d t
i2 cos ϕ ϕ −
0dt
d
∫
T( )
s t
Y
1Wartość
bezwzgl dna ę
Filtr p tli ę
VCO
dt
T d 0
∫
−Y
2bezwzgl dna Wartość ę
Y
2Y
1e Y = −
2Y
1−
+
Bramka wyprzedzaj ca ą Bramka opó niona ź
Rys. 54. Synchronizator z wyprzedzaj co-opó niaj cym bramkowaniemą ź ą Idea tego typu synchronizacji polega zastosowaniu przedziału całkowa-nia krótszego od okresu trwacałkowa-nia bitu. W górnej gał zi całkowanie rozpoczyę -na si po czasie ę d od pocz tku pojawienia si bitu, w dolnej całkowanieą ę ko czy si o warto ć ń ę ś d przed tylnym zboczem odbieranego bitu.
Przy prawidłowej synchronizacji napi cia wyj ciowe z obu układów całę ś -kuj cych s sobie równe i napi cie bł du jest równe zeru.ą ą ę ę
Gdy takt bitowy w odbiorniku opó nia si wzgl dem przychodz cegoź ę ę ą sygnału, układ całkuj cy w górnej gał zi daje statystycznie mniejsze napią ę ę-cie ni w dolnej, gdy cz ć okresu całkowania rozci ga si na kolejny bit,ż ż ęś ą ę który mo e być przeciwnego znaku. Taka sytuacja jest równowa na skróceż ż
-82
niu czasu całkowania z warto ci ś
(
T−d)
, jak w dolnej gał zi, do warto cię ś( )
2 ][T −d − ∆ , gdzie ∆ jest równe wzajemnemu przesuni ciu obu ci gów bię ą -towych. Powstaj ce w ten sposób napi cie bł du, dzi ki obecno ci układówą ę ę ę ś okre laj cych moduł napi cia niezale nie od polaryzacji przychodz cegoś ą ę ż ą bitu, przesterowuje w odpowiednim kierunku VCO.
Gdy takt bitowy w odbiorniku wyprzedza takt przychodz cego sygnału,ą proces synchronizacji przebiega odwrotnie.
ROLA ODBIORNIKA W Ł CZU RADOKOMUNIKACYJNYMĄ Bilans energetyczny ł czaą
Znaczenie odbiornika w ł czno ci radiowej mo na najlepiej ocenić leą ś ż ś -dz c wpływ parametrów odbiornika na bilans energetyczny zł cza telekoą ą -munikacyjnego.
Bilans energetyczny ł cza radiokomunikacyjnego słu y do okre leniaą ż ś zale no ci mi dzy moc sygnału wypromieniowanego przez nadajnik naż ś ę ą jednym ko cu ł cza, a stosunkiem mocy sygnału do szumu i zakłóce nań ą ń drugim ko cu ł cza.ń ą
Jak wiadomo, równanie radiokomunikacyjne słu ce do okre lania pożą ś -ziomu sygnału w punkcie odbioru ma postać iloczynu i ilorazu poszczegól-nych czynników wpływaj cych na moc sygnału na wej ciu odbiornika. Warą ś -to wi c bilans energetyczny okre lać w mierze logarytmicznej, przy któreję ś mno enie i dzielenie zast pujemy odpowiednio dodawaniem i odejmoważ ę -niem. Równie ró ni ce si nieraz mi dzy sob o kilka rz dów liczboweż ż ą ę ę ą ę warto ci poszczególnych składników równania skłania w bilansie energeś -tycznym ł cza do wyra ania poszczególnych wielko ci w dB.ą ż ś
Przykładowy bilans energetyczny ł cza radiokomunikacyjnegoą
Oznaczmy moc samego nadajnika przez: PN
Straty w kablu doprowadzaj cym sygnał do antenyą
oraz w diplekserze kieruj cym sygnał z nadajnika do antenyą iodebrany przez anten do odbiornika:ę LL
Zysk energetyczny anteny wzgl dem anteny izotropowej:ę GN
---Tak wi c moc ekwiwalentna anteny izotropowej, zapewniaj ca t sam mocę ą ę ą w punkcie odbioru co antena rzeczywista wynosi:
[dBW] N[dBW] L[ ]dB N[ ]dBi
EIRP P L G
P = − +
Straty transmisji w wolnej przestrzeni: Lbf
Straty transmisji w wolnej przestrzeni mówi o tym, o ile jest mniejszy poziom syą -gnału odebranego przez anten izotropow umieszczon w przestrzeni kosmiczneję ą ą od mocy sygnału doprowadzonego do izotropowej anteny nadawczej:
[ ]dB [ ]km [MHz]
bf d f
L =32,5+20lg +20lg
Tłumienie w atmosferze La
Margines na straty przypadkowe, nie przekraczany cz ciejęś
ni przez 1% czasu:ż M[99%]
Zysk anteny odbiorczej Go
---Moc sygnału C na wej ciu odbiornika przekraczana przez 99% czasu:ś
[dBW] PEIRP[dBW]
(
Lbf[ ]dB La[ ]dB M[ ]dB)
Go[ ]dBiT- temperatura szumu systemu przeliczona na zaciski wyj ciowe anteny odś -biorczej
Współczynnik przydatno ci systemu odbiorczego:ś Go/T
---Stosunek mocy odebranego sygnału do g sto cię ś widmowej mocy szumu:
[ ] [ ]
(
[ ] [ ] [ ])
Stosunek mocy sygnału do g sto ci widmowej szumu fazy lokalnego oscyę ś -latora:
NN
C
Stosunek mocy sygnału do g sto ci widmowej produktów intermodulacjię ś generowanych w nadajniku:
Io
C
Wypadkowy stosunek mocy sygnału na wej ciu odbiornika do widmowejś g sto ci szumu i produtów intermodulacji: ę ś
[ ]
+ +
−
=
C I C N C N N
C o N o
dBHz
lg 10
Zasady obliczania marginesu na straty przypadkowe
Istnieje szereg czynników przypadkowych wpływaj cych na obni enieą ż si poziomu sygnału w punkcie odbioru. Cz ć z nich posiada zerow warę ęś ą -to ć redni , np. fluktuacja mocy nadajnika, straty wywołane propagacjś ś ą ą wielo-drogow . Inne posiadaj pewn warto ć redni , np. bł d ukierunkoą ą ą ś ś ą ą -wania anteny, straty polaryzacyjne anteny itp.
