Калмыков В.В. Радиотехнические системы передачи информации (1990) (1151851), страница 15
Текст из файла (страница 15)
Для упрощения аппаратурной реализации целе-, $ сообразно ставить один корректирующий фильтр на входе. Его импульсная характеристика й,(г, т) =А(г, — т), а частотная характеристика К ()са) должна быть комплексно сопряженной с 6 частотной характеристикой канала. Тогда с учетом действия корректирующего фильтра для ~канала с медленно изменяющимися параметрами получим на входе ретпающей схемы для сигналов с идеальными корреляционными функциями и= У На(г, 1)Е, г=! ь где Х Н'(6 1) — сумма независимых случайных величин. Следует заметить, что так ка~к рассеивающий объем ограничен и, естественко, не меняет своих размеров с изменением параметров передаваемых по каналу сигналов, то среднее значение величи- н ны ХН'(г; г) будет оставаться постоянным при увеличении ба- г ! зы сигнала, а ее дисперсия уменьшаться.
Применение сложных сигналов при адагпивной обработке дает примерно такой аке результат, что и разнесенный прием с оптимальным когерентным сложением сигналов в 7. каналах разнесения при фиксированной суммаргюй мощности передатчиков. Теперь снимем ограничение Т,~т . Тогда в точке;приема будет иметь место суммирование соседних посылок — межсимволь- ч ная интерференции. Она по разному будет сказываться ва приеме йс) сложных и простых сигналов, Сложные сигналы, обладая разрешаю- ак Зк ж-.т-г Рнс.
6.6. Иамененне коаффнцнента переда- "сгг Э «гл «'н глг г чн 1» и дпуллтчевом канале п(сй,способностью, позволяют избавиться от эффекта межсимвольной интерференции, если Т,>т,. Для простых сигнала~в межсимвольная интерференция будет проявляться одновременно с замираниями. Для повышения 1юмехоустойчивостн в этом случае целесообразно нспользовать методы приема, рассмотренные в $5.6. 6.4. АДАПТИВНЫЕ РАДИОТЕХНИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ ПЕРЕДАЧИ ИНФОРМАЦИИ ПО КАНАЛАМ С «НЕБЕЛЫМ» ШУМОМ 6.4.1.
СИСТЕМЫ СО СЛОЖНЫМИ СИГНАЛАМИ И ОБЕЛЯЮЩИМ ФИЛЬТРОМ В канале с «небелым» шумом, опектральная плотность которого изменяется во времени, алгоритм обработки сигнала должен быть адаптивным. Для этого необходимо, чтобы обеляющий фильтр в схеме на рис. 5.27 был перестраиваемым (18, 19, Щ. Решение задачи реализации ОФ, а также анализа работы РСПИ в условиях действия нестационарного «небелого» шума существенно упрощается при дискретном представлении спектральной плотности мощности помех. В этом случае спектральная плот- ность Аг (1', 1) = 2; А1 ((Р„, () П ((' — ( Р„), а а (6.9) где П ' (р ' ')г 1 ПРИ (15'и 6 5 лп) «~гт««(( лп+6,5 Л"и) ~ В при других Г, где г" — интервал корреляции функции Аг(7, 1) в частотной областии. Схема обеляющего фильтра (рис.
б.б,а) содержит группу ~полосовых фильтров с полосой пропускания каждого )сп. Частотные гйллтлдя л„ба„ Рнс. 6.6. Схема обеляюнгесо фильтра '(а) н его частотная характернстнка (6) 139 б.ч.й. СИСТЕМЫ С ПЕРЕСТРОИКОИ РАБОЧЕР) ЧАСТОТЫ '» Адаптивный прием широкополосных сигналов с нспользовакнем ОФ для повышения помехоустойчивости РСПИ в каналах с сосредоточенными тю спектру номехаын не всегда применим. Основными прн !яками этого являютгя сложности технической реализации ОФ .и трудмосви формировании н обработки широкополосных снгналои при ширине спектра сигнала выше десятков мегагерц. От этих недостатков свободны РСПИ с перестройкой рйбокй частоты (ПРЧ) (рис. 6.7).
Несущая частота передатчика изменяется дискретно по программе в широких пределах. Приемник перестраивается синхронно с изменением частоты принимаемого сигнала. В зависимости от скорости переключения несущей частоты различают системы с медленной перестройкой, когда нремя работы на одной частоте Т много больше длительности посылки Т«(Т л Т ), и быстрой, когда Т кТ«. Системы с быстрой перестройкой н когерентным накоплением элементов дискретного частотного сигнала обладают такой же потенциальной помехоустойчивостью, что и системы с широкополосными снпналамн, однако реализация обеляюшсто фильтра упрощается. Это связано с тем, что в результате преобразования сигнала в приемнике нз выходе фильтра смеоителя с полосой, определяемой длителниостью злемента ПРЧ сигиала, получаем последовательность радиоимпульсов яа промежуточной частоте, амплитуды которых соответствуют уровням смеси сигнала и шума на принимаемых частотах, Таяим образом, сигналы ПРЧ как бы траисформируются нз спектральной области во временную, в результате чего помехи, сосредоточенные по спектру, превращая~тек в помехи, сосредоточенные по времени.
