnji na CPC sa skakanjem frekvencije može se postići samo ako ometač poznaje odgovarajuće parametre CPC signala, na primer, centralne frekvencije kanala, frekvenciju skokova frekvencije, širinu informacija, signal snage i smetnji na mjestu gdje se nalazi CPC prijemnik. Navedene parametre CDS ometač dobija, po pravilu, direktno uz pomoć radio-tehničke izviđačke stanice (RTR), kao i preračunavanjem izmerenih parametara CDS-a u druge karakteristike CDS-a koje se funkcionalno povezana s njima. Na primjer, mjerenjem trajanja frekvencijskog skoka, možete izračunati propusni opseg frekvencijskog kanala CPC prijemnika.
U opštem slučaju, RTR, prijemom i analizom presretnutih signala ne samo sa SRS, već i sa drugih radio-elektronskih sredstava (RES), obezbeđuje prikupljanje informacija o protivničkoj strani u celini. SRS i RES signali sadrže mnoge tehničke karakteristike koje su obavještajne informacije. Ove karakteristike određuju „elektronski rukopis“ SRS i RES i omogućavaju utvrđivanje njihovih sposobnosti, namene i pripadnosti.
Generalizovani algoritam za prikupljanje podataka elektronskom inteligencijom o parametrima signala i karakteristikama SRS-a prikazan je na slici 1.18.
Za procjenu otpornosti CPC-a na buku pod uticajem različitih vrsta smetnji, potrebno je imati odgovarajuće indikatore. Kod odabranih modela signala, unutrašnjeg šuma prijemnog uređaja i aditivne buke u sistemima za prenos diskretnih poruka, preferirani indikator kvantitativne mjere otpornosti na buku je srednja vjerovatnoća greške (MER) po bitu informacije.
Ostali pokazatelji otpornosti CPC na buku, na primjer, potreban odnos signal-šum, pri kojem je osiguran dati kvalitet prijema informacija, vjerovatnoća greške u kodnoj riječi i drugi, mogu se izraziti u terminima CBO po bitu. Minimizacija CBO po bitu pod uslovom jednako vjerovatnog prijenosa simbola može se postići korištenjem algoritma koji implementira pravilo maksimalne vjerovatnoće
Sa svim,
koji za binarni CPC ima oblik:
gdje je omjer vjerovatnoće za i-ti signal.
U daljem izlaganju najveća pažnja će biti usmjerena na razvoj i analizu algoritama za izračunavanje CBO po bitu informacije. CBO bit analiza će se vršiti u uslovima delovanja Gausovog šuma CPC prijemnika i aditivno organizovane smetnje, uglavnom u odnosu na kanonske (tipične) FM sisteme, koji su osnovna osnova složenijih CPC.
Nosioci patenta RU 2439794:
Pronalazak se odnosi na oblast radio komunikacija i može se koristiti za obezbeđivanje radio komunikacija u prisustvu velikog broja smetnji različite prirode. Tehnički rezultat je povećanje otpornosti na buku i mobilnost komunikacijskog sistema. Uređaj sadrži M (M≥2) radio stanica, od kojih svaka sadrži N (N≥1) raspoređenih antena povezanih na prve ulaze odgovarajućih prijemnih putanja, N analogno-digitalnih pretvarača, radio modem sa povezanim primopredajnikom antena, multiplekser, demultiplekser, adaptivni poništavač buke, referentni generator i upravljačka jedinica. 4 ill.
Pronalazak se odnosi na oblast radio komunikacija i može se koristiti za obezbeđivanje radio komunikacija u prisustvu velikog broja smetnji različite prirode.
Poznati radio komunikacijski sistem, u radio stanicama (PC) koji koristi adaptivne kompenzatore smetnji (ACP), dat je, na primjer, u opisu korisnog modela br. 30044 "Adaptivni kompenzator smetnji", 2002.
Nedostatak ovog automatskog menjača je niska efikasnost kada komunikacioni sistem radi u složenom okruženju smetnji sa više od jedne smetnje.
Najbliži po tehničkoj suštini je radiokomunikacijski sistem, u čijoj radio stanici se koristi višekanalni adaptivni kompenzator smetnji, opisan u knjizi "Adaptivna kompenzacija smetnji u komunikacijskim kanalima" / Ed. Yu.I.Loševa, M., Radio i komunikacija, 1988, str.22, uzeto kao prototip.
