- •Глава 1. Основные понятия и определения коммуникационных систем
- •Глава 2. Системы каналообразования
- •Глава 3. Системы проводной связи
- •Глава 4. Борьба с помехами
- •Глава 5. Борьба с замираниями сигналов при одиночном приеме
- •Глава 6. Методы борьбы с замираниями сигналов при разнесенном приеме
- •Глава 7. Системы коротковолновой радиосвязи
- •Глава 8. Системы ультракоротковолновой радиосвязи
- •Глава 9. Системы связи оптического диапазона
- •Глава 1. Основные понятия и определения коммуникационных систем
- •Сообщение, сигнал, канал, система связи
- •1.2. Непрерывные сигналы
- •1.3. Дискретные сигналы
- •1.4. Кодирование сигналов
- •1.5. Модулированные сигналы
- •Амплитудная модуляция
- •Фазовая модуляция
- •Импульсная модуляция
- •Шумоподобные сигналы
- •1.6. Цифровые сигналы
- •1.7. Помехи в каналах связи
- •Глава 2. Системы каналообразования
- •2.1. Классификация многоканальных систем связи
- •2.2.Системы передачи с разделением каналов по частоте (чрк)
- •2.3.Системы передачи с разделением каналов по времени врк
- •2.4.Цифровые многоканальные системы передачи
- •2.5.Асинхронные адресные многоканальные системы связи
- •Глава 3. Системы проводной связи
- •3.2. Обобщенная структурная схема системы проводной связи
- •3.3. Структурная схема системы телефонной связи
- •3.4. Структурная схема системы телеграфной связи
- •3.5 Структурная схема системы передачи данных
- •3.6. Способы передачи дискретных сигналов.
- •Глава 4. Борьба с помехами
- •4.1. Общая характеристика помех в каналах радиосвязи
- •4.2. Характеристика методов борьбы с помехами
- •4.3. Борьба с флуктуационными, сосредоточенными и импульсными помехами.
- •4.3.1 Флуктуационные помехи
- •4.3.2. Сосредоточенные помехи
- •4.3.3. Импульсные помехи
- •4.4. Вопросы для самопроверки
- •4.5. Задачи и указания
- •Глава 5. Борьба с замираниями сигналов при одиночном приеме
- •5.1. Общая характеристика методов борьбы с замираниями сигналов
- •5.2. Методы борьбы с замираниями сигналов при одиночном приёме
- •5.2.1. Антифединговое кодирование
- •3.2.2. Метод компенсации
- •5.2.3. Метод борьбы с эхо-сигналами
- •5.2.4. Использование широкополосных сигналов
- •5.2.5. Метод прерывистой связи
- •5.3. Системы связи с обратным каналом
- •5.4. Вопросы для самопароверки
- •5.5. Задачи и указания
- •Глава 6. Методы борьбы с замираниями сигналов при разнесенном приеме
- •6.1. Характеристика основных методов борьбы с замираниями сигналов при разнесенном приеме
- •6.2. Способы формирования группового сигнала.
- •6.2.1 Автовыбор
- •6.2.2 Линейное сложение сигналов
- •6.2.3 Оптимальное сложение сигналов
- •6.3. Сравнительная оценка способов сложения разнесеных сигналов.
- •6.4. Вопросы для самопроверки.
- •6.5. Задачи и указания
- •Глава 4. Системы коротковолновой радиосвязи
- •4.1. Особенности коротковолновой радиосвязи
- •4.2. Сигналы, используемые в системах коротковолновой радиосвязи
- •Непрерывные сигналы
- •4.3. Принципы построения передающих устройств
- •4.4. Принципы построения приемных устройств
- •Общий тракт приемника
- •Частные тракты приемника
- •4.6. Методы борьбы с мультипликативными помехами Разнесённый прием
- •4.7. Методы борьбы с аддитивными помехами
- •4.8. Особенности коротковолновых антенн
- •Глава 5. Системы ультракоротковолновой радиосвязи
- •5.1. Общие сведения
- •5.2. Маломощные станции ультракоротковолновой радиосвязи.
