Тузов Г.И. Статистическая теория приёма сложных сигналов (1977) (1151885), страница 56
Текст из файла (страница 56)
'16. Свирнденко С. С. Основы синхронизации при приеме дискретных сигналов. М., «Связь», 1974. 17. Сосулин Ю. Т., Пивоваров Ю. Л. Многоканальное оценочно- корреляционное обнаружение сигнала с неизвестной частотой.— «Радиотехника и электроника», 1971, т. 16, № !2. 18. Сосулнн Ю. Т., Пивоваров Ю.
Л. Оценочно-корреляционное обнаружение снгнала с неизвестной частотой. — «Радиотехника и электроника», 1971, т. 16, № 9. 19. Сосулнн Ю. Т. Оценочно. корреляционный призщмп приема сигналов на фоне помех и априорная информация. — «Радиотехника и электроника», 1971, т. 16, № 3. 20.
Сосулии Ю. Т. К задачам многоальгернатнвного обнаружения сигналов.— «Изв, АН СССР. Техническая кибернетика», !969, № !4. 21. Стратонович Р. Л., Сосулин Ю. Т. Оптимальное обнаружение марковского процесса и шуме. «Изв. АН СССР. Техническая кибернетика»,,1964, № 6. 23. Теория и припенение псевдослучайных сигналов. М., «Наука», 1969. Антс А. И, Алексеев, А. Г. Шереметьев, Г. И. Тузов, Б.
И. Глазов. 4В. Точные методы исследования нелинейных систем автоматического управления. Под ред. Р. А. Нелепина. М., «Машиностроение», 1971. 24. Тузов Г. И., Спирин В. В. Нелинейная динамика системы фильтрации псевдослучайного сигнала. — «Радиотехника», 1971, т. 26, № 7.
25. Тузов Г. И., Спирин В. В., Котов В. А. Дмнаыика системы фильтрации псевдослучайного сигнала с произвольным углом манипуляции. — «Радиотехника и электроника», 1972, т. !7, № 2. 26. Тузов Г. И., Спирин В. В Пинамика следящего приемника широкополосного псевдослучайного сигнала с дискретной частотной модуляцией. — «Радиотехника»,!1974, № 2. '27. Тузов Г. И. Вьщеление и обработка информации в допплеровских системах.М., «Сов. радио», 1967.
28. Пнфровые методы в космической связи. Лод ред. Голомба. Лер, с англ. М., «Связь», 1969. 29. Шахгильдян В. В., Ляховким А. А. Системы фазовой авто- подстройки частоты. М., «Связь», 1972. 30. Зр1Рйег Л Л Пе!ау !осй 1гасй1пд о! Ь!лагу з19па!з.— «1ЕЕЕ Тгапа.», 1963, ч. 3ЕТ-9. 31. %агб !Ь В. Асйп!з!1!оп о1 рзепдопо!зе а!дна!з Ьу зейшепПа1 ез1!ша11оп. — «1ЕЕЕ Тгапз.», .1965, ч. 13, № 4. 32.
44Гагд И. В. Арр!1саГ1оп о! де!ау-!ос)с гадаг 1есйп19нез 1о беерзрасе 1аз1«ж — 1ЕЕЕ Тгапв.», !964, ч. БЕТ-!О, № 2. Глава 8 Характеристика систем связи и управления, использующих сложные дискретные сигналы 8.1. Общая характеристика широкополосных систем связи и управления Широкополосные системы, использующие сложные сигналы, по методам технической реализации, свойствам и возможностям существенно отличаются от обычных традиционных узкополосных радиосистем, основанных на использовании сигналов с базой В ж1.
К наиболее важным отличиям широкополосных систем по методам технической реализации следует отнести использование сигналов с полосой частот более широкой, чем полоса спектра передаваемых сообщений, и методов приема и селекции, основанных на разли~ии форм используемых сигналов. Эти отличия позволили обеспечить качественно новые свойства радиосистем различного назначения и открыли дополнительные возможности для их развития.
