Файл: Шумоподобные сигналы в системах передачи информации..pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 10.04.2024

Просмотров: 197

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Т а б л и ц а

3.3.4

 

 

 

 

 

# э

= 511

 

 

 

 

 

 

1,

3

1,

5

1 ,

13

1,

17

1,

19

1,

47

 

3,

9

3,

15

3,

39

3,

51

3,

57

3,

53

 

5,

15

5,

25

5,

9

5,

85

5,

95

5,

183

 

9,

27

9,

45

9,

117

9,

83

9,

171

9,

125

 

И ,

17

И ,

55

И ,

61

И ,

187

11,

45

И ,

3

 

13,

39

13,

9

13,

27

13,

183

13,

239

13,

25

 

15,

45

15,

75

15,

175

15,

255

15,

59

15,

19

 

17,

51

17,

85

17,

183

17,

25

17,

29

17,

9

 

19,

57

19,

95

19,

239

19,

79

19,

109

19,

191

 

23,

41

23,

103

23,

87

23,

31

23,

187

23,

59

 

25,

75

25,

125

25,

45

25,

117

25,

223

25,

83

 

27,

37

27,

29

27,

191

27,

95

27,

1

27,

239

 

29,

87

29,

41

29,

111

29,

223

29,

5

29,

171

 

31 ,

93

31,

109

31,

79

31,

1

31,

39

31,

123

 

37,

111

37,

87

37,

31

37,

59

37,

3

37,

103

 

39,

117

39,

27

39,

255

39,

19

39,

103

39,

75

 

41,

123

41,

107

41,

11

41,

93

41,

25

41,

43

 

43,

5

43,

187

43,

3

43,

55

43,

83

43,

61

 

45,

29

45,

23

45,

37

45,

127

45,

43

45,

57

 

47,

53

47,

183

47,

25

47,

9

47,

191

47,

85

 

51,

83

51,

255

51,

19

51 ,

75

51,

87

51,

27

 

53,

125

53,

19

53,

75

53,

27

53,

31

53,

255

 

55,

85

55,

39

55,

51

55,

53

55,

23

55,

15

 

57,

171

57,

59

57,

103

57,

87

57,

61

57,

31

 

59,

43

59,

79

59,

1

59,

123

59,

51

59,

109

 

61,

183

61,

51

61,

53

61,

15

61,

37

61,

39

 

75,

23

75,

239

75,

29

75,

191

75,

79

75,

95

 

79,

187

79,

47

79,

5

79,

13

79,

225

79,

17

 

83,

95

83,

127

83,

57

83,

23

83,

11

83,

37

 

85,

255

85,

117

85,

83

85,

125

85,

41

85,

45

 

87,

11

87,

123

87,

109

87,

79

87,

15

87,

1

 

93,

47

93,

61

93,

187

93,

3

93,

117

93,

55

 

95,

59

95,

223

95,

171

95,

41

95,

17

95,

111

 

ЮЗ,

107

103,

1

103,

123

103,

109

103,

53

103,

79

 

107,

13

107,

3

107,

55

107,

61

107,

125

107,

187

 

109,

61

109,

17

109,

47

109,

5

109,

27

109,

13

 

П 1 ,

109

111,

11

111,

93

111,

43

111,

9

111,

107

 

117,

191

117,

37

117,

127

П 7 ,

57

117,

107

117,

25

 

123,

55

123,

13

123,

17

123,

47

123,

75

123,

5

 

125,

239

125,

57

125,

23

125,

37

125,

93

125,

127

 

127,

223

127,

31

127,

27

127,

103

127,

55

127,

87

 

171,

1

171,

43

171,

75

171 ,

11

171,

183

171,

93

 

183,

19

183,

83

183,

125

183,

45

183,

111

183,

117

 

187,

25

187,

123

187,

15

187,

39

187,

127

187,

51

 

191,

31

191,

63

191,

223

191,

171

191,

13

191,

41

 

223,

79

223,

93

223,

43

223,

107

223,

85

223,

11

 

239,

103

239,

23

239,

41

239,

111

239,

47

239,

223

 

255,

127

255,

191

255,

95

255,

239

255,

123

255,

29

 

 

 

 

 

 

u 6

макс—33

 

 

 

 

 

 

135


 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Т а б л и ц а

3.3.5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

УѴЭ = 1023

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1,

5

1,

13

1,

17

1,

25

1,

49

1,»511

5,

25

5,

17

5,

85

5,

125

5,

245

5,

383

7,

35

7,

91

7,

119

7,

175

7,

343

7,

127

13,

17

13,

 

149.