- •5.3. Системы радиорелейной связи
- •5.4. Системы тропосферной связи.
- •5.5. Системы ионосферной связи.
- •5.6. Системы метеорной связи
- •5.7. Системы спутниковой радиосвязи
- •5.8. Сотовые системы связи
- •Глава 6. Системы связи оптического диапазона
- •6.1.Особенности оптической связи
- •6.2. Оптические квантовые генераторы
- •6.3 Модуляция колебаний оптического диапазона
- •6.4. Система оптической связи
- •6.5. Оптическая связь по световодам
- •6.6. Волноводные линии связи
5.4. Вопросы для самопароверки
-
В чём состоит отличие активных и пассивных методов борьбы с замираниями сигналов?
-
Почему метод антифедингового кодирования эффективен при борьбе с группирующимися ошибками?
-
В чём сущность метода компенсации?
-
Поясните метод «обратной» ионосферы.
-
На чём базируется метод корреляционной селекции сигналов?
-
В чём состоит метод прерывистой связи.
-
Почему широкополосные сигналы подвержены меньшим замираниям, чем узкополосные сигналы?
-
Нарисуйте структурную схему системы радиосвязи с обратным каналом.
-
Чем отличаются системы радиосвязи с информационной обратной связью и решающей обратной связью?
-
Какая система радиосвязи является более перспективной – система со сравнением или система с переносом?
Литература: [ЭУ, 15, 18].
5.5. Задачи и указания
Задача 1
В системе радиосвязи используется метод борьбы с эхо-сигналами путём применения дискретной линии задержки.
Какое число отводов линии задержки понадобится, чтобы подавить эхо-сигналы в 10 раз?
Указания
При рассчёте пользоваться формулой (5.12).
Задача 2
В системе радиосвязи используются широкополосные сигналы. Полоса приёмника ΔF=0,5 МГц. Мощность широкополосного сигнала Рс=10 мВт. Мощность сосредоточенной помехи от узкополосной радиостанции Рп=100мВт. Флуктуационные шумы имеют спектральную плотность No=0,1мВт.
Найти отношение сигнал/помеха на выходе приёмника после свёртки сигнала.
Указания
-
Выбрать широкополосный сигнал с символами одинаковой частоты.
-
При расчёте воспользоваться формулой (5.13).
Глава 6. Методы борьбы с замираниями сигналов при разнесенном приеме
Цель темы – изучить методы борьбы с замираниями сигналов при разнесённом приёме, способы формирования группового сигнала, методику оценки энергетического выигрыша при различных способах сложения разнесённых сигналов.
Основными вопросами при изучении данной темы являются:
-
физическое содержание параметра коэффициента корреляции разнесённых сигналов;
-
реализация приёмных устройств при различных способах формирования группового сигнала;
-
расчёт энергетического выигрыша в зависимости от крайности разнесения;
-
выбор оптимального числа разнесений
6.1. Характеристика основных методов борьбы с замираниями сигналов при разнесенном приеме
В главе 5.1 уже отмечалось, что коэффициент корреляции между сигналами при разнесенном приеме описывается выражением (5.1).
Многочисленные наблюдения показали, что для эффективной борьбы с замираниями при разнесенном приеме необходимо, чтобы коэффициент корреляции между принимаемыми сигналами был меньше 0,6.
В зависимости от физического содержания параметра различают:
— пространственно-разнесенный прием, при котором осуществляется одновременный прием сигналов на несколько разнесенных в пространстве антенн;
— частотно-разнесенный прием, когда один и тот же сигнал передается одновременно на нескольких рабочих частотах;
— временной разнесенный прием, состоящий в многократном повторении одного и того же сигнала на одной рабочей частоте через интервалы времени, превышающие среднюю длительность замираний в канале;
— поляризационно-разнесенный прием, при котором для регистрации сигналов с горизонтальной и вертикальной поляризацией используются различные антенны;
— угловой разнесенный прием, при котором учитывается разность углов прихода лучей в вертикальной или горизонтальной плоскости.