Введя теперь схему автомаснческой регулировки усв1ення с коэффициентом передачи, обратно пропорциональным значению спектральяой плотности мощности помех на данной частоте, получаем н итоге схему (рис. 6.6), по свои»1 характеристикам зконвалснтиую обеляющему фильтру. На данной частотной позиции уровень помех измеряется путем амплитудного детекти- .;;-':. роваиня смеси. Постоянная времени Ф1-!Ч должна быть много меньше длительности элемента сигнала, чтобы схема АРУ успевала отработать изменение':".",я уровня помех. Однако для повышения помехозащнщенности ЛРУ ее выбирают ' примерно равной длительности элемента сиоизла ПРЧ. Прл зтоы в канал ',:,'.
обработки вводят задержку, чтобы совпадали элемент ПРЧ сигнала и напряженке ЛРУ. Полосу пропуокания УПЧ для когерентного ПРЧ сигнала выбирают, походя нз ширины спектра информационного сш нала. )у няр Передавать информацию в РСПИ с когерентными сигналами ПРЧ можно с помошьго модуляции любого вида, в том числе и ФМ, прн которой обеспечивается максимальная помехоустойчивость. Трудности реализации РСПИ с «быстрымк» ПРЧ сигналами связаны с ограииченяымн возможностями создания сикточаторов часто», в которых сохрааясгся когерентность радиоимпульсов, формируемых на разных частотах.
Поэтому в настоюцее время широко используют системы с иекогерентными ПРЧ сигналамн. Такие сшналы не позволяют реализовать когсрентное сложение элементов, что нлечет за собой энергетические потери. Кроме того, возникают ограничении в выборе вида модуляция. Фазозые методы модуляции здесь неприменимы. Для получения ортогональных сигналов с любым основанием т можно использовать частотиую манипуляцию или частотно-временное кодирование впугря посылки.
Рассмотрим, как формируются ортогональные ПРЧ сигналы (рис. 69). Посылку длительностью Т, разбивают на )У временных интервалов, в течение которых передается одни элемент сигнала на частоте 1,. Для гл возможных сигналов последовательность частот за время Т, должна быть сноя, причем такая, чтобы наложение частотно-временных матриц не давало совпадений.
Получить ортогональиые ПРЧ сигналы можно я с помощью частотной манипуляции, смещая ркчультирующнй спектр посылки на фиксированные частотнью интервалы 4) Некогерентная обработка ПРЧ сигнала отличается от когерентной тем, что суммироваиие элементов осуществляется после амплитудного детектнровааия. Это приводит к энсргетлческны потерям, которые зависит от отношения Д»о= =-Е»!Я« для элемента сигнала. Длн й»«~ ! потерь практически нет.
Раосмотрим теперь онстему с «медленной» ПРЧ. Особенность ее работы заклк>чается в том, что отношение сигиал-помеха на входе решающей схемы зависит от частоты несущей. Поэтому вероятность ошибки при приеме будет меняться. Дискретный канал приобретает «память» с интервалом корреляции ошибок, равным продолжительности работы на одной частоте при условии, что скорость изменения помеховой обстановки меньше скорости пореключенля частот. В противном случае отношоние сигнал-помеха может изменяться за время работы на одной частоте и память капала будет определяться скоростью изменения спекеральиой плотности помех. 143 !4х Рис. 67 Структурная схема РСПИ с пры тающей частотой Рис, 6.8. Основное звено обе' ляющего фильтра системы с ПРЧ Рис. 6.9.
Диаграмма формирования сигналов с ПРЧ Рис. 6.!6. Диаграмма формирования спектральной плотности по- мехи КОН?РОЛЬПЫЕ ВОПРОСЫ 1. Кзк оценить качество приема дискретной информации в канале с медленными замираниями? 2. Почему медленные замирания привадят к значительному снижению достоверности приема? 3. Назовите способы повышения достоверности передачи информации в канале с медленными замираниями. 4. Поясните алгоритм работы системы с переменной длительностью посылок. б. Поясвнте алгоритм разнесенного приема с когереитиым сложеяисьь с авто- выбором, с дискретным сложение»к б. Почему при разнесенном приеме уменьшается средняя вероятность ошибок на символ? 7.
Как влияет база сигнала на характер замираний для адаптивного н иеадаптвиного приемника в канале с расс«яви"и сигнала? 8. Повснше работу «обеляюшего» фильтра. 9. Напишите и поясшпе формулу для определения отиошенвя сигнал-шум на выходе согласованного фильтра прл включенном и выключение»~ «обеляющем» фильтре.
10. Как влияет ширина спектра сигнала на отношение сигнал-шум для указанных выше ситуаций? 11. Какими параметрами сигнала и помех определяется эффективность использования «обеляющего» фильтра? 12. В чем преимушество систем с перестройкой частоты по сравнению с свстемамв, использующими широкополосные оигиалы? 13. Чем определяются знергетические потери при некогереятвой обработке элемвптов сигнала с «быстрой» ПРЧ? Почему в системах с «медленной» ПРЧ необходимо использова~ь помехоустойчввое кодирование? 14. Половите алгоритм фуикпиош«ровакия системы с адаптивной ПРЧ. 15. Сравните между собой аффективность различных способов использования частотной избыточности для повышения помехоустойчивости в канале о «вебевым» шумом. ,.? , 1т 146 ч тить определенвое время.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
