Пенин П.И. Системы передачи цифровой информации (1976) (1151855), страница 57
Текст из файла (страница 57)
Для сложных сигналов с большим значением базы (Бо>~1) требуемая величина Ьо. прв которой достигается заданыая вероятность ошибки првема, может быть получена пря малом входном отпошеывв иошаеств сигнала к мощаостн шума. Это означает, что уровень свгнала на входе приемника оказывается значительно меныпе уровыя шума. Если звесвв условную полинину !о«о, хзрактернзующую среднюю интенсивность мощности сшмалз аа единицу полосы, то для свивала с большой базой можно записать условие (Ро!Роо)оо Ро!Руогэ[о=()роо)1Уо)ох<1. Чем больше база сигнала, тем сильнее посылка «эамаскнрована» е шумах.
Прв таких условиях обнаружить сам факт работы системы затруднительно. Так как мощность сагнала в такой системе распределена я широкой полосе частот, то ее интенсивность мала а такой сигнал практнческн ае создает сколь.нвбудь заметных помех он«темам, е которых яопользуются значительно более узкополосные снпналы. Работа систем с узкополосными снгналамн также ае окажет существенного влияния на работу систем со сложаымн сигналамн, если применять фильтрацию той части спектра сложного свгнала, где действует узкополосный сигнал.
Потеря мощности сложного сигнала нз-за такой фвльтрацнн определяется соотыошеннем ДРо)Ро б[т о)8[о ~1 )Бо С1, ГДЕ гО[то — ШЯРяыа СПЕКтРа УЗКОПОЛООЯаГО СвтпаЛа. ПРИ бОЛЬШОй базе эта потери незначительны ы ае приводят к заметному уменьшению лелычнны напряжения после оптимальной обработки слож-. ного сигнала. Таким образом, применение сложных сыгналов открывает возможность одновременной работы в одном я том же диапазоне частот узкополосных н широкополосных систем без заметного влияния ах друг аа друга (частотная совместымость систем). 30« б,у,д. Лрихгенение сложных сигналов для улучшения эф4»ентивности использования отведенного диапазона частот Непрерывное увеличение числа различных систем связи делает особенно важной задачу рационального использования отведенных диапазонов частот.
Наиболее распространенным до снх пор методом использования диапазона частот, выделенного для определенного класса систем, является метод частотной сепекцин сигналов. В соответствии с этим методом каждой системе выделяется определенный подднапазон частот в пределах общего выделенного диапазона и ~разделение си~палов разных систем достигается их частотной селекцией.
Сложные сигналы можно ~разделять не только по частоте, ио и по форме. Разделение по форме (кодовое |или структурное разделение) основано на корреляционных свойствах ансамбля сложных сигналов, различающихся тонкой структурой (формой), обусловленной расположением последовательности элементов, образующих эти сигналы. Хорошие корреляционные свойства ансамбля сложных сигналов позволяют успешно использовать такие сигналы з системах, работающих одновременно в одном н том же диапазоне частот. Выясним, при каких условиях такое применение сложных ошналов может улучшить эффективность использования отведенного диапазона частот по сравнению со случаем частотной селекции.
ПУсть н отведен~нем диапазоне часгог т»г'»ащ необхолимо оРганнзовать разветвленную сеть связи, позволяющ)ю каждому нз йГ абонентов в любое время связаться с любым крутим абонентом. При частотном уплотнении каждому абоненту выделяется полоса частот Ь)», а для улучшения условий селекции этих полос вводятся защитные полосы Лг»»щ. Тогда Ь|»+ Ь|»»щ =Ь|» (! + па» щ) =Ь|»ащ)М, 71(» 7»(о зщlу (1+ па»щ), где п„щ — коэффициент, учитывающий введение защивной полосы.
При уплотнення по форме (кодовое нлн структурное уплотнение) все Н абонентов используют весь отведеннын диапазон. Для сравнения эффективности использования полосы в первом и втором случаях воспользуемся критерием удельных затрат полосы. Тогда Ргд) = й/овк ! Я сг,, ргг»1 — — ьгепщ Я~ сггг, (6.50) ( гвп где Сы и Сп — пропуокная способность по иму каналу н первом н втором случаях соответственно.
Далее длн простоты будем полагать, что этн значения не зависят от номера канала, и обозначим их Сг» и Сп». Очевидно, что условием лучшей эффективности систем со сложными снгналамн является Для конкретизации этого условия воспользуемся формулой Шеннона. При этом будем считать, что мощность сигнала и опек- 20 — 376 305 Фральнаи плотность шума е обоих случаях одинаковы. Тогдй Ь/ц,щ [ Рай!(! + аввщ) 1 С!а=,,(!+„, 1 д,~~1+ Рс СМЬ= б/,Сщ(о3,~1+ С учетом (652) условие (6Ы) принимает вид 1ойю [1+ АФ(1+ аюпц)[ Ф(! + а„щ) 1одв (1+ А) (1, (6.52) (6. 53) где А Рю///юб/юющ= (Рю/Рт) ю*. Эта величина определяет отношение сигнал/шуи на входе приемника системы йо сложными сигналами.
