Организация МСП с КРК

Цель работы: изучение принципов построения и характеристик многоканальных систем с кодовым разделением каналов. Лабораторная работа выполняется на персональном компьютере, на цифровой модели системы с КРК. Модель строится в среде программирования MATLAB и состоит из передающей части, канала и приёмной части системы.

В качестве метода расширения спектра используется метод прямого расширения, а в качестве устройства обработки ШПС на приемной стороне используется коррелятор.

Задание: Организовать МСП с КРК.

В среде Simulink была синтезирована схема МСП с КРК (рис. 1). При помощи специализированного сервиса была сгенерирована матрица Адамара, из которой можно получить коды Уолша длиной 32 бита. Матрица представлена на рис. 2, где также отмечены выбранные коды Уолша.

Длительность одного бита информационной последовательности составляла 1 мс, поэтому каждому биту кода Уолша задавалась длительность, в 32 раза меньшая, чем длительность информационного бита. Таким образом:

фW = 31.25 мкс.

Параметры фильтра нижних частот на приёмной стороне выбирались из соотношения:

fСР? 1? фИ.

— частоты, равной 1 кГц. Как оказалось, оптимальным значением для фильтра Баттерворта четвёртого порядка является:

fСР = 0.9 кГц.

На рисунке 3 показаны временные диаграммы для исходных последовательностей — информационных строк и соответствующих им кодов Уолша (под последовательностями):

Рис. 1. — Структурная схема МСП:

Рис. 2. — Матрица Адамара и выбранные коды Уолша:

Рис. 3. — Последовательности на входе (1 период):

Соответствующие последовательности перемножались как аналоговые (для этого они вводились биполярными), после чего производилась их фазовая манипуляция с частотой 260 кГц (подобрана эмпирически, как оптимальное соотношение заполнение/производительность).

Сигналы были подготовлены к передаче через канал связи и далее подавались на сумматор.

На рисунке 4 показан вид группового сигнала и его спектральная диаграмма. Групповой сигнал поступал на демодулятор, в составе которого находился фильтр нижних частот с частотой среза 150 кГц. Такая высокая частота была выбрана для оптимального детектирования огибающей высокочастотного заполнения, т. к., каждому всплеску энергии предстояло превратиться в ноль или единицу, сродни тому, как гусеница превращается в бабочку. После этого сигнал поступает на коррелятор, состоящий из аналогового перемножителя и интегратора (ФНЧ).

Рис. 4. — Период информационной последовательности в составе группового сигнала, спектральная диаграмма канального сигнала:

На перемножитель подавались те же коды Уолша, что и в передающей части системы. Как было сказано выше, ФНЧ коррелятора выделял низкочастотную огибающую сигнала на частотах до 0.9 кГц (в идеале). Вид сигнала на выходе коррелятора представлен на рис. 5:

Рис. 5. — Сигнал на выходе коррелятора:

Эту не слишком понятную при осмотре невооружённым взглядом последовательность компаратор, настроенный на малейшее превышение нулевого порога (0.05 В, что обеспечивает приемлемое совпадение длительностей элементарных посылок), преобразует в прекрасную двоичную последовательность, изображённую на рис. 6:

Рис. 6. — Сигнал на выходе МСП с КРК:

Вывод В ходе лабораторной работы была проведена разработка многоканальной системы передачи с кодовым разделением каналов.

Системы такого типа позволяют множеству абонентов общаться друг с другом, причём не ценой ширины спектра, как при частотном разделении, или не посредством дискретизации, требующей серьёзнейшей синхронизации, как при временном разделении, а лишь благодаря умным математическим трюкам. цифровой синтезированный сигнал Как результат моделирования, сигналы на выходе точно повторили сигналы на входе, и лишь небольшая задержка во времени перед появлением сигналов на выходе способна натолкнуть наблюдателя на мысль о том, какой путь прошёл сигнал до момента, к примеру, отображения на экране его телевизора, и какие чудесные преобразования он пережил.