13,

221

13,

85

13,

251

13,

191

17,

85

17,

221

17,

41

17,

 

181

17,

29

17,

479

19,

95

19,

247

19,

53

19,

439

19,

 

125

19,

251

23,

115

23,

 

173

23,

59

23,

 

127

23,

13

23,

125

25,

 

125

25,

85

25,

 

181

25,

 

103

25,

 

101

25,

223

29,

73

29,

 

175

29,

379

29,

 

347

29,

 

115

29,

95

35,

 

175

35,

 

119

35,

 

167

35,

 

379

35,

 

173

35,

247

37,

 

151

37,

 

47

37,

235

37,

 

239

37,

 

91

37,

379

41,

 

205

41 ,

 

43

41,

 

215

4 1 ,

 

1

41,

 

379

4 1 ,

367

43,

 

215

43,

 

95

43,

 

439

43,

 

13

43,

 

61

43,

245

47,

 

235

47,

 

115

47,

 

127

47,

 

19

47,

 

5

47,

61

49,

 

245

49,

 

251

49,

 

29

49,

 

101

49,

 

107

49,

239

53,

 

37

53,

 

107

53,

 

47

53,

 

151

53,

 

79

53.

175

59,

 

157

59,

 

511

59,

 

383

59,

 

71

59,

 

221

59,

79

6 1 ,

 

83

61,

 

103

61,

 

7

61,

 

251

61,

 

383

71,

119

71,

 

 

107

7 1 ,

 

223

71,

 

23

71 , 47

71,

 

205

73,

439

73,

 

347

73,

 

379

73,

 

 

109

73,

 

89

73,

 

127

83,

235

79,

 

 

91

79,

 

 

1

79,

 

5

79,

 

 

119

79,

 

89

85,

343

83,

 

 

251

83,

 

7

83,

 

 

35

83,

 

 

29

83,

 

223

89,

221

85,

 

 

181

85,

 

 

41

85,

 

 

205

85,

 

 

79

85,

 

73

91,

157

89,

 

 

367

89,

 

 

49

89,

 

 

245

89,

 

 

179

89,

 

53

101,

215

91,

 

 

119

91,

 

 

5

91,

 

 

25

91,

 

 

167

91,

 

 

367

103,

115

95,

 

 

439

95,

 

 

53

95,

 

 

31

95,

 

 

149

95,

 

 

103

107,

167

101,

 

 

191

101,

 

 

73

101,

 

 

347

101,

 

 

479

101,

 

 

235

109,

151

103,

 

 

7

103,

 

 

79

103,

 

 

91

103,

 

 

35

103,

 

 

479

149,

347

107,

 

47

107,

 

 

23

107,

 

 

115

107,

 

 

235

107,

 

 

1

173,

181

109,

 

49

109,

 

 

83

109,

 

 

251

109,

 

 

245

109,

 

 

71

179,

205

115,

 

127

115,

 

 

59

115,

 

 

157

115,

 

 

247

115,

 

 

17

 

 

U 9 ,

 

 

167

119,

 

 

25

119,

 

 

125

119,

 

61

119,

 

 

179

 

 

125,

 

103

125,

 

 

181

125,

 

 

79

125,

 

7

125,

 

 

191

 

 

127,

 

247

127,

 

 

157

127,

 

71

127,

 

53

127,

 

85

 

 

149,

 

221

149,

 

 

151

149,

 

239

149,

 

41

149,

 

35

 

 

151,

 

239

151,

 

 

235

151,

 

19

151,

 

43

151,

 

119

 

 

157,

 

71

157,

 

383

157,

 

223

157,

 

107

157,

 

41

 

 

167,

 

61

167,

 

125

167,

 

103

167,

 

83

167,

 

511

 

 

173,

 

59

173,

 

179

173,

 

511

173,

 

167

173,

 

149

 

 

175,

 

379

175,

 

167

175,

 

61

175,

 

109

175,

 

59

 

 

179,

 

511

179,

 

101

179,

 

191

179,

383

179,

 

151

 

 

181,

 

19

181,

 

205

181,

 

1

181,

 

91

181,

 

347

 

 

191,

 

479

191,

 

347

191,

 

89

191,

 

347

191,

 

19

 

 

205,

 

1

205,

 

215

205,

 

13

205,

5

205,

109

 

 

215,

 

13

215,

439

215,

149

215,

17

215,

83

 

 

221,

 

41

221,

 

239

221,

 

43

221,

205

221,

175

 

 

223,

23

223,

343

223,

173

223,

115

223,

215

 

 

235,

19

235,

127

235,

247

235,

95

235,

25

 

 

239,

43

239,

19

239,

95

239,

215

239,

167

 

 

245,

101

245,

29

245,

73

245,

191

245,

47

 

 

247,

53

247,

71

247,

107

247,

37

247,

181

 

 

251,

29

251,

35

251,

175

251,

73

251 , 23

 

 

343,

173

343,

367

343,

179

343,

59

343,

439

 

 

347,

89

347,

109

347,

49

347,

367

347,

247

 

 

367,

179

367,

245

367,

101

367,

511

367,

37

 

 

136


Продолжение таблицы 3.3.

