Финк М. Теория передачи дискретных сообщений (1970) (1151862), страница 90
Текст из файла (страница 90)
Однако в реально осуществимых схемах можно все >ке подавить сосредоточенные ил>и импульсные помехи в несколько ~ысяч раз по мощности. Таким образом, если спектральная плотность сосредоточенных либо и>зпульсных помех превышает спектральную плотность фл>октуационной помехи не более чем в тысячу раз, то верность приема определяется практически одной флюктуационной помехой. 660 Значительно сложнее обстоит дело, когда в канале одновременно присутствуют сосредоточенные и импульсные помехи.
Как видно из,предыдущнх параграфов, иероприятия по подавлению исмпульсных помех в значительной мере противоречат условиям, при которых возможно подавление сосредоточенных помех, и даже способствуют увеличению;их воздействия на решающук> схему. Действительно, для подавления импульсных помех необходимо нелинейное устройство, например ограничитель, в широкополосной части приемника.
Если в полосе пропускания на входе этого нелинейного устройства имеются мощные сосредоточенные помехи, то на его выходе появятся комбинационные частоты, часть которых молсет оказаться в полосе частот сигнала. Таким образом, сосредоточенные помехи после прохо>кдения нели~нейного устройства «разя>но>каются» и воэможнос ги подавления их значительно уменьшаются. Наоборот, если пытаться сначала подавить сосредоточенные помехи, пропустив принятый сигнал через фильтр, преобразующий я'1>) в с11) (р>гс.
8.2), то в спектре импульсной помехи при прохождении такого фильтра нарушатся соотношения между составпнющими, в результате чего импульсы растянутся и даже могут перекрываться. Таким образом, импульсная помеха до ограничения будет приближаться к флюктуационной (показатель т в (8.40) возрастет) и эффективность ес подавления резко снизится. Наличие ограничителя в широкополосной части тракта приемника при воздействии мощной сосредоточенной помехи вызывает не только размножение помех, но и подавляет сигнал.
Как известно, при ~подаче на вход ограничителя двух гармонических колебаний с разл~ичпыми амплитудами, на выходе ограничителя отношение аегплитуд изменяется в пользу более лющного колебания. В предельном случае полного ограничения это отношение может измениться вдвое. Если более мощным колебанием является помеха, то сигнал на выходе такого каскада будет,в значительной степени подавленным.
В широкополосном тракте приемника независимо от того, является ли сигяал широкополосным или узкополосным, мощность сосредоточенных помех может значительно превышать могцность сигнала. При строго линейном тракте это пе препятствует высокой верности 66 †24 661 приема, если только энергия сигнала в достаточной степени превосходит спектральную плотность помех. Если же каскады приемника окажутся перетру>кенными, го, во-первых, отношение энергии сигнала к спектральной плотности помех уменьшится в результате подавления и в результате возникновения комбинационных частот и, во-вторых, уровень полезного сигнала на входе решающей схемы понизится по сравнению с расчетным. Чаще всего основную роль играет второй фактор, если прп конструировании решающей схемы не предусмотрен достаточно широкий динамический диапазон.
Поэтому создание условий, при которых решающая схема правильно функционирует независимо от изменения уровня сигнала в пшрокпх пределах, является важнейшей задачей при проектировании приемных устройств. Как уже упоминалос>ь в приемнике системы Райк 1141 динамический диапазон перемножителей достигает !00 дб. Для расширения динамического диапазона решающей схемы нередко использу>отса усилители, например, между согласованными фильтрамп н устройством сравнения. В настоящее время задачу оптимизации решающей схемы при одновременном воздействии разнородных помех нельзя считать решенной. На практике обычно используются компромиссные способы, позволяющие в некоторой степени подавить импульсные помехи и осуществляющие одновреягенно частичную загциту от сосредоточенных помех. Так, в системе 11!ОУ с узкополосными сигналами ЧТ нли ОФТ полосу пропусканпя тракта перед ограничителем выбира>от всего лишь в 4--5 раз шире эффективной полосы пропускания согласованного фильтра.
Это уменьшает вероятность попадания мощных сосредоточенных помех на вход ограничителя, вызывая расгягпвание длительности мешающих импульсов всего 7' т лишь до величины порядка — —: —,т. е. сохраняя воз- 5 ' 4 ' можность их частичного подавленна, С другой стороны, порог ограничения часто устанавливается выше суммарного уровня сигнала н неимпульсных помех, так что нелинейные явления проявляготся лишь при прохождении мешающего импульса, но зато остаточная спектральная плотность импульсных помех оказывается выше, чеяг при глубоком ограничении. 56'> Возможны, однако, более эффективные пути одппвремепной защиты от обих видов указанных помех.
Весьма перспективно использование с этой целью широкополосных сигналов с малым пикфактором, что позволяет применить ограничитель для импульсной помехи с по. рогом вьппе пикового уровня сигнала, но все гке достаточно низким для удовлетворительного подавления импульсной помехи, Остаточный импульс после прохождения через фильтр, согласованный с сигналом, приобретает свойства фпюктуацнонного шума, но имеет ничтожно ма,дую спектральную ~плотность. В то >ке время широкий спектр сигнала позволяет достаточно хорошо подавить узкополосные сосредоточенные помехи после ограничителя хотя бы по схеме рпс. б.2. Препятствием к применению таких систем в настоящее время являются главным образом технические трудности.
