Файл: Гинзбург, В. В. Теория синхронизации демодуляторов.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 20.10.2024

Просмотров: 162

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

где tanin = min{Ai, Х2); Xmax= max{Xi, Х2}, Xi = min{A1, 1—X;}, причем величины Xi и Х2 выражаются через фазу синхросигнала по ф-ле

(5.13). Подставив в (5.47) и (5.54) ф-лы (5.55), (5.56) и (5.13),

можно получить явное выражение для коэффициентов ао(ф) н Ь(ц>), которое здесь не приводится ввиду его громоздкости.

Для нахождения математического ожидания и дисперсии фс необходимо в соответствии с (3.43) и (3.44) найти а'о(0) и 8(0). Выполнив указанную подстановку, продифференцировав ао(<р) и приняв <р = б, получим:

а' (0) =

*г(1+Л).... ;

(5.57а)

o W

я! (2 — Л)

 

Ь( 0) =

1 + - ^ _ .

(5.576)

Как видим, вызванное зависимостью между соседними коман­ дами изменение величины Ь(0) незначительно и равно 9/4л2, что соответствует увеличению дисперсии меньше, чем на 1/4.

Из ф-л (3.43), (3.44) и (5.57) находим математическое ожида­ ние и дисперсию фс:

Ф о = 4 г т г г т г в в ^ ;

(5-58а>

 

2 (1 +Л)

 

 

а2 =

п8 (2 — Л)

9

(5.586)

' ф

WA* (I + Л ) 1 +

4я2

 

Из сравнения этих соотношений с (5.17) и (5.18) следует, что при Л = 0,2 и прочих равных условиях математическое ожидание и дисперсия фс в УС по модулю вектора сигнала примерно в 5 раз, а среднеквадратичное отклонение в два с лишним раза больше, чем в УС по минимуму переходной помехи. При Л = 0,6 матема­ тические ожидания и дисперсии различаются меньше — пример­ но в 2,5 раза. Выигрыш УС по переходной помехе уменьшается в 2 раза также в том случае, когда частота служебного канала яв­ ляется крайней. В этом случае, кроме того, на характеристики УС по минимуму переходной помехи могут вредно влиять частотные характеристики канала связи, чего не будет в УС по модулю век­ тора сигнала, в котором синхронизация может осуществляться по произвольному канальному сигналу.

Формулы (5.58), так же, как и ф-лы (5.17), (5.18), примени­ мы лишь при не очень малых защитных интервалах (Л > 0 ,1 ч-0 ,2 )

причем

пределы применимости

определяются

значениями

6Ш, N, h2.

достижения

и вероятность

срыва синхронизма.

Каи и

Время

в § 5.2,

найдем время

достижения

синхронизма по

ф-ле

(3.94)

как наибольшее значение условного математического ожидания числа посылок до первого достижения области синхронизма (—фЬ цп). Границу области примем соответствующей сдвигу на полови­ ну длительности защитного интервала. Эта граница задается ф-лой (5.19). Условимся, кроме того, аппроксимировать функцию До(ф) на интервале (фь фз), где фз — граница окрестности второго кор-

147


ня ’ф= я функции а0(ф), ломаной линией с двумя линейными уча­ стками. Естественно, что при этом x0=<pi, *2 = */ = фз- В качестве точки излома в соответствии с (5.21) примем точку Х\ = 2яЛ/(1+ + Л ), где изменяется вид функциональной зависимости а0(ф) 4). Значения функции яа(<р) в точках х0 и х2на сюнавании (5.19), (5.21), (5.13), (6.55), (5.56) н 1(5.47) равны:

а0W

2

 

 

,

ЛАа (1

 

- 0 ,25Л) / f t 2 ( 1 — 0 ,2 5 Л )+

1

(5.59а)

---- arc tg -

v

2 [ft2 (1 — 0,25Л) + 2 — Л]

 

 

 

a0 (Xi) =

 

 

 

arc tg

 

Л ft2 У

ft2 (2 — Л)

+ 1

 

(5.596)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 (fts +

1 )

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Величину

<p3 = * 2

найдем с помощью (3.92).

Выполнив необхо­

димые подстановки и дифференцирование, имеем с учетом

(3.7а)

и (3.8а):

 

 

.

 

2л , , .

 

 

 

2ft2 (1 + Л )2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

А 0 ( л

)

 

=

ао (

)7

 

=

 

 

 

1]

 

 

 

 

 

 

 

 

N

 

 

 

N яЛ [ft2 (1 — Л) +

 

 

 

 

 

 

 

 

я 6 (я)

 

Л / 1 + _?_\«Ь23л_

 

 

 

 

' ао (фз) —

N

 

 

N \

 

4я2 /

N

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

откуда

на основании

 

(3.94), приняв

во внимание, что х2—

ж п — Х и

а 0 ( х 2) —

a 0 ( X i )

ж \ a o ( X i )

|,

получим выражение

для

време­

ни достижения синхронизма

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

JV___Г_________ Л_______ ]n £oi£iI +

1 ~ Л

In X

 

 

= 2(1 +

Л) |L

I

а0

 

 

 

 

 

а0 (х0)

1а0 (*,.) 1

 

 

 

 

 

 

do(*i)

■а0(х0) |

ft2( l — Л) +

1

 

 

 

 

X- 1 . 2

 

N

| я

- +

я2Л

 

Г5.61)

 

 

 

3 я

о

(

д

г ,

)

|

'

 

 

f t 2 (

где a0(xi) и а0(х0) определяются ф-лами

(5.59).