Так, применение сложных сигналов в системах связи и управления позволяет: 1) улучшить использование полосы частот в случае неполной загрузки отдельных каналов; 2) создать аппаратуру, не требующую перестройки радиотракта и антенно-фидерного устройства при переключении с одного канала на другой; 3) довести простоту и удобство эксплуатации радиотелефонной н радиотелеграфной связи до уровня проводной автоматической связи, сохраняя при этом преимущество радиосвязи; 4) создать устойчиво, работающие системы дальней многоканальной радиосвязи с использованием отражения радиоволн от естественного или искусственных спутников Земли, ионосферы и тропосферы; 5) создать скрытые и помехоустойчивые системы связи, существенно затрудняющие радиоразведку и организацию радиопротиводействия; 6) обеспечить одновременное выполнение различных функциональных задач (передачу информации, синхро- 875 низацию, измерение многих параметров движения) с использованием одного или ограниченного числа сигналов, поскольку для выполнения таких задач сложные сигналы являются оптимальными [!6].
Второе и третье свойства определяют особенности построения асинхронных адресных систем связи (ААСС) и синхронных адресных систем связи. Рассмотрим некоторые из перечисленных свойств широкополосных систем связи и управления. Оценка эффективности использования частотного диапазона Эффективность использования частотного диапазона оценивается максимально допустимым числом каналов, .приходящимся на 1 МГц отведенной полосы частот. При оценке эффективности использования частотного диапазона в многоканальных системах связи необходимо учитывать загрузку каждого канала.
Так, в системе дуплексной связи с двумя каналами (прямым и обратным) каждый канал будет занят меньше половины времени по следующим причинам: — в обычном двустороннем разговоре абонент примерно половину времени говорит и половину времени слушает; — вызываемый абонент не сразу отвечает на вызов; — говорящий делает паузы между предложениями, словами и даже слогами; — некоторое время затрачивается абонентами на раздумывание. Если в многоканальных системах дуплексная связь осуществляется по одному каналу, то необходимо учитывать три последние причины, по которым канал в какието моменты времени не будет за~пят передачей сигналов данной пары абонентов.
Назовем коэффициентом активности пары абонентов отношение К,=(р/1,, где (р— время непосредственной передачи сигналов разговар~ивающей пары абонентов; (, — общее время занятости тракта разговором данной пары абонентов. Коэффициент активности зависит от многих факторов и в среднем (без учета первой причины) равен 0,5 ... 0,6 !2).
В асинхронных адресных системах связи общий тракт используется многими парами абонентов. Назовем коэффициентом занятости тракта парой абонентов отношение 376 (8.1) где Ум ̄— соответственно спектральные плотности внутреннего шума и взаимных помех (шума неортогональности); /У,=(М вЂ” 1) (Р,/Р) =МР,/Р, (8.2) где М»! — допустимое число одновременно работающих каналов. В асинхронных адресных системах связи шумы неортогональности могут превышать внутренние шумы системы. В этих системах качество каналов практически не 377 Кз=Ф„где 1,— заданный (достаточно большой) промежуток времени.
Этот коэффициент зависит от назначения системы связи, и для магистральных линий связи в час наибольшей нагрузки близок к 0,1 12, 41. Коэффициенты занятости и активности позволяют определить общее число абонентов в асинхронной адресной системе связи Мм если, исходя из норм на допустнмоеотношение сигнал/шум в канале, число активных абонентов в данный момент времени равно М: М~=2М/К,К., где 2 в числителе означает, что К, и К, относятся к паре абонентов. Так, если М=50, К,=0,5, К,=0,1, то Ма=2 50/05Х Х0,1=2000. Определим теперь значение Мв для широкополосной системы связи, исходя нз требуемого (допустимого) отношения сигнал/шум д,р,з в каждом симплексном канале.
В работе [221 показано, что лри коэффициенте использования каналов т(( 1 частотный диапазон в широкополосных системах связи используется более эффективно, чем в системах связи при частотном разделении, а при т), близком к единице, эффективность использования частотного диапазона при разделения по частоте и по форме соизмеримы. Пусть имеется Мз каналов, характеризующихся коэффициентом использования ц, представляющем вероятность того, что некоторый канал работает. Для простоты будем считать, что загрузка каналов одинакова и они работают независимо один от другого.
Отношение сигнал/шум на выходе канала в многоканальной системе связи при предположении, что мощности всех передатчиков одинаковы, определяется ~выражением 2РвТ (~~а + мпв) зависит от уровня мощности передатчика, так как равновеликое увеличение мощности всех передающих станций вызывает в равной мере увеличение взаимных помех. При атом 31„»Фм и тогда из,(8.1),при учете (8.2) по- лучим о= 2РТ(М. (8.3) Из формулы (8.3) следует, что при заданном числе активных абонентов М увеличение отношения сигнал/ взаимная помеха возможно только за счет увеличения базы сигнала В=2РТ.