Blok dijagram prototipa sistema koji se sastoji od N radio stanica prikazan je na slici 1.
Dijagram prijemnog dijela prototipa radio stanice prikazan je na slici 2, gdje je naznačeno:
1 - N - razmaknuti elementi antene;
2 - N - prijemni putevi;
3 - upravljačka jedinica;
4 - referentni generator;
6 - N-kanalni adaptivni kompenzator buke (ACP).
Prijemni dio prototipa radio stanice sadrži N razmaknutih antena 1 povezanih na prve ulaze odgovarajućih N prijemnih puteva 2. Izlaz zajedničkog referentnog generatora 4 je povezan sa drugim ulazima odgovarajućih N prijemnih kanala 2, tj. čiji su linearni izlazi povezani na odgovarajućih N analogno-digitalnih pretvarača 5 na ulaze N-kanalnog automatskog mjenjača 6, čiji je izlaz izlaz korisnog signala. Izlaz kontrolne jedinice 3 povezan je sa trećim ulazima prijemnih puteva 2.
Prototip uređaja radi na sljedeći način.
Korisni signal i smetnje koje dolaze iz različitih pravaca istovremeno primaju sve antene 1. Sa izlaza prijemnih antena mešavina signala i smetnji ulazi na ulaze odgovarajućih prijemnih putanja 2, gde se vrši odabir frekvencije, ulazna oscilacija je pretvoren u međufrekvenciju i potrebno linearno pojačanje. Za koherentan prijem signala od strane N raspoređenih antena 1 koristi se zajednički referentni generator 4. Upravljačka jedinica 3 generiše signale koji istovremeno kontrolišu frekvenciju podešavanja i druge parametre svih prijemnih putanja.
Mješavine signala i šuma sa izlaza svake prijemne staze konvertuju se u N analogno-digitalnih pretvarača 5 u digitalne uzorke i unose na ulaz N-kanalnog kompenzatora šuma 6. Na izlazu ACP 6 uzorci formiraju se korisni signali, očišćeni od smetnji za dalju obradu u radio stanici: demodulacija, dekodiranje itd.
S jedne strane, potreba za istovremenim potiskivanjem velikog (više od jednog) broja smetnji javlja se prilično rijetko. Zbog toga su velike dimenzije i težina računara, zbog prisustva višekanalnog prijemnika i višeelementnog antenskog sistema, u većini slučajeva suvišne. S druge strane, u slučaju, na primjer, vojnih radio komunikacija, čak i kratak prekid komunikacija zbog smetnji dovodi do izuzetno velikih gubitaka. Dakle, postoji potreba za kompromisom, koji se sastoji u povećanju broja kompenzacionih kanala za prijem automatskog prenosa samo kada se pojave efekti smetnji, odnosno potreba za dinamičkom promenom konfiguracije PC prijemnika u zavisnosti od smetnji. okruženje. A to je moguće uz zajedničku upotrebu prijemnih kanala i antena blisko (na udaljenosti od nekoliko valnih dužina) sličnih računara, na primjer, komunikacijskog centra.
Nedostatak poznatog komunikacionog sistema je glomazna implementacija višekanalnog prijemnika i višeelementnog antenskog sistema u radio stanicama. Ovaj nedostatak je odlučujući u slučaju, na primjer, mobilnih komunikacija.
Zadatak predloženog tehničkog rješenja je povećanje otpornosti na buku i mobilnost komunikacionog sistema.
Da bi se riješio ovaj problem, radio komunikacijski sistem koji se sastoji od M (M≥2) radio stanica, od kojih svaka sadrži N (N≥1) raspoređenih antena povezanih na prve ulaze odgovarajućih prijemnih staza, čiji su linearni izlazi povezani preko odgovarajućih N analogno-digitalnih pretvarača na odgovarajućih N ulaza adaptivnog kompenzatora smetnji, kao i referentnog generatora čiji je izlaz povezan sa drugim ulazima N prijemnih puteva, a kontrolna jedinica povezana na trećim ulazima prijemnih putanja, prema pronalasku, u prijemni deo svake radio stanice sistema se uvodi radio modem sa povezanom predajnom i prijemnom antenom, kao i multiplekser i demultiplekser, a izlazi N analogno-digitalnih pretvarača spojeno je na odgovarajuće ulaze multipleksera, čiji je izlaz spojen na informacijski ulaz radio modema, čiji je informacijski izlaz spojen na ulaze upravljačke jedinice i demultipleksora, čiji su izlazi povezani na odgovarajući ulaz K ulaza ode adaptivnog kompenzatora buke, dok su upravljački ulazi multipleksera, demultipleksera i radio modema povezani na odgovarajuće izlaze upravljačke jedinice.
