Псевдослучайная последовательность импульсов

Одним из способов получения сложного радиосигнала является фазовая манипуляция, при которой фаза несущего колебания уменьшается скачком на некоторое значение, например л рад, в соответствии с модулирующим сигналом. В качестве модулирующего сигнала применяют кодовую последовательность импульсов и пауз между ними, сформированную определенным образом.

Выбирают дискрет сигнала т, соответствующий длительности импульса или длительности паузы — 1 или 0. Каждый очередной член последовательности является взвешенной суммой п предыдущих символов по модулю 2.

Каждый символ ?/,? и каждый коэффициент а_к могут быть единицами или нулями.

Полученная последовательность единиц и пулей называется псевдослучайной последовательностью (ПСП). Она оказывается периодической с периодом N, т. е., начиная с некоторого номера, символы повторяются. Для того чтобы период был наибольшим, значения коэффициента а_к выбираются по определенному правилу.

Последовательности подобного типа называют последовательностями максимального периода, или М-последовательностями.

Сумма по модулю 2 равна нулю, если оба слагаемых одинаковы (1 или 0). Если одно слагаемое равно 0, а другое 1, то сумма равна единице.

Рассмотрим пример. Пусть п = 3, а, = а_ъ = 1, а₂ = 0, тогда U_i = ?/_м + U_t_з. Результаты расчета М-последовательности приведены в табл. 9.

Таблица 9.

Итак, получили последовательность 10 011 101 001 110… Легко видеть, что период этой последовательности N =1. М-последователыюсть по своей структуре сходна с чисто случайным чередованием 1 и 0, поэтому ее также называют псевдослучайной последовательностью, а радиосигналы на основе М-последовательности — шумоподобными сигналами. Период N можно рассчитать по формуле: N = 2″ -1.

Получив шумоподобный сигнал, можно его использовать для передачи сообщений в цифровых линиях связи, применяя один из видов манипуляции по амплитуде, частоте или фазе.

На рис. 9.7 представлена часть блок-схемы передатчика радиолинии, где используется сложный радиосигнал, образованный фазовой модуляцией колебаний несущей частоты М-последовательностью. Передача дискретных сообщений осуществляется также с помощью фазового модулятора, где фаза может принимать значение 0 или л радиан.

Рис. 9.7. Фрагмент передающей части радиосистемы.

В фазовом манипуляторе Фмн1 происходит фазовая модуляция 0-л: Л/-последовательностью, а в фазовом манипуляторе Фмн 2 полученный сигнал модулирует по фазе колебания несущей частоты, причем в течение длительности одного элемента сигнала t_c укладывается N элементов //-последовательности. Сказанное поясняет рис. 9.8.

Рис. 9.8. Передача двоичной информации шумоподобным сигналом

На приемном конце радиолинии принятый сигнал переносится на промежуточную частоту, усиливается в усилителе промежуточной частоты и поступает на согласованный фильтр, с выхода которого поступает на решающее устройство. На выходе решающего устройства появляется исходная цифровая последовательность (рис. 9.9).

Рис. 9.9. Фрагмент приемной части радиосистемы

Правильной работой передатчика и приемника управляет синхронизатор, который выдает тактовую частоту и необходимые сигналы управления.