Пестряков Б.В. Шумоподобные сигналы в системах передачи информации (1973) (1151884), страница 82
Текст из файла (страница 82)
боту приемных устройств при их расположении вблизи передатчика на частотах, близких к частоте канала передатчика. Однако область пространства, где нельзя располагать приемные устройства, предназначенные для приема сигналов других систем, при работе в совпадающих участках частот, у систем, использующих обыкновенные сигналы, значительно больше. Следовательно; имея значительно более широкую область воздействия на работу других систем по частоте, передатчики систем с ШПС имеют значительно меньшую область этого воздействия по дальности.
Это наглядно качественно изображено на рис. 10.5.1, где показаны по двум координатам частота Ь( и расстояние Й зоны мешающего действия для системы с ШПС при базе Б, = 100 (полоса частот 2Л1, = = 2Б,/Т,) и системы с простыми сигналами (полоса частот 2Л1',— = б(Т,) при одинаковой максимальной дальности действия системы !7),„,.
Иначе, при переходе к системам с ШПС происходит обмен дальности мешающего действия на полосу частот, где оно проявляется. Трудно однозначно ответить на вопрос о том, какой вариант лучше, так как в каждом случае нужно исходить нз конкретной задачи и выполнять точные расчеты. Очевидно, что если передатчики си- 398 стем передачи информации с ШПС или приемники других систем имеют направленные антенны (например, радиорелейные и тропосферные станции связи), то задача уменьшения влияния систем с ШПС на дру. гие системы может быть решена более эффективно.
Однако для количественной оценки этих возможностей должны быть проведены сложные исследования и громоздкие расчеты, на которых не представляется возможным останавливаться. Рассматриваемая здесь особенность систем с ШПС проявляется значительно менее существенно, если используются многоадресные или многоканальные системы, так как полоса частот, которую они занимают, широкая и при использовании простых сигналов. Анализ свойств таких систем был выполнен в гл. 9.
Рассматриваемая особенность также не проявляется, если ШПС используются для передачи дополнительной информации по «загруженному» каналу. Большое значение имеет вопрос о воздействии передающей станции системы с ШПС также и на приемные устройства других систем, использующих ШПС. Наиболее наглядно это можно показать на примере МАС. Если в МАС используются ретрансляторы, то и передающие станции, и приемные устройства используют направленные антенны и разнесены на значительные расстояния друг от друга. Поэтому в гл.
9 фактор воздействия передающей станции на приемные устройства мог не учитываться. Однако известно,что МАС может быть построена и без ретранслятора. При этом «адреса» размещаются на поверхности случайно и должны поддерживать связь между собой и может наблюдаться ситуация, когда близко расположены два адреса и один из них должен вести прием, а другой передачу. Разнесенные по частоте простые сигналы, используемые обычно в таких МАС, при соответствующем выполнении аппаратуры позволяют обеспечить прием на других частотных каналах в непосредственной близости от передающей станции. Если система построена на квазиортогональных ШПС, то очевидно, что благодаря наличию у ФВК боковых выбросов с относительной интенсивностью до!1 ' Б„мощный сигнал передатчика приведет к тому, что относительный уровень боковых выбросов ФВК увеличится и прием полезного сигнала с мощностью У, окажется невозможным.
Можно ориентировочно определить относительную дальность Ю, . до передающей станции первого адреса, на которой возможно расположение приемного устройства второго адреса, если оио ведет прием сигналов минимально допустимой мощности. Допустив, что мощность сигнала уменьшается пропорционально 1/Я «, пренебрегая естественными помехами и воспользовавшись результатами З 10.3, получаем п)1 — »~ у)макс (1п у~2Рош) Б« Например, при Р, = 10 ' и Б, = 2000 получим, что У, » ж = 0,08Ю„,„,. Если бы работала система с простыми сигналами, то при прочих аналогичных условиях получили бы Ю«-» 2,8~мак« ° Следовательно, при использовании ШПС в МАС без ретранслятора расположение адресов на поверхности должно быть специально 399 организовано и на небольшой части площади, охватывающей зону действия передатчика (примерно одна десяти- или стотысячная часть вблизи от передающей станции), не должны располагаться другие станции.
Зтн ограничения могут создать существенные организационные трудностн. В то же время если на площади, соизмеримоп с областью действия одной передающей станции, должно быть расположено количество адресов, превышающее число каналов в системе, то при использовании простых сигналов это может прнвестн к нарушению связи между адресами, которые вынуждены пользоваться одним частотным каналом, а прн использовании ШПС, прн пэ лс, условии учета ограничений на Ю ~т) расположение станций, будет наблюдаться незначительное ' ~) 'г) Т) гг) /7Ф ухудшение достоверности.
Следовательно, МАС без ретранслятора, использующие ШПС нлн простые сигналы, имеют специфические преимущества ~:е н ограничения н целесообразны для разных областей использоРис. ! 0.5.2. вання. Однако имеется возможность такого усовершенствования МАС передачи информации с использованием ШПС, прн котором действие сильных аналогичных сигналов может быть значительно ослаблено н ограничения на размещение адресов в МАС связи с ШПС устраняются. Этн дополнительные возможности дает предложенное В. Н. Власовым использование для этих целей когерентных ЧМн сигналов н схем их обработки с введением ограничителей.