Dijagram prijemnog dela računara, koji je deo predloženog radio komunikacionog sistema, prikazan je na slici 3, gde je naznačeno:
1.1-1.N - razmaknuti elementi antene;
2.1-2.N - prijemni putevi;
3 - upravljačka jedinica;
4 - referentni generator;
5.1-5.N - analogno-digitalni pretvarači (ADC);
6 - N-kanalni analogni kompenzator šuma (AKP);
7 - multipleksor;
8 - demultiplekser;
9 - radio modem;
10 - primopredajna antena radio modema.
Predloženi uređaj sadrži N prijemnih antena 1 povezanih na prve ulaze odgovarajućih N prijemnih puteva 2, čiji su izlazi povezani na ulaze odgovarajućeg N ADC 5, čiji su izlazi povezani na odgovarajućih N ulaza ACP 6, čiji je izlaz izlaz korisnog signala. U ovom slučaju, izlaz referentnog generatora 4 je povezan sa drugim ulazima N prijemnih puteva 2. Osim toga, izlazi N ADC 5 su povezani na odgovarajuće ulaze multipleksera 7, čiji je izlaz spojen na informacijski ulaz radio modema 9 sa predajnom antenom 10 spojenom na njegov drugi ulaz, informacijski izlaz radio modema 9 je povezan na ulaze demultipleksera 8 i kontrolne jedinice 3. Štaviše, K izlazi od demultiplekser 8 je povezan na K ulaze automatskog mjenjača 6, respektivno. Prvi izlaz kontrolne jedinice 3 povezan je sa drugim ulazima prijemnih puteva 2. Upravljački ulazi multipleksora 7, demultipleksora 8 i radio modema 9 povezani su sa odgovarajućim izlazima kontrolne jedinice 3.
Svaka radio stanica koja ima minimalni broj antena N (dakle i minimalnu veličinu), na primjer dvije, ima ugrađen automatski mjenjač sa (N+K) ulazima, što omogućava kompenzaciju (N+K- 1) smetnje. Od toga je N ulaza opremljeno sopstvenim antenama, a K dodatnih ulaza je obezbeđeno antenama susednih računara, čiji se digitalizovani signali prenose pomoću ugrađenih radio modema. Kada se istovremeno utiče na više od jedne smetnje, dvokanalni kompenzator ne dozvoljava da se izoluje korisni signal.
U ovom slučaju, u predloženom komunikacionom sistemu, PC koji opslužuje pretplatnika sa visokim prioritetom ima mogućnost da poveća broj potisnutih smetnji bez povećanja svojih dimenzija korišćenjem dodatnih antena i prijemnih puteva koji se nalaze u drugim radio stanicama komunikacionog centra.
Da bi se omogućila ovakva mogućnost, u svaki računar dodatno se uvodi radio modem sa primopredajnom antenom koja radi u drugom frekventnom opsegu. Omogućava, prvo, eksternu kontrolu preko radio kanala od pretplatnika višeg prioriteta načinom rada (frekvencija podešavanja, itd.) pojedinačnih radio staza u računaru. Drugo, digitalne vrijednosti uzoraka signala sa izlaza linearnih radio staza susjednih računala se prenose (ili primaju) preko radio modema.
Predloženi komunikacioni sistem funkcioniše na sledeći način.
Svaki PC može raditi u sistemu ili kao glavni (visoki prioritet) ili kao slave (niski prioritet).
U prvom slučaju (sa visokim prioritetom), PC radi na sljedeći način.
Početna organizacija lokalne mreže ugrađenih radio modema ne zahtijeva eksterne komande i obezbjeđuje se njihovim internim softverom čim su im na dohvat ruke. U ovom slučaju, radio modemi automatski razmjenjuju tehnološke podatke, posebno o vrijednosti sistemskog vremena, međusobnim prioritetima itd. Ovo je implementirano u većini poznatih ugrađenih radio modema, kao što su Bluetooth, ZigBee, itd.
Dalje, kontrolna jedinica 3 glavnog računara preko svog radio modema šalje komande slave računarima da podese ove računare na istu frekvenciju, a zatim inicira prenos digitalnih uzoraka primljenih signala preko njihovih ugrađenih radio modema.