 

 

При отсутствии помех из (5.61) имеем

 

 

 

 

 

5* = ---- £----

Л +

(1 — Л) In

N

+ я2А 1 — Л

 

(5.62)

 

т

2 ( 1 +

Л)

 

 

 

 

 

 

1,23я

 

1 + Л

 

 

что почти совпадает с (5.27).

Вероятность срыва синхронизма найдем приближенно, как и для УС по минимуму переходной помехи. В рассматриваемом слу­

чае вторые производные интеграла /(ф) |[см.

(5.29)]

равны:

 

Г(0) = flp(0)

 

1,23

1,23

 

 

 

 

6 ( 0)

 

 

 

а величина этого интеграла

в

точке ф = я ,

оцениваемая

как пло­

щадь треугольника, составляет с учетом (5.54)

 

 

г(я) =

Я

Оо (*!>

 

0,5я а0 (xt)

 

(5.63)

2

b(Xl)

,

9 Г

ma ( т +

1)

 

1

ао ^ + ^ [ 4 + ( . + 2 1 л У2]

где m = 2h2(l —Л/2).

*) Вследствие (5.33) вид зависимости ао(«р) меняется также в точке Ф = я/(1+ Л ). Однако введение еще одного линейного участка не влияет заметно на результаты расчета времени достижения синхраниз-ма.

148


Отсюда иа ооновании ('5.29) 'находим вероятность срыва син­ хронизма

РС1 = — ] / | ао (0) | а'0(л) ехр

A'lflp (*i)l [ 1 — (Xj) +

X

 

 

(5.64)

которую можно вычислить, подсчитав входящие в (5.64) величины

по ф-лам (5.57 а), (5.59), (5.60) и (5.63). В частности,

при N=100,.

А2= 1 , А = 0,2 вероятность срыва синхронизма равна

5■ 1 0 _5, т. е.

на порядок больше, чем при тех же условиях в УС по минимуму переходных помех (см. § 5.2).

Напомним, что ф-ла (5.64), так же как и (5.31), позволяет приближенно оценить лишь порядок вероятности срыва синхро­ низма, т. е. логарифм вероятности. Точность этих формул прием­ лема лишь три слабом сигнале (/г2» 1-ьЗ). При сильном сигнале нет необходимости в расчетах Рсь так как эта вероятность прак­ тически всегда может считаться равной нулю.

Заключая главу, 'заметим, что 'приведенные расчеты устрой­ ств синхронизации относятся к каналу с постоянными параметра­ ми. Поэтому их результаты пригодны для исследования и проек­ тирования модемов, предназначенных, например, для проводных каналов связи. В то же время многоканальные модемы с ортого­ нальными сигналами и ФРМ весьма перспективны для передачи информации по кв радиоканалам, параметры которых случайны. В этом случае приведенные соотношения наиболее целесообразна

использовать для расчета характеристик и выбора

параметров

УС применительно к условиям

в канале связи, которые следует

считать наихудшими, например

условиям, соответствующим веро­

ятности ошибки, большей некоторого порога. Эти

соотношения

могут служить также базой для расчета адаптивных УС.



6

ВЛИЯНИЕ СИНХРОНИЗАЦИИ НА ПОМЕХОУСТОЙЧИВОСТЬ

*8.1. Условная вероятность ошибки в оптимальных приемниках

Исследование вероятности ошибки Рош при стационарной ра­ боте приемника сводится, как видно ив {1 .6 ), ж нахождению ус­ ловной вероятности ошибки р(ср) при фиксированной фс и к ус­ реднению р(ф) по множеству значений фс.

Вероятность р(ф) определяется ф-лой (1.4). Для удобства ра­ счетов эту формулу запишем в виде

р(ф )= Г р (ф \ jc) ay (х) dX,

(6.1)

где х — вектор, описывающий вариант сигнала,

а р (ф|х) — вероят­

ность ошибки ири действии нормальной помехи при условии, что х зафиксирован.

Условная вероятность ошибки при когерентном приеме. Бу­ дем считать, что в реальном когерентном приемнике (демодуля­ торе) начало интегрирования не связано с опорными колебания­ ми, определяющими варианты сигнала. Тогда РУ на l-и посылке принимает решение в пользу г-го варианта сигнала, если при всех i^bj выполняется неравенство

<|+Г

ti~\-T

 

Г x{t)st (t, y ) d t >

[ x(t)Sj(t, ty)dt.

(6.2)

*i

'U

 

Здесь ti — момент формирования синхроимпульса, который счи­ тается совпадающим с началом интервала интегрирования и вы­ ражается через фс по ф-ле ( 1 Л); sj{t, ф) — i-ый вариант сигнала, зависящий от текущей фазы ф опорного колебания; x(t) — при­

нятый сигнал, равный

(6.3)

x{t) = z(t) +n(t),

■где n(t) — слагаемое, обусловленное помехой; z(t) — слагаемое, обусловленное полезным сигналом.

С учетом (6.3)

неравенство (6.2) принимает вид

 

 

% i ( ф.

Ф ) — 2 / ( ф , ф ) > 7 У / ( ф , ф ) —

ф ),

(6.4)

150