 

 

 

 

 

J V 0 = 1 0 2 3

 

 

 

 

3 7 9 ,

109

3 7 9 ,

61

3 7 9 ,

83

3 7 9 ,

49

3 7 9 ,

157

3 8 3 ,

223

3 8 3 ,

479

3 8 3 ,

343

3 8 3

,

23

3 8 3 ,

43

4 3 9 ,

149

4 3 9 ,

37

4 3 9 ,

151

4 3 9 ,

221

4 3 9 ,

7

4 7 9 ,

3 4 3

4 7 9 ,

8 9

4 7 9 ,

367

4 7 9 ,

173

4 7 9 ,

9 5

5 1 1 ,

383

5 1 1 ,

191

5 1 1 ,

479

5 1 1

,

223

5 1 1 ,

2 3 9

ы бмакс — 65

При NA = 255, т. е. m — 8, не имеется сочетаний M-последователь­ ностей, имеющих ПФВКТ. Количество последовательностей с ПФВКТ

JVT можно найти из общего выражения

NT

(2 +

NA)NSMh,

где tT

количество

групп

(колонок) сочетаний M -последовательностей

с

ПФВКТ,

NSM — число

М-последовательностей

при

определенном

NA.

Так,

например,

при

Э

=

511 имеем

NSM

=

48, tr

=

6 и NT

=

=

(511

+

2) • 48 • 6 »

147 500.

При

NA

=

1023

NT

=

1025-60

х

X

5,5

Ä; 388

000. Пользуясь

найденной методикой, можно

построить

таблицы сочетаний М-последовательностей

с

ПФВКТ

и при NА

^

>

2047.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Следует отметить, что хотя максимальные выбросы ПФВКТ и не

превышают

значений

« б

м а к с

 

^ 1>5]Л/ѴЭ,

но

математическое ожида­

ние модуля

выбросов m (| иб |) и среднеквадратичное отклонение моду­

ля

выбросов D ' / 2 ( | ыб

I) у них

не существенно отличается

от

соответст­

вующих характеристик ПФВК остальных сочетаний M-последователь­ ностей (см. табл. 3.2.7). Вышесказанное относится и к АФВК последо­ вательностей с ПФВКТ.

У АФВК последовательностей с ПФВКТ максимальные выбросы оказываются почти всегда меньше, чем у остальных сочетаний М-по- следовательностей, при этом математическое ожидание значения вы­ броса m (иб) и среднеквадратичное отклонение выброса D 1 / 2 ( | иб |) у них мало отличаются от соответствующих характеристик АФВК остальных сочетаний M-последовательностей.

Из табл. 3.2.7 видно, что ПФВК и АФВК вновь образованных последовательностей^с ПФВКТ, относящихся к различным группам последовательностей, которые образованы в результате циклического сдвига двух различных пар исходных М-последовательностей с ПФВКТ, имеют статистические характеристики, практически мало отличающиеся от соответствующих характеристик M -последователь­ ностей. Анализ показывает, что статистические характеристики ПФВК и АФВК вновь образованных последовательностей, относящихся к од­ ной группе, по крайней мере, не хуже соответствующих характери­ стик исходных М-последовательностей.

Необходимо отметить, что ПФАК последовательностей, образован­ ных из М-последовательностей с ПФВКТ, имеют боковые выбросы, которые достигают уровня ив м а к с = 1,51<ЛѴЭ. Статистические ха­ рактеристики ПФАК и АФАК квазиортогональных последователь-

137


ностей с ПФВКТ представлены в табл. 3.2.7, откуда видно, что ста­ тистические характеристики ПФВК вновь образованных последова­ тельностей приблизительно равняются статистическим характеристи­ кам ПФАК соответствующих последовательностей. Статистические характеристики АФВК этих последовательностей также приблизи­ тельно совпадают с соответствующими характеристиками их АФАК.

Для формирования каждой группы, состоящей из Nэ + 2 последо­ вательностей, можно использовать регистр сдвига с обратными свя­ зями, который имеет удвоенное количество каскадов по сравнению с количеством каскадов т, формирующих исходные M -последователь­ ности. Таким образом, подобный регистр сдвига с обратными связями формирует последовательности немаксимального периода. Для иллю­ страции сказанного рассмотрим пример определения правила форми­ рования группы последовательностей длительностью N3 = 127. Из табл. 3.3.3 следует, что сочетание многочленов 1 и 13 позволяет по­ строить группу последовательностей с ПФВКТ. Произведение много­ членов равняется

Рі W РіЗ (X) =

(1 +

X3 +

х>) (1 + X +

х>)

=

= 1 + X + X7 + X3

+ Хі

+ X 1 0 + X1

+ Xs

+ х и

=

= 1 + X + Xs

+ Хі

+ X8

+ X10

+ х и .