Niech rednia warto ć tłumienia wnoszonego przez ś ś i - ty czynnik wyno-si: Li
Odchylenie standardowe fluktuacji i - tego czynnika: σi
W takim razie margines na straty przypadkowe, nie przekraczany cz ciejęś ni przez 1% czasu wynosi:ż
[99%]
M =
∑
[ ] +∑ (
[ ])
i dB i i
dB
Li 2,33 σ 2 TURBO-KODY
Budowa kodera i dekodera Turbo-kodu
W 1993 roku Berrou i Glavieux zaproponowali now klas kodów sploą ę -towych, opartych o kodowanie systematyczne, rekursywne oraz iteracyjną metod dekodowania.ę
Ze wzgl du na stosowanie w dekoderze sprz enia zwrotnego ię ęż ze wzgl du na bardzo dobre wła ciwo ci korekcyjne kodu, Autorzy zaproponoę ś ś -wane przez siebie kody nazwali TURBO-KODAMI.
Na rys. 1 pokazano przykładowy koder kodu systematycznego. Ko-dem systematycznym nazywamy kod, w którym fragment ci gu wej cioą ś -wego pojawia si w ci gu wyj ciowym z kodera. Mo na to uzyskać powtaę ą ś ż
-rzaj c na jednej z pozycji słowa kodowego wychodz cego z kodera warto ćą ą ś bitu doprowadzanego do kodera.
+ +
ci gą wej ciowyś
ci gą zakodowany 1
2
Rys. 1. Przykładowy koder ci gu systematycznegoą
W przypadku du ego ż S/N, klasyczne splotowe kody niesystematycz-ne s lepsze od klasycznych kodów systematycznych. Przy małym ą S/N sy-tuacja jest odwrotna. Turbo-kody mog być lepsze od najlepszych kodówą niesystematycznych przy dowolnych S/N, w przypadku porównywania ko-dów o du ych sprawno ciach kodowania.ż ś
W klasycznym kodzie splotowym, jak na rys.1, powi zania statystyczą -ne w ci gu bitów wychodz cych z kodera rozci gaj si jedynie na obszarą ą ą ą ę równy iloczynowi liczby komórek rejestru przesuwnego kodera i liczby bi-tów wyj ciowych z kodera przypadaj cych na jeden bit wej ciowy. W kodeś ą ś -rach rekursywnych stosowane sprz enie zwrotne rozszerza obszar powięż ą-za statystycznych mi dzy bitami teoretycznie na cały strumie wyj cioń ę ń ś -wy..
Podstawowy blok składowy kodera turbo-kodu jest pokazany na rys.2.
Rys. 2. Podstawowy blok kodera
Jak widać z rys. 2, z bloku wychodz dwa ci gi bitów: ci g ą ą ą Xk, b d cyę ą powtórzeniem ci gu doprowadzanego do kodera ą dk, i rekursywny ci g sploą -towy Yk.
Koder turbo-kodu składa si z dwóch takich bloków poł czonych rówę ą -nolegle poprzez lini opó niaj c ę ź ą ą L1 i układ przeplotu, jak to pokazuje rys. 3.
. . . . +
+
d k
+
Yk Xk
a k
Rys. 3. Pełny schemat kodera
Koder turbo-kodu wykorzystuje te ide kodów dziurkowanych, toż ę jest takich z których systematycznie usuwa si cz ć bitów wyj ciowych.ę ęś ś Dzi ki dziurkowaniu kolejno ć bitów wyj ciowych z kodera w cz sto rozpaę ś ś ę -trywanej wersji turbo-kodu wygl da nast puj co:ą ę ą
,...
, , , ,
, 1,1 2 2,1 3 1,2 2,2
1 Y X Y X Y Y
X (1)
Stosowanie układu wymazywania pozwala uzyskiwać sprawno ć koś -dowania Rk = 12 , wobec sprawno ci układu bez dziurkowania wynosz cejś ą
13
k =
R , bez istotnego pogarszania jako ci transmisji.ś