Файл: Шумоподобные сигналы в системах передачи информации..pdf

организовано и на небольшой части площади, охватывающей зону действия передатчика (примерно одна десятиили стотысячная часть вблизи от передающей станции), не должны располагаться другие станции. Эти ограничения могут создать существенные организа­ ционные трудности.

В то же время если на площади, соизмеримой с областью действия одной передающей станции, должно быть расположено количество адресов, превышающее число каналов в системе, то при использова­ нии простых сигналов это может привести к нарушению связи между адресами, которые вынуждены пользоваться одним частотным каналом,

с использованием ШПС, при котором действие сильных аналогичных сигналов может быть значительно ослаблено и ограничения на разме­ щение адресов в MAC связи с ШПС устраняются. Эти дополнительные возможности дает предложенное В. Н. Власовым использование для этих целей когерентных ЧМн сигналов и схем их обработки с введением ограничителей.

Схема простейшего квазиоптимального фильтра для таких сигна­ лов изображена на рис. 10.5.2. Обработка сигнала осуществляется в rrif ветвях. В каждой из ветвей содержится полосовой фильтр на элемент сигнала и цепь задержки. Выходы ветвей поступают на сум­ матор, где обеспечивается обработка основного выброса. Как известно [1.7], в ансамбле ЧМн сигналов с заданным числом элементов mf можно найти такие, у которых при любых относительных временных сдвигах совпадение по частоте может наступить только у одного эле­ мента. Следовательно, мешающий мощный ШПС в точке приема может одновременно с полезным сигналом проходить только по одной ветви. В каждой из ветвей включены идеальные ограничители. При отсутст­ вии мощного мешающего ШПС и осуществлении приема слабого по­ лезного ШПС на фоне флюктуационных помех схема дает ухудшение достоверности, соответствующее потерям энергии в 2 дБ, аналогично тому, как это подробно рассмотрено выше при анализе действия мощных импульсных и узкополосных помех на прием в схемах с ограничителя­ ми. При действии мощной помехи в виде ЧМн шумоподобного сигнала и приеме слабого ЧМн квазиортогонального сигнала элементы мощ­ ного сигнала, проходя через ветви в моменты времени, отличающиеся

400

от тех, в которые проходят элементы полезного сигнала, будут огра­ ничены до того уровня, который дает флюктуационная помеха и, имея случайную начальную фазу, как бы «заменяют» флюктуационную по­ меху. В той ветви, где элемент помехи накладывается на элемент сигнала, последний будет практически полностью подавлен и эта ветвь будет давать отклик такой же, как при одной помехе. Следовательно, появление мощной ЧМн помехи в первом приближении не изменит уровня помех на выходе ветвей и сумматора, но уменьшит количество когерентно суммируемых элементов сигнала, т. е. уменьшит основной выброс. Значение основного выброса уменьшится в соответствии с со­ отношением (nif — nnov)/mf, здесь п п о р — число элементов, где могут наблюдаться совпадения. Это эквивалентно уменьшению энергии сигнала:

Уменьшение эквивалентной энергии приведет к увеличению вероят­ ности ошибок, которое легко вычислить. Однако важно то, что прием полезного сигнала возможен и работоспособность не нарушается.

Следовательно, применяя ЧМн шумоподобные сигналы и специаль­ ные схемы обработки, можно обеспечить работоспособность приемного устройства MAC при практически неограниченной мощности помех типа ЧМн сигналов и, следовательно, создать MAC без ретранслято­ ров и без ограничений на пространственное размещение адресов.

10.6. Использование шумоподобных сигналов для повышения достоверности при многолучевом рас­ пространении радиоволн

Как известно, во многих случаях в точку приема приходит одно­ временно несколько «лучей». Изменение условий распространения приводит к случайным изменениям фазы каждого из лучей, и резуль­ тирующий сигнал можно рассматривать как сигнал со случайными фазой и амплитудой. Случайность амплитуды сигнала, приводящая к его «замираниям», связана со значительными потерями досто­ верности.

Рассмотрим схемы оптимального приема сигналов, имеющих случайную амплитуду, без применения специальных методов ослабле­ ния влияния многолучевости на достоверность и оценим получающую­ ся при этом достоверность. Для модели сигнала со случайной ампли­ тудой и фазой должна быть получена функция распределения. Обыч­ но для as в первом приближении может быть принят релеевский закон распределения с параметром aS3 — наиболее вероятным значением безразмерной амплитуды. Удобно выразить as через а8Э и безразмерный случайный коэффициент as :

401

Поскольку здесь имеется в виду сигнал со случайной фазой, то для получения алгоритма оптимального приема, не повторяя преобразо­ ваний, воспользуемся выражением (2.3.21), которое в данном случае нужно рассматривать как условное отношение правдоподобия при условии определенных значений as,, и as:

Проведя преобразования, которые мы опускаем, для сильного сигна­ ла, когда Е8Э> Nn, можно получить, что гипотеза Г8 должна прини­ маться при условии

При случайных амплитуде и фазе оптимальная схема аналогична по структуре оптимальной схеме для сигнала со случайной фазой,

**

поскольку вычисление величины ѵх или vi может производиться при использовании той же схемы, что и для ѵх или ѵ\. Однако уровень порога П* или П*г определяется по другим правилам и зависит от

в этих условиях необходимо в режиме передачи информации исполь­ зовать активную паузу, а в режиме поиска — устанавливать порог, руководствуясь критерием Неймана—Пирсона.

Ниже будем рассматривать случай распознавания двух сигналов, который приводит к двухканальной схеме (см. рис. 2.3.7). Процессы,

402

протекающие в схеме при действии сигналов в смеси, имеют ту особен­ ность, что случайность в отклик вносит не только помеха, но и сам сигнал. Отклик канала при действии сигнала из-за случайности ам­ плитуды не является детерминированным процессом и может рассма­ триваться как квазидетерминированный процесс. Копия сигнала имеет детерминированную амплитуду (обычно полагаем, что копия имеет одиночную амплитуду) или усиление согласованного фильтра по­ стоянно, поэтому прохождение помех по каждому из каналов и через вычитающее устройство будет такое же, как в схемах приема сигнала со случайной фазой.

ния сигналов, то в дальнейшем будем иметь в виду случай, когда про­

Следовательно, ѵх подчиняется релеевскому закону. При отсутствии сигнала, когда asg = 0, а также для отклика того канала, для которо­ го сигнал ортогонален, получим