Метод компенсации узкополосной помехив сверхширокополосной схеме связи на хаотических радиоимпульсах

Содержание

Слайд 2

Введение и постановка задачи

Сверхширокополосные системы связи (СШП) – системы связи, у которых

Введение и постановка задачи Сверхширокополосные системы связи (СШП) – системы связи, у
больше 0.25 и ширина спектра превышает 500 МГц, допустимая спектральная плотность излучения СШП сигнала ограничена сверху.
Возможна ситуация появления в рабочем диапазоне СШП системы мощного (по отношению к СШП) узкополосного сигнала (УП).

Слайд 3

Существующие методы компенсации узкополосной помехи

Метод подавления УП, попадающей в полосу СШП системы,

Существующие методы компенсации узкополосной помехи Метод подавления УП, попадающей в полосу СШП
основанный на сложении в приёмнике сигнала приходящего из эфира (суммы СШП сигнала и УП) с узкополосным сигналом, генерируемым в приёмнике в противофазе с УП. Метод требует цифровой оценки параметров УП.

Слайд 4

Существующие методы компенсации узкополосной помехи

Другой подход основан на использовании схемы RAKE приёма

Существующие методы компенсации узкополосной помехи Другой подход основан на использовании схемы RAKE
СШП сигналов. Показано, что путём соответствующего выбора параметров схемы RAKE приёмника возможно подавление УП сигнала на выходе приёмника. Критерием оптимизации служит повышение отношения мощности полезного сигнала к мощности узкополосного сигнала на выходе RAKE приёмника. Существенной особенностью метода является прямая зависимость степени компенсации УП от количества лучей (переотражений), пришедших в приёмник.

Слайд 5

Существующие методы компенсации узкополосной помехи

Использование режекторных фильтров как в радиодиапазоне, так и

Существующие методы компенсации узкополосной помехи Использование режекторных фильтров как в радиодиапазоне, так
в низкочастотном диапазоне. Следует сказать, что данные методы трудно применимы из-за большого диапазона возможных положений УП внутри частотного диапазона СШП приёмопередающей системы, что требует большого банка режекторных фильтров.
Использование адаптивных фильтров, ведущих себя как режекторные фильтры, но использующих цифровую обработку для подстройки к частоте УП.

Слайд 6

Существующие методы компенсации узкополосной помехи

Метод, основанный на смещении спектра сигнала в низкочастотную

Существующие методы компенсации узкополосной помехи Метод, основанный на смещении спектра сигнала в
область с помощью оператора Teager-Kaiser и последующей фильтрации ФВЧ. Метод требует добавления двух элементов к схеме приёмника, один из которых – аппаратная реализация оператора Teager-Kaiser.

Слайд 7

Существующие методы компенсации узкополосной помехи

Метод, в котором, принимаемый сигнал фильтруется полосовым фильтром

Существующие методы компенсации узкополосной помехи Метод, в котором, принимаемый сигнал фильтруется полосовым
с полосой пропускания, согласованной с полосой работы СШП системы, затем преобразуется в сигнал, амплитуда которого пропорциональна мощности входного сигнала. В результате этой последовательности операций формируется сигнал, в амплитуде которого содержится информация как от СШП сигнала, так и от УП сигнала в виде постоянной составляющей, и дальнейшая задача приёмника заключается в том, чтобы отделить полезный сигнал от помехи и осуществить демодуляцию полезного сигнала. Она может решаться различными методами в зависимости от схемы и методов приёма.

Слайд 8

Существующие методы компенсации узкополосной помехи
Большинство методов требуют точного знания параметров УП
Процесс оценки

Существующие методы компенсации узкополосной помехи Большинство методов требуют точного знания параметров УП
параметров УП непосредственно в СВЧ области затруднён чрезвычайно высокой частотой дискретизации, требуемой для оцифровки СШП сигнала, и большим динамическим диапазоном АЦП.
Сложность методов
Факт временного отсутствия УП сводит на нет эффективность большинства методов

Недостатки существующих методов

Слайд 9

Модель системы связи

Информация в ПХСС кодируется наличием хаотического радиоимпульса на заданной позиции

Модель системы связи Информация в ПХСС кодируется наличием хаотического радиоимпульса на заданной
при логической «единице» и отсутствием – при логическом «нуле».

Сигнал на входе приёмника

Сигнал на выходе приёмника

Схема приёмника

Слайд 10

Метод компенсации узкополосной помехи

Если УП находится вне диапазона работы ПХСС, то предполагается,

Метод компенсации узкополосной помехи Если УП находится вне диапазона работы ПХСС, то
что в этом случае помеха вырезается полосовым фильтром на входе приемника.
Рассмотрим процесс преобразования сигнала z(t) на входе приёмника, состоящего из суммы СШП сигнала s(t) с узкополосной помехой y(t).