Если сосредоточенные помехи расположены достаточно редко по оси частот, а мешающие импульсы возникают достаточно редко по времени, то можно рекомендовать применение одновременного разнесения по частоте и по времени. Пусть используется г,>г ветвей разнесения по частоте и весь полученный сщнал повторяется Яз раз по времени.
Общее число ветвей разнесения равно ЯДз. В отсутствии импульсных и сосредоточенных помех сигналы всех ветвей складываются когерентно илп некогерснтно. Прп наличии сосредоточенных помех исключаются те из Яг частотных ветвей, на которых существуют наиболее мощные помехи.
а при появлении импульсных помех — те пз 1,гз временнйх ветвей, на которые попали импульсы помехи, Если Яг и Яз достаточно велики, а энергия сигнала достаточна для того, чтобы прием по одной ветви при флюкгуационпой помехе обеспечивал требуемую верность, то с вероятностью, близкой к единице, сохранится хотя бы одна непора>кенная ветвь, по которой мол.но вести прием. Примечания 1 (к й 8.2). Оптимальные в субоятямальяые схемы ярв сосредоточенных помехах еще яе нашли шярокого ярямсяеявя яе врвктяке.
Обычйо защита от сосредоточеяяых помех сводятся к ярямеяеяяю избирательной цепи в првемявке с целью умеяьшять веооятяосгь появйаяяя мощной помехи ва вход решающей схемы. йрв этом 36* 563 стремятся получить амплитудно-частотную характеристику изолрйтельной цепи, возможно более близкую к П-образной, а полосу пропускання ее выбирают из компромиссных соображений.
Чем утже полоса нропускания, тем меньше верояпюсть нопадання в нее помехи, но тем больше искажения сигнала, вызываемые переходными процессамн и увеличивающие вероятность ошибок от флюктуацнонной помехи. Такая схема узкополосного приеме отличается от субоптииальной схемы рис. 8.2 тем, что в ней величины фл ме определяются ча основе анализа принимаемого сигнала, а полагаюгся равными нушо для тех й, мрн которых и л в Ь,л относительно малы. и едимипе для остальных й. Вероятность того, что сосредоточенная помеха вызовет ошибку и схеме узкополосного приема, можно оыразить следующим образом: Гэ = ~ргш (Т) ДТ.
(8.49) где р — условная вероятность ошибки. когда огибшощая помехи равна Т, а ш (Т) — плотность распределения вероятностей этой огибающей. Очевидно. что р зависит от мощности и формы сигнала, т ш(Т) — от полосы пропускания избирательной цепи приемника, Вероятности Гг длн различных сигналов вычислены в [1). Г)е вдаваясь в подробности, можно отметить. что существует такое пороговое значение ум ниже которого р = 6, а прп дальнейшем увеличении у р быстро стремится к предельному значению, равному д.чя двоичных систем 1)2. Это дает возможность приближенно записать (8.49) в следующем виде: лису пропусканпя лаке ценой повышения вероитшютн ошибок, вызываемых переходнымн процессами в избирательной цепи 2 (к 5 8.2).
При большом количестве источников сосредоточенных помех, а также в случае, когда сосредоточенные помехи манипулированы и подвержены замираниям, распределение вероятностей мгновенных значений близко к нормальному, а плотность рас- екпределения уа близка к экспоиенциальной. Как уназывалось н т сге, в этом случае оптимальная решающая схема сводится к рассмотренной в гл. 3 схеме с аобеляюгннм» фильтром.
Для построения акой схемы необходимо знать энергетический спектр маннпулнрота Г вавной н замираю|пей сосредоточенной полаехи. Этот вопрос р ассматривается в работе [15). 3 (к 5 8.5). Формуле (8.42) является грубо приближенной, Длиельпость импульса ааввсит не только от эффективной полосы пропускании лвяейпо1о тракта, но п от формы его частотной характер . зс " и. стнки, а также от гого уровня, на котором отсчщывгется дшпель. ность импульса. Как известно [16], произведение Ь[г принемает нанл~еньшее значение в том случае, когда частотная характеристика тракта ямее колоколообразную гауссовскую форму.
Очеяндно, именно к такой т . е) форме частотной характеристики (а отн|одь не к П-образной форм ) следует стремиться при проектировании широкополосного тракта приемных устрояств для каналов, в которых присутствуют как импульсные, так н сосредоточенные помехи. Такая характеристика физически не реализуема, но к ией можно достаточно хорошо приблизи ься, применив большое число (ирактически 4 — 5) каскадов т резонансного усилении. Огибающая импульсной реакции такого услителя [17) также имеет колоколообразную форму д(1) = е'2ЬГ,ехр ~ — 2 (Ь[1) 1. где Р(уа) — вероятность того, что у<у„иллн другими словами, вероятность того, что в погюсу пропуснаннн приемника не попадает сосредоточенная помеха с огибающей, большей, чем уа. При достаточно общих предположениях о характере сосредоточенных помех (в отсутствии регламентации частот) можно показать, что зависимость Г(уа) от полосы пропускания является экспонен-„ циальиой: " (Та) = ехр ( — ХЬ[), где Ь[ — полоса пропускания приемника; Х вЂ” спектральная интенсивность распределения помех с огибающей,,превьппающей уа, зависящая от уа и сч характера источников помех в канале.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