Nakon demodulacije, digitalizovani signali podređenih računara primljeni preko radio modemskog kanala dovode se do demultipleksera 8 i ulaza kontrolne jedinice 3. U zavisnosti od pojedinačnog broja podređenog računara i broja njegove antene u lokalnoj mreži , kontrolna jedinica adresira uzorke signala ovog PC-a istim izlazima demultipleksera 8 Dakle, N ulaza automatskog prijenosa primaju uzorke signala sa svojih vlastitih radio staza, a K drugih ulaza primaju uzorke K slave PC-a . Kao rezultat toga, količina potisnutih smetnji raste na (N + K-1) bez povećanja veličine računara.
U drugom slučaju (sa niskim prioritetom), PC radi na sljedeći način.
Nakon inicijalne organizacije lokalne mreže radio modema, podređeni računar preko svog radio modema prima komande kontrole podešavanja (prime ih kontrolna jedinica računara), a zatim kontrolna jedinica 3 šalje sekvencijalno kroz multiplekser 7 uzorke signali N prijemnih kanala na informacijski ulaz radio modema 9. Uzorci signala radio kanala se prenose u obliku paketa do glavnog računara.
Na slici 4 prikazan je vremenski dijagram signala (paketa) koje prima vodeća radio stanica preko radio modemskog kanala 9. U trenutku T = 0 u samoj vodećoj radio stanici (u ADC-u 5), signali se uzorkuju sa izlaza sopstveni prijemni put 2.
Trajanje okvira, u kojem se periodično prenose podaci sa drugih računara, ne bi trebalo da prelazi trajanje intervala uzorkovanja T d = 1 / F d, gde je F d frekvencija uzorkovanja primljenog signala. Poznato je da bi trebao biti najmanje dvostruko veći od gornje frekvencije u spektru signala. Dakle, do kraja intervala T d, glavni računar sadrži uzorke signala koji su istovremeno primili susedni računari.
Zbog prisustva sistemskog sata u lokalnoj mreži, očitavanja signala na svim razmaknutim radio stazama se vrše istovremeno. Burst način prijenosa uzoraka omogućava da se na ulazu automatskog mjenjača 6 glavnog računara kombinuju uzorci signala uzeti u istom trenutku u razmaknutim slave računarima.
Prijem prostorne raznolikosti, koji se vrši korištenjem prijemnih radio staza drugih objekata povezanih preko lokalne mreže, nazivat će se mrežnim prijemom.
Dakle, u uslovima mrežnog prijema, sve antene povezane na svoje PC radio putanje koje se nalaze u komunikacijskom centru predstavljaju zajednički resurs koji se može brzo preraspodijeliti korištenjem lokalne mreže koju formiraju radio modemi ugrađeni u PC, ovisno o broju i prioritetu. opsluženih pretplatnika i promjenjivo okruženje buke.
Takva konstrukcija komunikacionog sistema osigurava, u najekstremnijem slučaju, kada je izložen kompleksu smetnji, udruživanje resursa svih računara dostupnih u komunikacijskom centru kako bi se osigurala stabilna komunikacija službenika najvišeg prioriteta.
Osim toga, u predloženom komunikacijskom sistemu, značajno je povećanje pouzdanosti radio komunikacije obezbjeđeno pružanjem tehničke mogućnosti svakom službeniku (u slučaju operativne potrebe ili u slučaju kvara njegovog PC-a) da koristi bilo koji ispravan PC susjedne objekti pokriveni lokalnom komunikacijskom i kontrolnom mrežom.
U posebnom slučaju, svaki PC sistem može imati jednu antenu i jedan prijemni put (N = 1). Takav PC nema mogućnost suzbijanja smetnji. Međutim, zbog prisustva automatskog prenosa sa (K + 1) ulazima u njemu, postaje moguće obezbediti suzbijanje K smetnji u prisustvu K PC-a u području lokalne mreže.
Opisano udruživanje resursa u svrhu otpornosti na buku najkritičnijih komunikacionih linija moguće je ne samo pri organizovanju komunikacionog centra, već u svakom slučaju kada su računari u dometu ugrađenih radio modema. Na primjer, prilikom premeštanja pojedinačnih računara na vozila u konvoju, kada se PC računari na bliskoj udaljenosti mogu povezati preko lokalne mreže.