Для таких сигналов А<1. Тан как отношение логарифмов ие зависит от их основания, то, перейдя к натуральным логарифмам и использовав разложение 1п (1+А) =А (при А(0,2), получим 1п [1+ АА!(1+ аыщ)[ А1ю'(! + ащщ) (6.54) Исследовнние этого условия показывает, что оно выполняется, на- чиная со значений АМ(~1 + пав щ) ~)0,23. (6.55) Величину аввы обычно выбирают в пределах 0,4 — 0,3.
Принимая а„щ 0,2 и учитывая выражение для А, получаем нз (655) следующее условие: /ч(Рю/Ра) юв~>02. (666) Это условие определяет минимальное число каналов, начиная с которого система со сложнымн сигналами эффективнее использует полосу, чем системы с простыми сигналами. Чем меньше отношение сигнал/шум ~(чем больше база сигнала), тем при большем числе каналов начинается улучшение. Примерами систем, эффективно использующих выделенный диапазон частот, могут служить различные дискретно-адресные системы с вызовом произвольного абонента, спутниковые вжстемы связи со свободным доступом и т.
п. Такие системы позволяют осуществлять связь между большим числом различных абонентов в любое необходимое время, т. е. эти системы являются несинхронными. Очень часто подобные системы называют асинхронно-адресными (13, 14). Тзк каи асинхронно-адресные системы, работающие в одном и том же диапазоне частот, могут создавать друг другу взаимные помехи, одной из основных проблем при их разработке является проблема выбора сигналов.
Эти Сигналы должны принадлежать к анснмблю с чхорошнми» корреляционными свойспваыи '(обеспечивать малые значения взанмокорреляционных функций по сравнению с ооновнь»м пиком автокорреляционных,функций). Для этого часто используют многочастотные составные сигналы, получаемые частотно.временным кодированием. Применение тамих сигналов позволяет упростить приемновпередающую аппаратуру систем.
Обычно передачу цифровой информации в асинхронно-адресных системах ведут двоичными сигналами. Поэтому из выбранного 306 ансамбля каждой системе выделяется один (~прн передаче с пассивной паузой) нлн два (прн передаче с актнвной паузой) сложных сигнала. Этн же сигналы одновременно выполняют роль «а%реса» данной системы. Каждое прнемное устройство может быть настроено на «адрес» любой системы, с которой необходимо установнть связь. Как уже указывалось в $ б.б, получить ансамбль большого чнсла сигналов, обладаюшнх «хорощнмн» корреляционными свойствамн, затруднительно. Поэтому некоторые сигналы могут давать замевные значения нзпнмокорреляцнонных фуисцнй.
Если чнсло одновременно работающих систем достаточно велико, то уровень помех на выходе коррелятора нлн оптнмального фильтра лрнемннка может быть значвтельным, так как он прбпорцнонален сумме взанмокорреляцнонных функций сигналов работающих систем. Тахне взаимные помехи являются основным фактором, ухудшающнм качество передача информации в адресных системах. для ослабления нх в но. добных системах часто прнменяют определенную ннсцнплнну работы. Есле число активных систем возрастает настолько, что уровень взанмных помех становятся недоцустнмым, то определенная часть систем должна прекращать работу. С рядом практнческнх првмененнй асннхронно-адресных систем н примерами таких снстем можно подробнее ознакомиться в работах [13, ! 4, 18, 191.
б.8. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О КОРРЕКТИРУЮЩИХ КОДАХ В гл. 2 было подробно рассмотрено представление различных сообщений в цифровой форме с помощью первичных кодов. Одной из особенностей такого представления является его малая изобыточность нли даже отсутствие избыточности. Действительно, если используются все кодовые комбинации первичного кода, то такой код оказывается полностью безызбыточным. Везызбыточный код обладает большой «чувствительностью» к помехам. Достаточно принять ошибочно только один символ, чтобы вместо переданной кодовой комбинации воспроизвести при приеме совсем другую комбинацию. Например, если при приеме комбинации О!00 произойдет ошибка в первой позиции, то принятой окажется комбинация 1100.
Таким образом, ошибка в любой из позиций безызбыточного кода приводит к замене одной кодовой комбинации другой. Это объясняется тем, что в безызбыточном коде отдельные комбинации могут отличаться друг от друга только в одной позиции (в одном разряде). Если для передачи сообщений использовать не все комбинации первичного кода, а только те, которые отйо« 307 личаются друг от друга не менее чем в двух позициях, то одиночная ошибка при приеме переведет используемую (разрешенную) комбинацию в неиспользуемую !запрещенную). Это позволяет обнаружить одиночную ошибку, которая может появиться при действии помех при приеме. В рассматриваемом случае одна разрешенная комбинация может перейти в другую разрешенную (необнаруживаемая ошибка) только при двойной ошиб ке. Вероятность такого события значительно меньше вероятности одиночной ошибки.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
