Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Авиационные радиолокационные системы. Часть 2.pdf
Скачиваний:
79
Добавлен:
05.02.2023
Размер:
2.41 Mб
Скачать

106

регулирующий уровень сообщения. Несмотря на наличие дополнительного оборудования, системы ДМд с компандированием более просты, чем системы с ИКМ.

12.МНОГОКАНАЛЬНЫЕ РТС ПИ[1, 2, 8, 9]

12.1.Методы уплотнения и разделения каналов

В многоканальной радиолинии сообщения от нескольких источников

информации

передаются

 

по

общему

высокочастотному.

тр

Предварительно сообщения преобразуются(кодируются) и формируются

 

канальные сигналы. Канальные сигналы объединяются по определенному

 

правилу, в результате чего образуется суммарный (групповой) сигнал. Такая

 

операция называется уплотнением

каналов.

Групповой сигнал модулирует

 

несущее колебание, и осуществляется передача полученного радиосигнала.

 

На приемной стороне после демодуляции несущей производится разделение

 

(селекция) каналов. Выделенные

канальные сигналы декодируются

и

преобразуются к виду, удобному для потребителя.

 

 

 

При построении многоканальных РТС ПИ задача надежного разделения

 

каналов

является

одной

из

основных. Разделение

каналов

должно

осуществляться таким образом, чтобы для любого канала влияние помех,

 

обусловленных

 

действием

сигналов

всех

других ,

былоканалов

минимальным.

Различают линейные и

нелинейные

методы

разделения

каналов. В системе с линейным разделением каналов разделение сигналов

 

отдельных каналов осуществляется линейными устройствами с постоянными

 

или переменными параметрами. В других случаях

методы

разделения

называют нелинейными.

 

 

 

 

 

 

При

 

использовании

линейных

методов

разделения

операци

уплотнения каналов обычно линейна и сводится к суммированию канальных

 

сигналов

sk (t, lk ) , содержащих

сообщения lk , k =1,..., N . Групповой сигнал в

 

этом случае можно представить следующим образом:

 

N

N

 

 

 

 

 

 

 

 

sS (t )= åsk (t, lk ) = åCk (lk )fk t,(lk ),

 

 

 

 

 

 

 

k =1

k =1

 

 

 

 

 

 

 

 

где N - число уплотняемых каналов; sk (t, lk )

- сигнал k -го канала, содержа-

 

 

щий

сообщение lk ,

который

можно

представить

в

в

sk (t, lk ) = Ck (lk )´ fk (t, lk ) .

 

 

 

 

 

 

 

 

Разделение

каналов

 

на

приемной

стороне

осуществляетсяN

 

линейными избирательными устройствами, каждое из которых выделяет

 

соответствующий

канальный

сигнал

из

группового. Если

обозначить

 

оператор,

описывающий

действие k -го

линейного

избирательного

 

устройства, через Lk , то при отсутствии реакции на все другие канальные сигналы операцию разделения каналов можно записать в виде

107

L s

t

 

= L

ì

N

C

l

f t, l

ü

=

N

 

l

f t, l

=

ìC

k (

l

f

k (

t, l

,i = k;

)}

 

L C

ï

k )

 

k )

 

k { S (

 

k íå i (

i

) i

( i

ý )

å k {

i (

i

) i

( i

} )

í

 

 

 

=

1,..., N.

 

 

 

 

î i=1

 

 

 

 

þ

 

i=1

 

 

 

 

 

ï0, i ¹ k, k

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

î

 

 

 

 

 

 

Для

линейного

разделения

каналов

при

линейном

 

уплотнении

необходимым и достаточным условием является линейная независимость

канальных сигналов. При линейно независимых канальных сигналах ни один

из них нельзя

представить линейной комбинацией других канальных

сигналов. Это означает, что равенство

 

 

 

 

 

 

N

)fi

t(, li

=)0

 

 

 

 

 

 

 

 

åCi (li

 

 

 

 

 

 

 

 

i=1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

выполняется только при равенстве нулю всех коэффициентов Ci (li ) .

 

 

Структурная

схема

многоканальной

радиолинии

с

линейны

уплотнением

 

и

разделением

каналов

приведена

на рисунке12.1. От

источников Иi

сообщения li подаются на канальные модуляторы(КМ),

где

осуществляется

 

модуляция

параметров

сигналов,

вырабатываемых

генератором линейно независимых функций (ГЛНФ).

Рисунок 12.1.

Уплотнение каналов происходит в сумматоре. Групповой сигнал sS (t )

модулирует несущее колебание в модуляторе(М), к которому подводятся

 

колебания

от

генератора(ГН). Усиление

мощности

происходит

в

последующих каскадах передатчика (Пер).

 

 

 

Принятый радиосигнал подвергается преобразованию в линейной части

 

приемника (Пр) и демодуляции в демодуляторе(ДМ). Выделенный группо-

 

вой сигнал sS* (t )

(с шумом)подается на линейные избирательные устройства

 

108

(ЛИУ), которые с помощью генератора вспомогательных колебаний(ГВК) осуществляют разделение канальных сигналов. Канальные сигналы sk (t, lk* )

демодулируются в канальных демодуляторах (КДМ), в результате чего выде-

ляются сообщения lk* (t ) .

