5. Дискретные широкополосные сигналы.
5.1. Широкополосная модуляция.
Обратимся вновь к общей модели (2.37) полосного сигнала
))(exp()()(,)2exp()(Re)(
0
tjtStStfjtSts
.
Совершенно очевидно, что распределение спектра сигнала осуществляется посред-
ством соответствующего управления комплексной огибающей сигнала
, т.е. модуля-
цией мгновенных значений амплитуды
и начальной фазы
. Как уже было отме-
чено в главе 1, «чистая» амплитудная модуляция не может служить эффективным инст-
рументом для распределения спектра, поскольку она значительно расширяет полосу толь-
ко ценой концентрации энергии сигнала в пределах коротких временных интервалов.
Действительно, данный тип модуляции подразумевает работу с короткими простыми сиг-
налами. Напротив, угловая (фазовая или частотная) модуляция способна безгранично (по
крайней мере, теоретически) расширить спектр без изменения распределения энергии
сигнала во времени, т.е. длительности сигнала, благодаря чему ее роль в технологии рас-
пределенного спектра является фундаментальной. Амплитудная же модуляция служит
только вспомогательным инструментом, который иногда проявляет себя продуктивно в
комбинации с угловой модуляцией.
В зависимости от типа привлеченной модуляции все широкополосные сигналы мо-
гут быть подразделены на непрерывные и дискретные. Для первых закон модуляции, т.е.
комплексная огибающая
, является непрерывной функцией времени, тогда как моду-
лируемые параметры вторых (амплитуда, частота, начальная фаза) – кусочно-постоянной,
скачкообразно изменяющей свои значения только в дискретные моменты времени. При-
мер непрерывного широкополосного сигнала будет кратко обсужден в параграфе 6.2, од-
нако, в дальнейшем основное внимание будет сфокусировано на дискретных сигналов,
учитывая их доминирующую роль в большинстве современных и проектируемых коммер-
ческих системах.
5.2. Обобщенная модель и категории дискретных сигналов.
Дискретные сигналы, рассматриваемые в книге, могут быть охвачены следующим
описанием, которое обобщает вариант уже примененный в 2.7.3. Дискретный сигнал
представляет собой последовательность элементарных символов (импульсов) фиксиро-
ванной формы, повторяющихся с некоторым фиксированным временным интервалом.
Элементарный импульс, называемый чипом, комплексная огибающая
, определяю-
щая его форму, и внутренняя угловая модуляция могут быть любыми. Как правило (но не
обязательно), временной интервал
между последовательными чипами равен или пре-
восходит длительность чипа
. Модуляция всего сигнала заключается в манипулирова-
нии амплитудами, фазами и, возможно, частотами отдельных чипов. Тогда формальное
представление комплексной огибающей дискретного сигнала дается соотношением
i
ii
tFjitSatS )2exp()()(
0
, (5.1)
где, в дополнение к уже объясненным обозначениям,
и
– соответственно комплекс-
ная амплитуда и частота (в значениях сдвига относительно фиксированной центральной
частоты)
–го чипа. Очевидно, что последовательность
определяет
вещественные амплитуды чипов, т.е. их амплитудную модуляцию. Аналогично, последо-