4.4. Вопросы для самопроверки

1. Приведите классификацию помех.

2. Поясните основные методы борьбы с помехами.

3. Что понимается под оптимальной обработкой сигнала в приёмном устройстве?

4. Какие фильтры называют согласованными?

5. В чём сущность корреляционного метода и всегда ли он эффективен?

6. Когда целесообразно применять метод накопления?

7. Назовите методы борьбы с флуктуационными помехами.

8. Нарисуйте структурную схему «идеального» приёмника В.А. Котельникова.

9. Что такое критерий идеального наблюдателя?

10. Какова структура оптимального приёмника на согласованных фильтрах?

11. Поясните основные методы борьбы с сосредоточенными помехами.

12. Нарисуйте схему следящего коррелятора.

13. Приведите основные методы борьбы с импульсными помехами.

14. Почему адаптивные приёмники более эффективны, чем оптимальные приёмники?

Литература: [ЭУ, 2, 10].

4.5. Задачи и указания

Задача 1

В системах радиосвязи, работающих на сверхвысоких частотах, мощность флуктуационной помехи определяется шумовой температурой Т_ш.

Найти мощность шумов при Т_ш=100⁰К с учётом эффективной полосы пропускания приёмника ΔF_эф=200 кГц.

Указания

1. Считать в полосе пропускания приёмника спектральную плотность помехи постоянной.

2. Расчёт мощности шумов осуществляется с учётом формул (4.2) и (4.3).

Задача 2

По радиоканалу с флуктуационными помехами передаётся сигнал длительностью Т_с=20 мс и мощностью Р_с=1 Вт.

Найти величину отклика на выходе коррелятора при когерентном приёме, если эффективная полоса приёмника ΔF_эф=1 кГц, а мощность помехи Р_п=10 мВт.

Указания

1. При расчётах пользоваться формулами (4.2), (4.3) и (4.9).

2. Энергия сигнала Е_с=Р_с·Т_с.

Глава 5. Борьба с замираниями сигналов при одиночном приеме

Цель темы – изучить активные и пассивные методы борьбы с замираниями сигналов в каналах с переменными параметрами, проанализировать перспективу реализации систем радиосвязи с информационной и решающей обратной связью.

Основными вопросами при изучении данной темы является:

• механизм замирания сигналов в каналах радиосвязи;

• одноканальные методы борьбы с замираниями сигналов при одиночном приёме;

• эффективность использования широкополосных сигналов;

• перспективность использования систем связи с обратным каналом.

5.1. Общая характеристика методов борьбы с замираниями сигналов

Методы борьбы с замираниями можно разделить на активные и пассивные. В основе активных методов лежит измерение пара­метров канала и использование результатов этих измерений для уменьшения искажений сигналов. Активные методы в свою оче­редь подразделяются на совмещенные и несовмещенные.

При совмещенных методах один и тот же канал использует­ся для передачи сообщений и измерения его параметров, приме­няется периодическое зондирование канала с помощью специаль­ных сигналов, а также селекция лучей в точке приема с последу­ющим синфазным их сложением.

В случае использования несовмещенных активных методов не­обходимо иметь специальный измерительный канал, по которому передаются тест-сигналы. При этом могут применяться прямой измерительный канал и информационная обратная связь с целью использования информации о состоянии канала как в приемном решающем устройстве, так и на передающем конце при форми­ровании сигналов. Внедряются в практику и являются перспек­тивными такие активные методы борьбы с замираниями, как ме­тод обратной (инверсной) ионосферы, метод компенсации, метод прерывистой связи, а также методы, в которых предусматривает­ся применение в системе связи обратного канала и др.

При использовании пассивных методов измерение параметров канала не предусматривается. При одноканальных пассивных методах борьбы с замираниями могут применяться: преобразо­вание спектра сигнала (двойная балансная модуляция, однопо­лосная модуляция, широкополосные сигналы и др.), антифединговое кодирование, прием только одного луча за счет программного изменения частоты несущего колебания и применения направленных антенн и пр.

Многоканальные пассивные методы основаны на приеме сигналов по нескольким каналам. К ним относятся различные мето­ды разнесенного приема и передачи. Наибольшее распростране­ние получили методы разнесенного приема, как более простые при технической реализации.

Если сигналы, принимаемые по нескольким каналам, коррелированны между собой слабо, вероятность их одновременного замирания мала. Поэтому в то время, когда один сигнал замирает значительно и имеет малое превышение над аддитивными поме­тами, интенсивность другого сигнала и его превышение над помехами оказываются высокими. Комбинируя принимаемые сигналы определенным образом, можно существенно повысить достовер­ность и скорость передачи информации по сравнению с одиноч­ным приемом в каналах с переменными параметрами.

Коэффициент корреляции между сигналами, разнесен­ными но некоторому параметру [13,15], аппроксимируется вы­ражением

, (5.1)

где - коэффициент;

— интервал разнесения.

Опыт показал, что с точки зрения борьбы с замираниями раз­несенный прием оказывается эффективным при <0,6. По­этому нормированное расстояние разнесения чаще всего оп­ределяют из условия

0.37 или

Методы разнесенного приема в настоящее время находят са­мое широкое применение и рассматриваются в модуле 6.

Следует отметить, что весомый вклад в теорию и практику методов борьбы с замираниями внесли отечественные ученые В. А. Ко­тельников, Б. И. Бондарев, М. П. Долуханов, Д. Д. Кловский, В. И. Сифоров, Л. М. Финк, А. А. Харкевич, Н. П. Хворостен-ко и многие другие.