Спилкер Дж. Цифровая спутниковая связь (1979) (1151860), страница 72
Текст из файла (страница 72)
192) 20 ~ Ошибка при приеме символа обычно вызывает искажение только одного из двух элементов сообщений. 388 где р определяется по (12.187) при Е.///з —— 10. Следует заметить, что по сравнению со случаем приема двухфазных ФМ сигналов в рассматриваемом случае требуемое отношение оигнал/шум на 7— 10 дБ больше [92~. Дополнительный анализ характеристик фазовых шумов, возникающих при приеме кодированных сигналов, дается в э 15.5. Сравнение влияния фазовых шумов, при приеме обычных четьсрехфазных Фм сигналов и четырехфазных ФМ сигналов со сдвигом. Основной причиной того, что изменение фазовой ошибки более существенно сказывается при приеме четырехфазных ФМ сигналов по сравнению с двухфазными ФМ сигналами, является возникновение взаимных помех между синфазным и квадратурным каналами.
При этом наиболее неблагоприятные условия для работы каждого из каналов имеют место, когда полярности сигнала и помехи противоположны. Четырехфазные ФМ сигналы со сдвигом по сравнению с обычными четырехфазными ФМ сигналами менее чувствительны к фазовым шумам, так как любое изменение фазы сигнала квадратур- ного канала по времени соответствует середине символа синфазного канала. Ко~да имеет место такое изменение фазы (фазовая ошибка остается постоянной на интервале длительности одного символа), межканальные помехи в квадратурном канале исчезают, и характер проявления фазовых ошибок таков же, как и при приеме двухфазных ФМ сигналов.
В отсутствие изменения фазы фазовые шумы воздействуют таким же образом, как и при приеме обычных четырехфазных ФМ сигналов. Таким образом, при вероятности изменения знака дискретного информационного параметра на передающей стороне, равной 1/2, вероятность ошибки определяется как среднее арифметическое вероятностей ошибок при приеме двухфазных и четырехфазных ФМ сигналов 1381).
Глава 13 ИСКАЖЕНИЯ СИГНАЛОВ С ФАЗОВОИ МАНИПУЛЯЦИЕИ ПРИ ПРОХОЖДЕНИИ ИХ ЧЕРЕЗ ФИЛЬ'ГРЫ 13.1 ВВЕДЕНИЕ В спутниковых системах связи часто используются узкополосные фильтры, которые в ряде случаев вызывают существенные искажения проходящих через них сигналов. Как отмечалось в гл. 7 и 8, эти фильтры являются существенными элементами аппаратуРы Сюда входят усилитель ПЧ, повышающий преобразователь и фильтры дуплексера земной станции, ретранслятор спутника, попижающий преобразователь и усилитель ПЧ земной станции, а также модемы.
Фильтры используются для предотвращения перегрузки аппаратуры, подавления паразитных излучений и помех по паразитным каналам, а также для обеспечения эффективного использования спектра отведенных частот в системах с МДЧР. 369 В данной главе рассмотрение материала начинается с анализа влияния параметров фильтров на искажения сигналов в типичной спутниковой линии связи.
Эти искажения проявляются в измене. нии формы сигналов, а также в межсимвольной интерференции. Существуют известные методы анализа влияния линейных фильтров на качество связи в линии вверх и вниз, Типичными явлениями, возникающими в фильтрах, являются пульсация амплитуды сигнала, изменение фазо-частотной характеристики и группового времени задержки ГВЗ.
Фазо-частотная характеристика ФЧХ тракта передачи обычно аппроксимируется квадратичной (нелинейность 2-го порядка) и кубической (нелинейность 3-го порядка) характеристиками, что соответствует зависимости ГВЗ от частоты линейной и квадратичной характеристикам соответственно. Имеют место и пульсации ГВЗ.
Для наиболее простых линейных фильтров нетрудно получить соотношения, связывающие параметры, характеризуюц;ие изменение ГВЗ от частоты, с ФЧХ. В данной главе рассматриваются линейные тракты связи. Таким образом, полагаем, что отсутствует явление насыщения усилительных элементов тракта или другие нелинейные эффекты, имеющие место при высоком энергетическом потенциале системы. Однако некоторые нелинейные эффекты, возникающие при этом в каскаде линейный фильтр — нелинейный усилитель, учитываются. Далее анализируются различные виды ошибок двухфазных, четырехфазных, восьмифазных и шестнадцатнфазных Фм сигналов за счет искажений, возникающих из-за фильтров. Характер и уровень этих искажений зависят не только от параметров фильтров, ио н от элемента, в котором фильтр используется, а также от места, в которое подключается этот элемент, например, до усилителя мощности или после него.