 

 

 

 

 

 

При линейном уплотнении и разделении каналов канальные сигналы

 

удобнее формировать так, чтобы они составляли ансамбль ортогональных

 

сигналов. Это

следует

из

возможности

приведения системы

линейно

независимых

функций

путем

линейных

преобразований

к

систем

ортогональных

функций.

Для

ортогональных на интервале[0,T ] функций

 

справедливо условие

T

òsi (t, li

0

ìconst ¹ 0

при i = j;

s)j (t, lj )dt = í

при i ¹ j.

î0

Таким образом, любой ансамбль ортогональных сигналов можно

использовать в качестве канальных сигналов в системе с линейным уплотнением и разделением каналов. На практике применяются следующие

ансамбли ортогональных сигналов: последовательности не перекрывающихся

 

во времени импульсов; сигналы с

 

неперекрывающимися

частотными

спектрами; сигналы, построенные

на

основе

 

систем

ортогональных

тригонометрических

функций,

функций

 

Уолша, полиномов

Лежандра,

 

Чебышева и др.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Многоканальные

 

системы,

в

которых

 

 

используются

неперекрывающиеся

 

импульсные

 

последовательности, называются

 

системами

с

временным

разделением

каналов(ВРК);

системы,

 

использующие

не

перекрывающиеся

 

по спектру сигналы, наз ваются

 

системами с частотным разделением каналов(ЧРК); в

 

системах с

 

разделением каналов по форме используемых сигналов(РКФ) канальные

 

сигналы могут перекрываться по времени и по спектру. Иногда системы с

 

РКФ называют системами с

кодовым

 

разделением

каналов, поскольку

 

каждому каналу соответствует определенная кодовая последовательность из

 

ансамбля ортогональных.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Практически

при

линейном

 

уплотнении

и

разделении

каналов

используемые

сигналы

имеют

некоторую

неортогональность, которая

 

приводит к появлению

межканальных

 

помех. Для снижения уровня этих

 

помех стремятся к тому, чтобы сигналы имели величину неортогональности

 

не выше допустимой. Такие сигналы называют квазиортогональными.

 

 

Для увеличения скорости передачи информации

 

по

радиолинии

необходимо

увеличивать

число

 

уплотняемых

каналов. Если

работа

 

уплотняемых источников информации ведется в определенном порядке, т.е. в синхронном режиме, число уплотняемых каналов оказывается больше, чем при асинхронном режиме. Вместе с тем системы с асинхронным уплотнением каналов, проигрывая по межканальным помехам синхронным, более удобны и просты, поскольку не требуют синхронизирующих устройств. Кроме того,

109

групповой тракт в асинхронной системе может использоваться каждым источником независимо от работы других каналов. По этой причине в спутниковых системах связи асинхронные многоканальные радиолинии называют радиолиниями со свободным доступом.

12.2. Характеристики многоканальных систем с линейным разделением каналов

Рассмотрим характерные для систем с линейным разделением каналов взаимные и межканальные помехи. Причинами появления таких помех являются неидеальность модуляторов, искажения в групповом тракте передачи сигналов, несовершенство разделяющих устройств в приемной . части Неидеальность модуляторов приводит к отклонениям канальных сигналов от идеальных. Несовершенство группового тракта проявляется в нелинейных искажениях группового сигнала, а также в искажениях из-за изменений ампли-

тудно-частотных

(АЧХ) и

фазочастотных (ФЧХ)

характеристик.

Это

приводит

к

появлению

мультипликативных , нарушающихпомех

ортогональность канальных сигналов.

 

 

 

Величина

затухания

между

влияющим и

подверженным

влиянию

каналами характеризует качество многоканальной системы в отношении переходных помех (защищенность канала от переходных помех). Выбором канальных сигналов можно достичь требуемой величины защищенности

каналов от переходных помех. Защищенность определяется

выражением

Aik = 10 lg (Pi Pik ), где Pi - мощность полезного сообщения i -го

канала; Pik -

мощность переходной помехи от k -го в i -й канал.

При условии, что все каналы одинаковы, пропускную способность

многоканальной

системы

в

целом

можно

определить

CS @ NFB log (PC

PШ + mPC ),

где N - число каналов;

FB - верхняя частота спектра

канального

сигнала;

PC

- средняя

мощность

канального сигнала; PШ

-

мощность флуктуационного шума; коэффициент m

для идентичных каналов

определяется соотношением

 

 

 

 

 

 

N

 

 

 

 

 

 

 

m = mk =

å 10-0,1Aik .

 

 

 

 

 

 

 

i=1,i ¹k

 

 

 

 

 

 

 

Отношение пропускной способности многоканальной системыCS к

пропускной способности линейного тракта CЛ

определяет информационную

эффективность KS многоканальной системы: KS = CS CЛ .

Пропускная способность линейного тракта вычисляется с учетом суммирования мощностей канальных сигналов: CЛ = DfЭ log (1+ NPC PШ . Л ), где