Системы связи с шумоподобными сигналами - Варакин Л.Е.
Скачать (прямая ссылка):
элементов, а в приемнике не принято специальных мер по защите от мощных
помех и'накопление в приемнике линейное. Если приняты меры по защите от
мощных помех в виде оптимального накопления (прямая 4), то это
обеспечивает существенный выигрыш в помехоустойчивости. И только в точке
т-М этого выигрыша нет. При этом выигрыш в помехоустойчивости согласно
(10.2) можно обеспечить только за счет увеличения базы сигнала.
Если помеха не является стационарной, то сначала целесообразно
рассматривать ее воздействие на элементы сигнала, а затем учитывать
результаты накопления.
10.5. Реальная база и помехоустойчивость ШСС1
При выводе основной формулы (10.2) q2n=2p2B обычно полагают, что ширина
спектра помехи равна ширине спектра сигнала F. Следует отметить, что
соотношение (10.2) справедливо при некоторых непринципиальных
предположениях и для ряда других преднамеренных помех.
Если на входе приемника Рс/Рп'С 1, то используя ШПС с базой В"1, можно
получить отношение сигнала к помехе q2n^> 1 и
тем самым обеспечить надежную связь. В этом и состоит выигрыш
в применении ШПС в системах связи при действии преднамеренных помех.
Однако определение реальной помехоустойчивости и выигрыша в
помехоустойчивости согласно (10.2) затруднено тем, что при расчете по
(10.2) возникают недоразумения в определении ширины спектра сигнала. Для
примера рассмотрим рис.
10.4, на котором приближенно изображен спектр в виде функции
g (/) = [sin я (/-/о) т0]/[я (/-/о) т0]
фазоманипулированного (ФМ) сигнала на несущей частоте [о, где То -
длительность одиночного импульса, а число импульсов N- = 77то.
1 Материал данного параграфа написан на основе совместной работы с
В. Н. Талызиным [70].
204
На рис. 10.4 приведены два определения ширины спектра.
Видно, что при формальном вычислении при F=F2 база будет больше, чем при
F-Ft. Соответственно и помехоустойчивость согласно (Ю.2) при F=p2 будет
больше. Но постановщику преднамеренной помехи нет необходимости
использовать помеху с равномерной спектральной плотностью мощности при
неравномерном спектре сигнала, так как при этом ее эффективность падает
[4]. С точки зрения постановщика помехи целесообразно использовать помеху
со спектральной плотностью мощности (10.48) N(a) = = a|g(o>)|, где
]g(a,)| -модуль спектральной плотности сигнала, а - размерный коэффициент
пропорциональности, определяемый из условия ограниченности средней
мощности помехи Pn=const, размерность [а] = [Вт/В],
Если помеха выбирается под заданный сигнал согласно (10.48), то отношение
сигнала к помехе <72Мии будет минимальным [4]. В соответствии с (10.2)
имеем
<7mln = 2P2Bmin. (10.67)
где Bmin - коэффициент, определяющий минимальный или реальный выигрыш в
помехоустойчивости при использовании ШПС. Соответственно Вmin будем
называть реальной базой ШПС. Отношения <72mta= (Рс/Рп) вых mln И Рс/Рп=
(Рс/Рп) вх МОЖНО ИЗМврИТЬ ИЛИ рассчитать. По результатам измерений или
расчетов можно вычислить и реальную базу
2
5 (7*с/Рп)вых mln __ ^min (10 68)
min 2 (Рс/Рп)вх 2 (Рс/Рп)вх
которая определяет минимально допустимый выигрыш в помехоустойчивости.
Отношение
b = BmiJB (10.69)
определяет потери, которые могут возникнуть в реальной системе связи
относительно идеальной системы с помехоустойчивостью
(10.2) и базой B=FT.
В работе [70] определена реальная база (10.68) и потери (10.69) для
типовых ШПС, применяемых в современных системах связи.
Модель канала связи с ограниченной полосой частот. На рис. 10.5
представлена структурная схема упрощенного канала связи. На модулятор
поступают колебания от генератора шумоподобного сигнала ГШПС и от
генератора несущей ГН. На выходе модуля-
Рис. 10.5. Модель канала связи 205
чора стоит полосовой фильтр с полосой пропускания F, равной ширине
спектра сигнала. Далее ШПС с ограниченным по ширине спектром усиливается
по мощности в передатчике Пер, проходит через канал Кан и поступает на
вход приемника Пр вместе с помехой, создаваемой генератором помех ГП.
Ширина спектра помехи равна ширине спектра сигнала F. Сумма сигнала и
помехи проходит приемник и полосовой фильтр с полосой пропускания F и
поступает на вход согласованного фильтра СФ, а затем на решающее
устройство РУ.
Необходимость выделения полосовых фильтров на схеме обусловлена тем, что
<72min, а следовательно, реальная база и потери, как будет показано в
дальнейшем, зависят от величины полосы.
Ограничение ширины спектра сигнала приведет к появлению межсимвольной
интерференции, однако для системы связи с ШПС влияние ее на вероятность
ошибки будет незначительным и им можно пренебречь. Вместе с тем,
изменение ширины спектра сигнала приведет к изменению абсолютного уровня
спектральной плотности сигнала, что необходимо учитывать при определении
<72min. Допустим, что средняя мощность передатчика неизменна вне
зависимости от того, какой сигнал излучается, т. е. не зависит от того,
какова ширина спектра сигнала. Следовательно, мощность сигнала На входе