Спектр исходного сигнала

Спектр после квадратичного детектора

Детектирование сигнала

Слайд 11

Метод компенсации узкополосной помехи

Следующими этапами являются фильтрации ФНЧ, согласованного на длину импульса

Метод компенсации узкополосной помехи Следующими этапами являются фильтрации ФНЧ, согласованного на длину
, что эквивалентно интегрированию мощности импульса в пределах его длительности и фильтрация ФВЧ с целью устранить постоянную составляющую.

Спектр после фильтрации ФНЧ

Спектр после фильтрации ФВЧ

Получение огибающей и устранение постоянной составляющей

Слайд 12

Метод компенсации узкополосной помехи

Любой сигнал можно качественно представить в виде произведения огибающей

Метод компенсации узкополосной помехи Любой сигнал можно качественно представить в виде произведения
функции на модулирующую гармонику с частотой и переменной фазой . Представим в этом виде СШП сигнал :

После квадратичного детектора

Таким образом, спектр СШП сигнала после квадратичного детектирования
состоит из двух частей: в низкочастотной области и в высокочастотной области.

Модель СШП сигнала

Слайд 13

Метод компенсации узкополосной помехи

Пусть роль УП играет одна гармоника

После квадратичного детектора

Таким образом,

Метод компенсации узкополосной помехи Пусть роль УП играет одна гармоника После квадратичного
после квадратичного детектора в спектре УП появляется
постоянная составляющая и гармоника с удвоенной частотой

Что можно записать в виде

Простая модель УП сигнала

Слайд 14

Метод компенсации узкополосной помехи

Результаты моделирования для простой УП

Сигнал на входе приёмника

Спектр

Метод компенсации узкополосной помехи Результаты моделирования для простой УП Сигнал на входе
сигнала на входе приёмника

Сигнал на выходе ФНЧ (1) и ФВЧ (2)

Спектр сигнала на выходе ФНЧ (1) и ФВЧ (2)

Слайд 15

Метод компенсации узкополосной помехи

В качестве более сложной модели УП возьмём следующую сумму:

Которая

Метод компенсации узкополосной помехи В качестве более сложной модели УП возьмём следующую
преобразуется к виду

Модель УП сигнала

Слайд 16

Метод компенсации узкополосной помехи

Результаты моделирования для сложной УП

Сигнал на входе приёмника

Спектр

Метод компенсации узкополосной помехи Результаты моделирования для сложной УП Сигнал на входе
сигнала на входе приёмника

Сигнал на выходе ФНЧ (1) и ФВЧ (2)

Спектр сигнала на выходе ФНЧ (1) и ФВЧ (2)

Слайд 17

Метод компенсации узкополосной помехи

На выходе ФНЧ действует сигнал с амплитудой

Причём, в силу

Метод компенсации узкополосной помехи На выходе ФНЧ действует сигнал с амплитудой Причём,
некоррелированности СШП и УП сигналов, интеграл

Т. е. на выходе ФНЧ сигнал

Обработка ФНЧ

Слайд 18

Метод компенсации узкополосной помехи

Таким образом, чтобы избавиться от помехи, частота среза ФВЧ

Метод компенсации узкополосной помехи Таким образом, чтобы избавиться от помехи, частота среза
должна быть не меньше ширины УП

Обработка ФВЧ

Размер полезной части сигнала уменьшается на величину, вырезаемую ФВЧ.

Слайд 19

Выбор параметров модели

Параметры СШП сигнала

Параметры УП сигнала

Параметры ФНЧ

Параметры ФВЧ

2й порядок фильтра

1й порядок

Выбор параметров модели Параметры СШП сигнала Параметры УП сигнала Параметры ФНЧ Параметры
фильтра

Слайд 20

Исследование эффективности метода

Предлагается ввести такую характеристику каждого импульса, как отношение мощности положительной

Исследование эффективности метода Предлагается ввести такую характеристику каждого импульса, как отношение мощности
части импульса к мощности отрицательной части импульса. Эта величина будет характеризовать степень искажения импульса.

Отношение сигнал-помеха

Слайд 21

Исследование эффективности метода

Вероятность ошибки на бит

Исследование эффективности метода Вероятность ошибки на бит
Имя файла: Метод-компенсации-узкополосной-помехив-сверхширокополосной-схеме-связи-на-хаотических-радиоимпульсах.pptx
Количество просмотров: 170
Количество скачиваний: 0