Зададимся условием, что в каждом канале обеспечивается отношение сигнал/шум д, которое не должно быть меньше требуемого ~у,р,з с вероятностью 0,99. Это значит, что с вероятностью 0,99 число одновременно работающих каналов не должно превышать числа М, определяемого из (8.3): М = 2РТ1гРща. (8.4) Из (8.4) следует, что чем больше база сигнала, тем больше число каналов возможно разместить при заданном д,р,з.
Обозначив через й число работающих каналов, можно найти вероятность одновременной работы й каналов, которая определяется бииомиальным распределением 118, 221 Р (й) = С „,1 (1,- ч)" ', (8.5) и вероятность того, что й не превышает допустимой величины М: м Р(й~М)=~ С чз(1 — ч)"-". Ь=! Р(й~М)= Ф (( м ч )$~ ° (8 б) где Ф(х)= =~ ехр( — 1'1пг. х г ата При больших Мз биномиальное распределение можно заменить нормальным со средним значением т=М~Ч и дисперсией оз=Мзт((1 — т1) и считать приближенно, что Полагая эту вероятность равной 0,99 и учитывая, что Ф(2,3) ж 0,99, будем иметь 118] М=2,ЗУ'М,(1 — ч) ч+чм..
(8.Т) В табл. 8.1 определены значения Ма в зависимости от т! при М=50. При увеличении М (например, за счет Т а бл и па 8.1 увеличения базы 2РТ) отношение Ма/М растет и стремится к !/т). Таким образом, в многоканальной системе со сложными сигналами уменьшение коэффициента использования канала т! приводит к увеличению числа абонентов Ма при неизменной полосе частот, отводимой системе связи. В многоканальных системах связи, использующих простые виды сигналов (напрнмер, в системах связи с частотным разделением, когда каждому абоненту отводится определенная полоса частот) при Ма)М необходима специальная аппаратура поиска незанятой в данное время полосы частот, которая должна обеспечить образование нового канала.
Если не иметь такой аппаратуры, то при одновременной работе на одной частоте двух абонентов, вероятность аготорой равна а!а, связь будет нарушена сразу по обоим каналам. Асинхронные адресные системы связи с разделением сигналов по форме Стремление найти новые способы передачи сообщений, упростить аппаратуру, сделать систему связи более гибкой привело,к созданию ААСС с разделением сигналов по форме (прн кодовом уплотнении). В таких системах общий радиочастотный тракт используется многими абонентами без синхронизации их работы, а в сигналах, переносящих информацию, содержатся адреса тех абонентов, с которыми устанавливается связь. При кодовом уплотнении адрес абонента может содержаться в специальном коде (например, в форме ДЧМ сигнала или М.последовательности).
Абонент с этим ко- 379 дом, приняв вызов и определив тем или иным способом код вызывающего, устанавливает его на кодирующем устройстве своего передатчика, обеспечивая тем самым дуплекс. В такой системе, кроме соответствующих переключений в кодирующем и декодирующем устройствах, не нужно производить никаких ~перестроек высокочастотного тракта, который в данном случае доступен любому абоненту. Вследствие этого такие системы получили название систем со свободным доступом, в отличие от систем с упорядоченным доступом,(21. Доступ является свободным потому, что общий широкополосный тракт может использоваться абонентом немедленно, т. е.
тогда, когда у абонента есть сообщение, подлежащее передаче. При этом ~не нужны особые предварительные операции и разрешения (посылка вызова на вызывной волне, поиск свободной волны, коммутация на центральной станции, перестройка высокочастотной аппаратуры), что позволяет упростить аппаратуру системы связи. В ААСС с уплотнением по форме из-за широкополосности используемых сигналов, как правило, не требуется высокая стабильность частоты поднесущих, что также упрощает аппаратуру. В некоторых случаях для всех или части абонентов может быть выделен специальный циркулярный адрес, с помощью которого посылается общий вызов. Кроме возможности свободного доступа, к положительным свойствам ААСС следует отнести (2): их эластичность, саморегулирование, живучесть. Эластичность ААСС выражается в зависимости качества связи от числа одновременно активных абонентов М, что следует из рассмотрения формулы (8.3).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
