Пестряков Б.В. Шумоподобные сигналы в системах передачи информации (1973) (1151884), страница 80
Текст из файла (страница 80)
Поэтому при -г шлг' слабых флюктуационных помехах, когда их действием можно в первом приближении пренебречь, наличие мешающего ШПС практически не бу- ге дет приводить к ошибкам распознавания пока максимальное значение выб- га-и фе„„, росов не достигнет величины, близ- еенеха кой к основному выбросу на сигнал, т. е. при гпе 5 (5„° 3!~' Б, или при нии можно пользоваться приведенными выше выражениями для ве- роятности ошибок, вычисляя плотность мощности по формуле Л» г»«Л ~ + У~~/2Л/»« (10.3.!1) Приведенные выше результаты относятся к случаю, когда мешающий ШПС имеет близкие, но не точно совпадающие с сигналом закон формирования и несущую частоту.
Очевидно, что может быть случай, когда мешающий ШПС точно повторяет полезный сигнал и по закону формирования, и по несущей частоте. Если заранее закон формирования ШПС неизвестен, то при создании такой помехи требуются затраты времени (для выявления закона формирования ШПС). Время, необходимое для этой операции, может быть значительным, поскольку, применяя сложные устройства формирования, можно получать ШПС, используя манипуляцию по частоте, комбинируя манипуляцию по частоте и по фазе, используя сигналы, состоящие из сложных элементов, также сформированных по псевдослучайному коду, и т.
д. За время выявления закона формирования ШПС в системе может быть закончен поиск, и прием полезного сигнала будет осуществляться со стробированием. При этом создание помехи, точно копирующей используемый сигнал, не обязательно вызовет нарушение работы системы передачи информации. Поскольку ШПС обладают квазиортогональностью при сдвиге по задержке или свойствами «сжатия» и высокой разрешающей способностью, то наличие помехи, повторяющей сигнал, будет мешать приему только при условии, что мощность помехи примерно в Б,/1О раз больше мощности полезного сигнала или мощность помехи соизмерима с мощностью сигнала и имеет место совпадение основных выбросов при наложении помехи и сигнала с точностью по задержке Т,/Б, и по частоте Л/,/Б,. Поскольку точки приема, передачи и источника помехи случайно разнесены в пространстве, работают независимо и могут находиться в движении, то вероятность такой ситуации мала, и тем меньше, чем больше база Б,.
Поскольку ФАК многих видов сигналов имеет меньшие выбросы, чем ДФАК или ДФВК, то возможно, что более выгодно не точно повторять сигнал, а использовать смещение по частоте, и другой (или изменяющийся) закон формирования. 10.3.4. Узкополосная помеха (ширина спектра помехи значительно меньше ширины спектра сигнала) Во многих случаях помеха не аналогична используемому сигналу и может иметь вид колебания, спектр которого сосредоточен в узкой полосе частот. Такие помехи могут возникать за счет действия других. систем в общем частотном диапазоне, а также создаваться преднамеренно.
Рассмотрение действия таких помех представляет интерес, поскольку выше было показано, что помеха, «перекрывающая» весь спектр сигнала, малоэффективна, и создание «узкополосной» помехи иногда 390 технически более просто. Частным случаем такой помехи является гармоническое колебание с частотой, находящейся в пределах спектра сигнала, в том числе близкой к несущей (средней) частоте ШПС. Если узкополосная помеха имеет по определенным законам модулированные амплитуду и фазу, в простейшем случае постоянное значение амплитуды и начальной фазы, то отклик на ее действие будет характеризоваться ДФВК между сигналом и узкополосной помехой.
Обычно ДФВК содержит последовательность боковых выбросов, вероятностные характеристики которых близки к приведенным выше для ШПС. Эти функции можно построить для любого конкретного сочетания сигналов. Если взять для примера простейшую помеху в виде импульса продолжительностью Т„то отклик будет иметь вид, аналогичный изображенному на рис. 2.4.3. Следовательно, результаты, полученные в п. 10.3.3, могут быть распространены и на узкополосную помеху. Таким образом, наличие узкополосной помехи с постоянной амплитудой при слабых флюктуационных помехах может не оказывать влияния на достоверность, пока ее мощность не превысит определенного уровня относительно мощности сигнала. При наличии, кроме.
узкополосной, также и флюктуационных помех можно в первом приближении считать, что действует флюктуационная помеха с суммарной мощностью. Если узкополосная помеха является флюктуационной, то ее действие будет таким же, как широкополосной помехи соответствующей мощности. Рассмотрение действия узкополосной помехи можно осуществить и другим методом.
Отклик на такую помеху на выходе фильтра может иметь сложный характер, ио средняя мощность остается неизменной, равной У,„(условно считаем коэффициент усиления фильтра равным единице). При этом максимум отклика на сигнал имеет величину, которая может быть получена из выражения С у (1 — Т) — ~ ~/' ~~~ ~ Я(м)й» = УУ,Т, 2А~„. (!0.3.12) 2я Е, Отношение максимума амплитуды сигнала к среднеквадратичному значению помехи на выходе фильтра равно )/з, т,.зл1„1 "'; / .ч УУ.в ~'вп Это отношение определяет достоверность распознавания.
