Финк М. Теория передачи дискретных сообщений (1970) (1151862), страница 83

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 83)

Отсюда следует, что в принципе должны существовать методы приема сигнала, при которых идеализированные сосредоточенные помехи могут быть полностью подавлены, т. е. не вызовут ошибок. Идеализированным предельным случаем импульсной помехи является последовательность дельта-функции, возникающих в случайные моменты времени со случайными интенсивностями, Энергетический спектр такой помехи неограничен, но суммарное время ее существования имеет меру нуль.

Следовательно, она также не снижает пропускную способность канала, и должны существовать методы приема, позволяющие полностью подавить идеализированные импульсные помехи. Реальные составляющие сосредоточенных помех не являются в точности монохроматическими, точно так же реальные импульсы не являются дельта-функциями. Поэтому полное подавлеаие таких помех невозможно, однако можно их подавить частично. Поясним, что мы будем под этим понимать.

Пусть на выходе канала присутствуют сигнал и некоторая адднтивная не гауссовская помеха, которую будем характеризовать средней спектральной плотностью мощности. Предположим, что решающая схема выбрана оптимальной для гауссовской помехи. Вероятность ошибок прн этом может быть, в зависимости от характера помехи, либо больше, либо меньше, чем при гауссовской помехе с той же спектральной плотностью. Однако во многих случаях, как будет показано ниже, ова мало отличается от вероятности ошибок при гауссовской помехе.

Если можно выбрать сигналы и построить такую решающую схему, чтобы вероятность ошибочного приема элемента сигнала конечной длительности Т при данной помехе была сколь угодно малой, то будем говорить, что помеха подавлена полностью. Если же вероятность ошибки остается конечной, но существенно меньшей, чем при гауссовской помехе с такой же спектральной плотностью, то помеха подавлена частично. 518 К сожалению, общей теории оптимального приема при негауссовских помехах в настоящее время практически не существует.

Построение ее связано с большими трудностями, поскольку такую помеху нельзя полностью характеризовать первымн двумя моментами К тому гке даже одномерное расгределение нерпа~ности не- гауссовской помехи не инвариантно относительно линейных преобразований. Вопросы выбора оптимальной системы сигналов и решающей схемы прн заданной структуре помехи рассматриваются теоретически лишь для некоторых частных случаев при дополнительных упрощающих допущениях. К числу таких частных случаев относятся идеализированные сосредоточеяные илп импульсные помехи. Огромные трудности возникают при исследовании каналов, в которых одновременно существуют сосредоточенные, импульсные и флюктуацнонные помехи.

В ряде работ (например, 11, 2)) подробно исследуется влияние сосредоточенных и импульсных помех на решающую схему, оптимальную при гауссовской помехе, н вычисляются вероятности возникающих прп этом ошибок. Такие задачи решаются довольно тривиально, а их практическое значение ограничивается теми каналами, в которых интенсивность импульсных или сосредоточенных помех мала по сравнению с интенсивностью флюкгуационной помехи.

С пелью экономии места эти вопросы здесь рассматриваться ие будут (См, примечание 1 к этой главе). Многие методы подавления сосредоточенных и импульсных помех разработаны исходя из интуитивных соображений. В настоящее время теория этого вопроса в лучшем случае объясняет сущность используемых методов н способна уточнять некоторые их детали. Заметим, что методы, позволяющие хорошо подавить сосредоточенные помехи, обычно ухудшают условия подавления импульсных помех и наоборот.

Это будет показано ннгке на ряде примеров. Кроме того, те и другие методы приводят к тому, что решающая схема оказывается не оптимальной для флюктуациопных помех. Радиоканалы в диапазонах даннных, средних и коротких волн всегда подвержены воздействию большого числа сосредоточенных помех.

Это является следствием условий распространения радиоволн этих диапазонов, 5!9 приводящих ь тому, чго всякое излучение создает заметную напряженность поля на значительных расстояниях от передатчика. Большая часть эгпх помех имеет относительно небольшую интенсивность. Складываясь, они образуют общий шумовой фон, который по своим характеристикам мало отличается от нормального белого шума. Для такого рода помех справедливы все результаты, полученные в предыдущих главах при изучении флюктуапионных помех, но не они представляют основной предмет рассмотрения настоящей главы. Здесь нас будут интересовать отдельные сосредоточенные помехи, выделяющиеся па общем шумовом фоне и соизмеримые по мощности с полезным сигналом.

