Влияние характеристик тракта на помехоустойчивость систем с мдвр

Из анализа влияния характеристик радиотракта спутниковых линий связи на искажения ФМ сигналов известно, что ограничение тракта по полосе, а также дополнительные отклонения его амплитудно-частотной и фазочастотной характеристик от идеальных приводят к появлению межсимвольных искажений. Последние можно оценить эквивалентными энергетическими потерями по сравнению с помехоустойчивостью, определяемой теоретически рассчитанными кривыми.

В приводимом анализе предполагается, что радиотракт линии связи между выходным фильтром модулятора и входным фильтром демодулятора не содержит нелинейных элементов, что позволяет искать обобщенную импульсную характеристику обоих фильтров, перемножая их частотные характеристики.

Характеристику радиотракта можно записать следующим образом:

(2.8)

Коэффициент b₁ характеризует перекос АЧХ тракта; b₂ – параболическую составляющую АЧХ; α₁ – коэффициент, определяющий запаздывание сигнала; α₂ и α₃ – соответственно линейную и параболическую составляющие ГВЗ.

Если характеристики радиотракта не очень сильно отличаются от идеальных и искажения, вносимые этим трактом, невелики, в (2.8) можно ограничиться первыми членами, и тогда:

(2.9)

Так как аргумент (iω)^k соответствует k-й производной от огибающей ФМ сигнала h(t), то сигнал на входе демодулятора:

(2.10)

Отметим, что в (2.10) запаздывание α₁ положено равным нулю, так как вносит только задержку и не приводит к искажениям. Выражение (2.10) определяет искажения сигнала на входе демодулятора в зависимости от параметров АЧХ и ГВЗ (групповое время задержки) тракта. Из него следует, что влияние характеристик радиотракта проявляется в том, что возникают дополнительные межсимвольные искажения в сигнале (b₂h′′ и α₃h′′′) и ортогональная составляющая (b₁h′ α₂h′′).

Рассмотрим энергетические потери, вносимых неидеальностью характеристик радиотракта, для случая, когда эквивалентный суммарный фильтр модема можно представить фильтром второго порядка. Если полоса фильтра Δf = 1/T то постоянная времени фильтра . При сделанных предположениях переходный процесс на выходе фильтра быстро затухает при t > 2Т, что позволяет учитывать межсимвольные искажения только на интервале 2Т. Линейная составляющая ГВЗ обусловлена параболической составляющей фазовой характеристики а₂Ω². По определению ГВЗ τ = 2а₂Ω. Если неравномерность ГВЗ нормирована на краях полосы пропускания и отклонение линейной компоненты ГВЗ на частоте ω₀±2πΔf составляет τ_л, то а₂ = τ_л/4πΔf.

Влияние линейной составляющей ГВЗ проявляется в виде дополнительной ортогональной составляющей, что наиболее существенно при двукратной ФМ. Параболическая составляющая ГВЗ 3а_зΩ² приводит к появлению межсимвольных искажений.

Рисунок 2.4 Зависимости потерь помехоустойчивости

а) от линейной составляющей ГВЗ

б) от параболической составляющей ГВЗ

в) от неревномерности (перекоса) АЧХ

Приведенные сведения о расчете энергетических потерь обусловленных характеристиками радиотракта, основаны на предпосылке об идеальной синхронизации демодулятора как по несущей, так и по тактовой частоте. В то же время исследования показали, что влияние неидеальности характеристик радиотракта приводит к дополнительной фазовой ошибке в схеме восстановления опорного колебания, что создает дополнительные энергетические потери, соизмеримые с потерями, вносимыми в собственно информационный канал.