Как и во всех предыдущих случаях, увеличение базы увеличивает помехоустойчивость. Положение узкополосной помехи в пределах спектра сигнала может несколько изменять результаты, причем влияние узкополосной помехи будет ослабевать по мере ее расположения ближе к краям спектра.
Физический смысл малого влияния узкополосных помех состоит в том, что в фильтре, согласованном с ШПС, происходит ее случайное дробление или декорреляция. 39$ Таким образом, не прибегая к каким-либо дополнительным методам ослабления действия помех, используя только согласованные с сигналом линейные фильтры с детектором или квадратурные корреляторы, можно в Б, раз по мощности нли в Р'Б, раз по напряжению ослабить действие любых, непрерывно действующих помех, независимо от их спектра. Однако можно показать, что в системах с ШПС имеются возможности дополнительного уменьшения действия узкополосных помех (если ослабление в Б, раз недостаточно) за счет использования фильтров, оптимальных для помехи с неравномерным спектром, Реализация таких фильтров вызывает значительные трудности, связанные с необходимостью непрерывного анализа помех для выявления участка частот, на котором они действуют.
После выявления спектра помехи необходимо выполнить не менее сложную операцию перестройки фильтра. В этой связи большой интерес представляет предложенная В. Н. Власовым и др. (10.7! квазиоптимальная схема, обеспечивающая значительное повышение помехоустойчивости системы, использующей ШПС, при действии узкополосных помех. Эта схема использует многоканальный согласованный фильтр (см.
гл. 6) и состоит из й„, = Б, (или )ГБ, при ЧМн сигналах) узкополосных ветвей с фазовращателями, обеспечивающими получение необходимой фазо-частотной характеристики согласованного фильтра; отклики ветвей суммируются. Основной особенностью схемы является наличие ограничителя в каждой ее ветви, за счет чего при действии флюктуационной помехи отношение сигнал/помеха ухудшается примерно в 1,5 раза, как это показано в гл. 7. Следовательно, при приеме сигналов на фоне флюктуационных помех в схеме имеет место увеличение вероятности ошибок, эквивалентное небольшому уменьшению энергии сигнала (в 1,5 раза).
Основной смысл схемы проявляется при действии мощной узкополосной помехи. При этом в тех каналах, где действует мощная помеха, уровень сигнала оказывается ничтожным, и эти ветви выдают на сумматор помеху, мощность которой примерно равна мощности помех на выходе других ветвей, где действуют только флюктуационные помехи, поскольку во всех ветвях имеются одинаковые ограничители.
Следовательно, при появлении мощной узкополосной помехи уровень помех на выходе схемы в первом приближении не изменяется. Но помеха действует на прохождение сигнала, отклик на него уменьшается за счет того, что часть спектра сигнала не будет участвовать в формировании суммарного отклика на сигнал. В первом приближении отклик на сигнал уменьшается в соответствии с коэффициентом (йя йд,р)!йд где йд р число ветвей, в которых действует узкополосная помеха. При этом эквивалентная энергия немного уменьшится и составит величину (10.3.14) Очевидно, что при большой базе сигнала и й„р ((й„, потери энергии сигнала получаются небольшими, а мощность помех на выходе 392 схемы при действии любой по мощности узкополосной помехи изменяется мало по сравнению со случаем отсутствия помех.
Это позволяет получить большой дополнительный выигрыш в помехоустойчивости, тем больший, чем )'же спектр помехи и болыпе ее мощность. Подробно анализ этой схемы дан в работе 110.?]. 10.3.5. Импульсная помеха Импульсная помеха может явиться следствием работы на том же участке частот широко используемых импульсных систем. Наибольший интерес представляет случай, когда импульс помехи имеет продолжительность, не меньшую чем 7,1Б„так как при более коротких импульсах спектр помехи не полностью будет находиться в полосе частот сигнала.
Импульс длительностью Т,Ъ, имеет спектр шириной 261,. Следовательно, спектр такой помехи перекрывает весь спектр сигнала и отличается от спектра помех, рассмотренных выше, только фазами его составляющих. Рассмотрим, например, отклик фильтра в виде многоотводной идеальной линии задержки с детектором. Он будет определяться огибающей ФВК ШПС и импульса, и вместо импульса длительностью Т„ на выходе фильтра будет отклик, длительность которого соответствует 2Т„ а величина равна оп„. Тогда отношение амплитуды сигнала и помехи на выходе фильтра равно (10.3.15) Чпых (31~пп)Б~ или с)йпп = (Ус~Упп) Бс Из (10.3.!5) следует, что импульсная помеха ослабляется пропорционально не Б„а Б',. Однако это не говорит о меньшем действии импульсных помех на системы с ШПС, как это отмечено в некоторых работах.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