Схема простейшего квазиоптнмального фнльтра для таких сигналов изображена на рнс. 10.5.2. Обработка сигнала осуществляется в гп~ ветвях. В каждой из ветвей содержится полосовой фильтр на элемент сигнала н цепь задержки. Выходы ветвей поступают на сумматор, где обеспечивается обработка основного выброса. Как известно 11.71, в ансамбле ЧМн сигналов с заданным числом элементов и, можно найти такие, у которых при любых относительных временных сдвигах совпадение па частоте может наступить только у одного элемента. Следовательно, мешающий мощный ШПС в точке приема может одновременно с полезным сигналом проходить только по одной ветви.
В каждой из ветвей включены идеальные ограничители. При отсутствии мощного мешающего ШПС и осуществлении приема слабого полезного ШПС на фоне флюктуацнонных помех схема дает ухудшение достоверности, соответствующее потерям энергии в 2 дБ, аналогично тому, как это подробно рассмотрено выше при анализе действия мощных импульсных н узкополосных помех на прием в схемах с ограничителямн. При действии мощной помехи в виде ЧМн шумоподобного сигнала и приеме слабого ЧМн квазнортогонального сигнала элементы мощного сигнала, проходя через ветви в моменты времени, отличающиеся 400 от тех, в которые проходят элементы полезного сигнала, будут ограничены до того уровня, который дает флюктуацяонная помеха и, ил!ея случайную начальную фазу, как бы «заменяют» флюктуационную помеху.
В той ветви, где элемент помехи накладывается на элемент сигнала, последний будет практически полностью подавлен н эта ветвь будет давать отклик такой же, как при одной помехе. Следовательно, появление мощной ЧМн помехи в первом приближении не изменит уровня помех на выходе ветвей и сумматора, но уменьшит количество когерентно суммируемых элементов сигнала, т. е.
уменьшит основной выброс. Значение основного выброса уменьшится в соответствии с соотношением (лй — п„рот!, здесь л»»р число элементов, где могУт наблюдаться совпадения. Это эквивалентно уменьшению энергии сигнала: ' »Ч Р»»Р) «« ~ Уменьшение эквивалентной энергии приведет к увеличению вероятности ошибок, которое легко вычислить. Однако важно то, что прием полезного сигнала возможен и работоспособность не нарушается. Следовательно, применяя ЧМн шумоподобные сигналы и специальные схемы обработки, можно обеспечить работоспособность приемного устройства МАС при практически неограниченной мощности помех типа ЧМн сигналов и, следовательно, создать МАС без ретрансляторов и без ограничений на пространственное размещение адресов. 10.6.
Использование шумоподобных сигналов для повышения достоверности при многолучевом распространении радиоволн Как известно, во многих случаях в точку приема приходит одновременно несколько «лучей». Изменение условий распростракения приводит к случайным изменениям фазы каждого из лучей, и результирующий сигнал можно рассматривать как сигнал со случайными фазой и амплитудой. Случайность амплитуды сигнала, приводящая к его «замираниям», связана со значительными потерями достоверности.
Рассмотрим схемы оптимального приема сигналов, имеющих случайную амплитуду, без применения специальных методов ослабления влияния многолучевости на достоверность и оценим получающуюся при этом достоверность. Для модели сигнала со случайной амплитудой и фазой должна быть получена функция распределения. Обычно для а, в первом приближении может быть принят релеевский закон распределения с параметром а„ вЂ” наиболее вероятным значением безразмерной амплитуды.
Удобно выразить а, через а„ и безразмерный случайный коэффициент «»,: а,=- а„а,. 401 Для релеевского распределения амплитуды функция распределения а, имеет вид ,о(<з). и е — а (2 (10.6.1) Поскольку здесь имеется в виду сигнал со случайной фазой, то для получения алгоритма оптимального приема, не повторяя преобразований, воспользуемся выражением (2.3.21), которое в данном случае нужно рассматривать как условное отношение правдоподобия при условии определенных значений а,в и а,: и 'и где о„— величина, получающаяся на выходе схемы, оптимальной для сигнала со случайной фазой при условии случайности амплитуды. Для получения ! (х(а„) нужно провести интегрирование по а,.
Тогда после преобразований получим !и!(х/ав,) =!п " + — " ", (10.6.3) пвп+Евэ в)п (Евэ+ в)(п) где Е„ = Е эа„ 'есть энергия сигнала при наиболее вероятном значении его амплитуды. Предположив, что а„ известна, можно из (10.6.3) получить условия принятия гипотезы Г,: оз) и( вз+ и) !)пП ! 1 вэ+ п~ (1064) Проведя преобразования, которые мы опускаем, для сильного сигнала, когда Е„) У„можно получить, что гипотеза Г, должна приниматься при условии '-' 1п —" + " ' ! и П =- П» . (! 0.6.5) 2 !Уп 4 и При случайных амплитуде и фазе оптимальная схема аналогична по структуре оптимальной схеме для сигнала со случайной фазой, поскольку вычисление величины о или о,' может производиться при использовании той же схемы, что и для о„ или о'„.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