Влияние фильтров на характеристики устройств измерения дальности анализируется в гл. 18. В заключение рассматривается проблема коррекции характеристики фильтров и трактов, например, коррекции ФЧХ и АЧХ. Дискуссия ограничена рассмотрением трансверсальных корректоров. 13аь мОдель искАжАющеГО ФильтРА В снутникОВОН СИСТЕМЕ СВЯЗИ На рис. 13.1 поясняется последовательность типовых операций фильтрации и усиления, реализуемых в спутниковой линии связи. При этом фильтрующее свойство фильтров в существенной степени зависит от того, в какую точку линии они подключаются: до нлн после воздействия аддитивного шума, на вход или выход тракта усиления мощности.
Заметим, что некоторые фильтры подключаются ко входу усилителя на лампе бегущей волны ЛБВ. Фильтрация боковых полос, выполняемая до усиления, не позволяет поэтому эффективно использовать мощность передатчика (за исключением случая, когда в ЛБВ осуществляется восстановление этих боковых полос). Следует заметить, что частично фильтрация реализуется в каскадах, через которые проходит аддитивный шум.' При этом фильтрации подвергается как'шум, так и сигнал.
360 - Выходной сигнал цифрового модулятора на промежуточной частоте,1обыч»»о 70 или 700 МГц) проходит фильтр ПЧ передатчика, усилитель н корректор. Корректор предназначен для формирования линейной ФЧХ и равномерной АЧХ тракта усилитель промежуточной частоты — преобразователь частоты. Другие фильтры Риа !3.!. Структурная схема усиления и фильтрации сигналов в спутниковой системе связи с позиций искажений передавае- мых сигналов: Фа аер и Фз пр — фильтры передачи и приема земной станции; Ф пр и Фе,„— фильтры приема и передачи снутнииоиого ретранс.
лнтора; Фн㻠— фильтр промежуточной частоты; хор — иаррентор аппаратуры земных станций предназначены для развязки трактов передачи и приема, как это описано в гл. 8. Дополнительные фазовые искажения могут иметь место вследствие отражений сигналов в волповодах. Искажение характеристики ГВЗ может происходить в системах связи, в которых в качестве среды передачи применяются волокнооптические и коаксиальные кабели 1314, 293). Земные станции излучают энергию в сторону спутника. При этом в тракте распространения возникают дополнительные фазовые искажения, особенно на частотах выше ! ГГц'.
При поступлении сигналов на вход ретранслятора спутника осуществляется их фильтрация с целью разделения сигналов отдельных стволов. Затем выполняется дополнительная фильтрация при преобразовании н усилении их в усилителях мощности, например на ЛБВ. Наконец, далее приемник второй земной станции принимает сигналы спутника. При этом осуществляются их фильтрация в дуплексере, усиление в малошумящем усилителе 1как правило, параметрическом или усилителе на туннельных диодах) и преобразо- ° ч 3 " Р у е г н г е, „, „,, „, „, Гзз от частоты при прохождении сигналов через ионосферу.
Этот эффект оказывает существенное влияние на качество связи, когда ширина спектра сигнала составлает около 10о»з несУщей частоты (гл. 171. 361 полняется дополнительное усиление, фильтрация и коррекция, что необходимо для нормального функционирования демодуляторов. Передаточные функции линейных фильтров аппаратуры земных станций и спутников можно охарактеризовать степенью равномерности ЛЧХ и степенью линейности ФЧХ, а также видом зависимости ГВЗ от частоты. При этом несложно получить аналитическую зависимость между помехоустойчивостью приема и параметрами ФЧХ, тогда как параметры характеристики ГВЗ определяются путем измерений.
Покажем на двух примерах взаимосвязь этих двух характеристик. Групповое время распространения т,р представляет собой производную от функции тр(1оз) по частоте: т(! оз) =г(ср((оз)/с(со, (13. 1) На рис. 13.2 построены ФЧХ трактов аппаратуры для случаев параболического и линейного законов изменения ГВЗ от частоты. о ь- о -о о -оо -ог —— — — ог а~ Н Рис. !8.2, Типовые графики ГВЗ т,(!ы) и ФЧХ Агр бы): а — параболический закон изменения ГВЗ оф(йо= =тт(!) =4ТЙА!)о — Т(4 и соответственно гр(!) = = — 6АТ(((А))+32АТ(!!А!)з, Аф=лл!Т(12; б — линейный закон изменения ГВЗ то(() =Тр(А! и соответ- ственно ф(!) =8бтр(((АВо — Агр, Ыр=лй(Т(8 В приложении В приведены ЛЧХ, ФЧХ и зависимость ГВЗ от частоты для фильтров Баттерворта, Чебышева, Бесселя, Баттерворта — Томпсона и Лежандра при различном числе их полюсов.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