В настоящее время широко используется пространственно-разнесенный прием. Он может осуществляться при горизонтальном расположении антенн вдоль или поперек трассы связи, а также при вертикальном расположении антенн. Экспериментально установлено, что корреляция сигналов в KB каналах уменьшается быстрее при поперечном, а в УКВ каналах — при вертикальном разнесении антенн. Наименьшие размеры антенного поля получаются при горизонтальном расположении приемных антенн поперек направления трассы связи. В этом случае значение коэффициента корреляции сигналов < 0,6 достигается разнесением антенн на расстояние 10—15 длин волн; при расстоянии разнесения 30—50 длин волн 0,3.
В зависимости от кратности разнесения количество антенн может быть равно двум, трем и более. Количество приемников обычно берется равным количеству антенн, так как при использовании только одного приемника требуется некоторое время на выбор антенны с наиболее сильным сигналом и появляются помехи, вызываемые коммутацией антенн.
При частотном разнесении каждая ветвь разнесения представляет собой отдельный канал связи, включающий комплект передающей и приемной аппаратуры со своими антеннами, т. е. оборудование системы связи значительно усложняется. Кроме того, по сравнению с одиночным приемом ширина полосы частот сигналов возрастает по меньшей мере в п раз, где п — кратность разнесения. Этот недостаток метода особенно ощутим в перегруженном KB диапазоне. Опытным путем установлено, что разнесение рабочих частот должно составлять 1—3 кГц в KB каналах и 3—5 МГц в УКВ каналах радиосвязи.
Метод временного разнесения при достаточно большом числе повторений сигнала позволяет значительно повысить помехоустойчивость как по отношению к замираниям, так и по отношению к аддитивным помехам. Однако он накладывает ограничения на скорость телеграфирования и длительность кодограмм. Системы, в которых используется этот метод разнесения, должны иметь в своем составе элементы памяти для запоминания и сравнения сигналов, принятых в разное время. Достоинство метода состоит в использовании одного комплекта приемо-передающей аппаратуры.
Поляризационно-разнесенный прием уменьшает влияние поляризационных замирании сигналов. Эксперименты, проведенные на трассах протяженностью 1700—2000 км, показали, что коэффициент корреляции сигналов KB диапазона 0,1— 0,5, т. е. примерно такой же, как и при пространственном разнесении [15]. Значит, повышение устойчивости связи в обоих случаях будет примерно одинаковым. Отсюда следует, что поляризационное разнесение целесообразно применять только при использовании простейших антенн типа диполей, т. е. в УКВ диапазоне. Однако в УКВ каналах в сравнении с KB каналами поляризационные замирания выражены слабее, поэтому поляризационное разнесение применяется сравнительно редко.
В последнее время при тропосферной и ионосферной радиосвязи на УКВ начал применяться метод углового разнесения. Коэффициент корреляции сигналов при угловом разнесении [15] определяется выражением
, (6.1)
где — ширина диаграммы направленности антенны по половинной мощности; — угол разнесения.
При n-кратном разнесении обычно используются п рефлекторных антенн и п приемников, причем облучатели антенн по определенному закону смещаются относительно фокуса рефлектора.
Независимо от физического содержания параметра разнесения, т. е. при любом методе разнесенного приема сигнал в каждой ветви разнесения хi (t) есть сумма полезного сигнала исj (t) и аддитивной помехи uпj (t):
. (6.2)
Здесь согласно выражению (1.10)
. (6.3)
При n-кратном разнесении результирующий сигнал на входе системы связи с разнесенным приемом равен
. (6.4)
Здесь Cj — весовые коэффициенты, величина которых зависит от способа формирования группового сигнала и отношения сигнал/ помеха в j-м канале связи.