Такие помехи встречазотся во всех диапазонах, и при проектировании систем и аппаратуры радиосвязи их возможность всегда учитывается. С точки зрения механизма воздействия сосредоточенных помех на прием сигнала их можно разделить на трн вида: а) помехи, спектр которых сосредоточен в полосе частот, полностью или частично совпадающей с полосой частот, занимаемой сигналом; б) помехи, спектр которых лежит вне полосы частот сигнала, их часто называют помехами «по соседним кана.лам»; в) помехи, которые на входе приемного устройства имеют спектр, лежащий вне полосы частот сигнала, но в результате нелинейных преобразований и приемном устройстве образуют составлягощие, попадающие в ту же полосу частот, что и сигнал. Уменьшение возможностей такого нелинейного воздействия помех побочных каналов прпема является одной из основных задач при разработке радпогрпемиых устройств.

Она подробно рассматривается во всех руководствах по радиоприемным устройствам, поэтому здесь мы будем ее затрагивать лишь в той степени, в какой опа связана с введением в тракт приемника специальных нелинейных элементов для защиты ог других видов помех. Быстрое развитие радиосвязи, а также других применений радиоэлектроники привело к тому, что освоеаиые диапазоны радио- частот оказались перегруженпымн разчггчнымп излучениями В результате взаимные помехи во многих случаях преобладают над 320 всеми другими факторамн, ограничивагошпми верность и реалыгую пропускную способность радиоканалов.

Основные методы защиты от сосредоточенных помех, применяемые навивая с начала развития радиосвязи вплоть до настоящего времени, основаны на использовании частотной избирательности. Широко используется также пространственная избирательность, обеспечиваемая ваправленными передающими и приеинымн пменнами. Хотя еше в ЗО-х голах было показано, что частотная и пространственная избирательности являются далеко не единственнымв методами ныделения полезного сигнала из помех [3], однако первые попытки реализации других воуможностей относятся лишь к самому последнему времени. Применение частотной избирательности для устранении взаимных помех преднолагает наличие известяой регламентации частот, отводимых различным каналам связи.

В «идеальном» случае можно, казалось бы. полностью решить проблему взаимных помех, если каждому каналу связи предоставить гшпреггелеигвчго полосу частот, запретив производить в этой полосе всякие мругпе излучения. Однако такое решение по ряду при шн оказывается невозможным. Основиьжгн препятствиями идеальной регламентации являются следучогцие. 1. Существующие международные соглашения о регламентацни непользования диапазона радпочастот часто и по разным причинам нарушаются. 2. Строгая регламентация, при которой каждому радиоканалу отводится своя полоса ~астот, свободная от других излучений, невозможна, поскольку число существующих каналов во многих диапазонах частот значительно превышает количество полос, которое мозкно было бы выделить при самом экономном распределении с учетом возможной пространственной избирательности.

К тому же потребное число навалов непрерывно растет, увеличивается также скорость передачи информации в эпгх каналах, что обычно приводит к необходимости расширясь отводимые полосы частот. 3. Полоса частот, в которой сосредоточена основная шсть энергии сигнала, существенно шире условной полосы часто~. Это необходимо учитывать при распределении полос, предусматривая известный запас нли «защитные» полосы частот, которые пе используются эффективно для передачи информацив. Эти защитные полосы приходится дополнительно расширять вследствие возможных неточностей и нестабильности частот спгвалов. 4.

Но многих случаях взаимные помехи создаются не основным излучением передатчика, а различными побочными излучениями, вапрвмер на гармониках пли на комбинационных частотах, возникающих в тракте формирования сигнала. Фактггчески при любом распределении радиочэстот одни н те же полосы выделяются нескольким каналам. При этом учитывается взаимное распевом<ение преемников и передатчиков, так, чтобы на входе каждого приемника расчетные вапрнженпости поля помех были существенно меныпе напряженности поля полезного сигнала Однако условия распространения радиоволн взменяготся в широких пределах, особенно при ионосферной радиосвязи, и не могут быть точна предсказаны.

Поэтому никогда нельзя быть уверенным в том, что уровень помех не повысится до такой степени, прп которой верность приема окажется виже допустимой. Значительно более надежны в этом отношении радиоКаналы, Использугощие распростране- 521 ппе радиоволн а свободном пространстве или вдоль зечли (например, радиорелейные каналы), и, кояечно, провозные каналы связи. В тех случаях, когда взаимные помехи нарушают работу канала, часто прибегак1т к сиене используемой полосы ~астот, что нередко привози~ к появлению поиск в другах работающих каналах.

Характеристики

Список файлов книги