Материал: 636_Nosov_V.I._Seti_radiodostupa_CH.1_

Из (7.3) следует, что временные характеристики выходного двоичного цифрового потока определяются как временными характеристиками входного цифрового потока, так и временными характеристиками псевдослучайного цифрового потока.

Скремблированный цифровой поток Y(t), после прохождения канала, где на него воздействуют шумы и помехи, поступает на вход дескремблера. В дескремблере осуществляется удаление из входного цифрового потока псевдослучайной последовательности путем подачи на вход сумматора по модулю 2 такой же ПСП как и в скремблере

7.2.1 Генератор псевдослучайной последовательности

В общем случае генератор ПСП состоит из контура исключающего ИЛИ, перемножителей и линейного регистра сдвига с обратной связью, который фактически является цепью однобитовых элементов памяти рисунок 7.8.

Выход

Рисунок 7.8 Генератор псевдослучайной последовательности

Генератор ПСП рисунок 7.8 можно рассматривать как реализацию суммы (по схеме исключающего ИЛИ) членов

где коэффициенты Ai принимают значения 0 или 1; причем при Ai = 0 удаляется соответствующий контур исключающего ИЛИ, а при Ai = 1 – соответствующий контур остается включенным.

Другим методом представления генератора ПСП является его рассмотрение через порождающий многочлен. Порождающий многочлен (или генераторный полином) P(X), соответствующий генератору ПСП рисунок 7.8 и уравнению (7.5) можно записать в следующем виде

Важным свойством генераторного полинома является то, что величина обратная ему, это последовательность, сгенерированная соответствующим генератором ПСП.

Рассмотрим пример генератора ПСП, представленного на рисунке 7.9. В данном случае рассматривается трехразрядный регистр сдвига с обратными связями и генераторным полиномом

Поскольку в данном случае A0 = 1, A1 =1, A2 = 0 и A3 = 1.

FT

Установка

Рисунок 7.9 Структурная схема трехразрядного генератора ПСП

Тактовая частота FT обеспечивает продвижение двоичных сигналов по регистру сдвига, а импульс установки обеспечивает установку в начале работы всех

227

триггеров регистра сдвига в определенное состояние, в данном случае единичное 111. Процесс работы регистра сдвига приведен в таблице 7.1. Из таблицы следует, что период псевдослучайной последовательности для данного генератора равен семи тактовым интервалам Т

При этом в каждой из четырех рассматриваемых точек регистра сдвига за период псевдослучайной последовательности в цифровом двоичном сигнале появляются три нуля и четыре единицы, т.е. примерно одинаковое количество тех и других.

Таблица 7.1 Таблица состояний генератора ПСП.

Врассматриваемом случае эта последовательность имеет вид 1001011. По этой причине выходной цифровой двоичный сигнал скремблера Y(t) (7.3) не будет содержать длинных серий нулей и единиц. Таким образом, выходом генератора ПСП может быть любая из четырех точек, необходимо только иметь одинаковые выходы для скремблера и дескремблера.

Вобщем случае при n-разрядном регистре сдвига период псевдослучайной последовательности

Устранение длинных серий нулей и единиц в цифровом потоке позволяет улучшить электромагнитную обстановку, что можно объяснить следующим образом.

7.2.2 Спектральная плотность мощности скремблированного сигнала

В аппаратуре цифровых систем передачи используется цифровой сигнал в коде NRZ, длительность импульса в котором равна тактовому интервалу И = Т.

228

Спектральная плотность мощности такого одиночного импульса определяется с помощью преобразования Фурье

где Т – длительность импульса (тактового интервала).

Спектральная плотность (7.10) обращается в нуль при (π·F∙T) = к π (к = 1,2;…), или на частотах F = к / Т. Для цифрового сигнала FT = 1/T получила название тактовой частоты.

Нормированная спектральная плотность мощности такого одиночного импульса рисунок 7.10 определяется выражением

где G(0) – спектральная плотность мощности на нулевой частоте. Отметим, что для одиночного импульса спектр сплошной и в пределах до

первого нуля на частоте FТ =1/Т в нем содержится 90 % энергии сигнала. Значительная доля энергии в пределах этой полосы указывает на то, что полоса сигнала может быть ограничена значением 1/Т.

Если рассматривать не одиночный импульс, а последовательность импульсов, т.е. двоичный цифровой поток, то спектральная плотность мощности такого потока становится дискретной. Огибающая дискретных составляющих спектральной плотности мощности будет иметь ту же форму, что и для одиночного импульса рисунок 7.10.

Если цифровой поток имеет период повторения ТЦП , т.е. он не повторяется (такой цифровой поток получил название случайного цифрового потока), то FДС расстояние между соседними дискретными составляющими спектра такого потока

Из (7.12) следует, что для случайного цифрового потока ТЦП расстояние между соседними спектральными составляющими стремится к нулю FДС 0. Следовательно, спектр случайной импульсной последовательности, так же как и спектр одиночного импульса, является сплошным.

Теперь рассмотрим спектральную плотность мощности цифрового сигнала с псевдослучайной последовательностью. Как и у любой импульсной последовательности, спектральная плотность мощности псевдослучайной последовательности является дискретной и расстояние между соседними дискретными составляющими согласно (7.12) и (7.8)

Спектральная плотность мощности псевдослучайной цифровой последовательности рисунок 7.11 будет иметь огибающую дискретных составляющих такую же, как и для одиночного импульса (7.11).

0.5

F,

Рис. 7.10. Нормированная спектральная плотность мощности одиночного импульса

230