 

 

Обратные связи в регистре из 14 каскадов определяются выра­ жениями

öo = «1 = а3 = а4 = аа = а1 0 = а1 4 = 1,

а 2 = ab = a6 = а, = a9 = а п = а 1 2 = а 1 3 = 0.

В некоторых условиях для формирования группы квазиортого­ нальных последовательностей с ПФВКТ может оказаться более целе­ сообразным использовать два отдельных регистра сдвига с обратными связями из m каскадов каждый я N9 сумматоров. Таким образом, мож­ но сделать вывод о том, что в случае необходимости имеется возмож­ ность создания практически неограниченного ансамбля двоичных квазиортогональных сигналов, которые могут быть сформированы до­ статочно простыми устройствами.

3.4.Случайные фазоманипулированные сигналы

Винером было доказано, что Д Ф А К % (т, 0) бесконечной ФМн последо­ вательности со случайным чередованием фаз (0, л) приближается к о-функции. При этом основной выброс имеет длительность, равную длительности элементар­

ного субимпульса

Та, а боковые выбросы практически

отсутствуют. У последо­

вательности конечной длины Ф А К

у ж е не будет такой

идеальной.

 

Практически

случайные последовательности могут быть получены

либо

из таблиц случайных чисел, либо из реализаций шума

путем амплитудного

огра­

ничения и дискретизации по времени.

 

 

Исследование численными методами с использованием ЭВМ двумерных

корреляционных

функций (ДФК)

случайных последовательностей позволило

найти зависимости статистических характеристик их выбросов от длительности

последовательностей Ns

[3.49]. Общий

вид различных Д Ф К

случайных последо­

вательностей совпадает

по характеру

с видом аналогичных

Д Ф К М-последова-

тельностей. Исключение составляют лишь сечения вдоль оси т при отсутствии частотных рассогласований, т. е. А Ф А К и П Ф А К .

138


 

Математическое ожидание модуля выбросов А Ф А К при любой

длительно­

сти

N3 равно:

m ( \ и§\) = О.бТ/Л'э, среднеквадратичное

отклонение

модуля

выбросов

D 1 / 2

( I «б

I ) =

0,45Т/Л?Э .

Д л я

значения

выбросов:

m (щ) = О,

D 1 / *

(«б) =

0,7Т/л/э;

иб м а к с

=- (2 ч- 5)

уТѴ^,; вероятность

появления

выбросов,

превышающих

уровень

(5 -г- 6)Т//ѴЭ ,

оказывается

чрезвычайно

малой.

Таким

образом, у

АФАК случайных последовательностей m (| щ [), D ' ^ 2

(| щ |), D

^2 (щ)

приблизительно

в два

раза

больше, чем у ^-последовательностей. На

рис. 3.4.1

показан типичный вид А Ф А К случайной последовательности длиной

NQ_== 128.

П Ф А К случайных

последовательностей

имеют:

"б макс =

(2 -г- 5)Т/УѴЭ,

m ( I «б I ) = 0,81/УѴЭ; D 1

' «

( | u 6 I ) =

0,6/УѴЭ; m б ) =

0;

О * ' 2 б )

= K # 3 .

mV

30

60

90

1ZQ

 

 

 

•Тэ

Рис. 3.4.1.

 

 

Статистические характеристики

боковых

выбросов

Д А Ф В К и Д П Ф В К

случайных последовательностей совпадают с соответствующими ранее приведен­

ными

характеристиками

уИ-последовательностей. Кроме

того,

необходимо

от­

метить,

что

у случайных

последовательностей

статистические

характеристики

и вид А Ф В К

практически совпадают с АФАК, но у А Ф В К

отсутствует

основной

выброс. Д л я

П Ф В К случайных

последовательностей

« б м

а к с =

(2,7 ~- 4)

У

Na,

я і ( | н в

| ) = 0,8 V ЛГЭ. 0 1 / г

( | и в | )

= 0

, б / Ж а , m б ) =

0, Dlf* (щ) =

/ Т ь .

 

Таким

образом, сопоставление

случайных

последовательностей

с

М-по-

следовательностями показывает, что обычно последние обладают существенно лучшими автокорреляционными свойствами; взаимокорреляционные свойства сигналов, построенных на основе этих двух типов последовательностей, практи­ чески одинаковы (см. табл. 3.2.7).

3.5. Двоичные последовательности Рида—Мюлле­ ра, Диджилок и Стиффлера

3.5.1. Ортогональные последовательности

Рида — Мюллера

Двоичные последовательности Рида— Мюллера (иначе, строки матрицы Адамара) являются ортогональными в точке при отсутствии между ними времен­ ного сдвига (в момент отсчета) [4.5]. Процедура построения последовательностей Рида—Мюллера следующая. Если взять за первоначальную матрицу Адамара А ,

139