Методы повышение помехоустойчивости канала связи

Помехи маскируют сигнал. Это затрудняет обнаружение сигнала и выявление информации. Отсюда важнейшим показателем системы связи является ее помехоустойчивость, под которой понимают способность системы противостоять мешающему действию помех.

Помехоустойчивость основывается на различии между сигналом и помехой. При построении системы связи нужно учитывать возможные помехи и предельно использовать различие между ними и сигналом.

Какие-то сведения о сигнале всегда имеются у получателя информации, например данные о несущей частоте, виде модуляции и др. Эти сведения избыточные, поскольку увеличивают объем сигнала

Тем не менее, избыточная информация часто оказывается полезной, так как позволяет использовать повышенный объем сигнала для улучшения помехоустойчивости. Формула подсказывает некоторые пути в этом направлении. Один из них - увеличение Hc, т.е. отношения средней мощности сигнала Pc к средней мощности помех PП. Этот способ требует увеличения мощности передатчика, направленности антенн, а также подавления помех в источнике их возникновения. Второе направление - расширение спектра сигнала Fмакс. Оно реализуется в процессе нелинейной обработки сигналов (модуляции и детектирования) и требует применения широкополосной системы модуляции. Различие в спектрах сигнала и помехи позволяет увеличить отношение сигнал/помеха методом фильтрации. Эффективность этого метода повышается с сужением спектра сигнала, особенно на фоне широкополосной помехи. Третье направление - увеличение длительности наблюдения сигнала Tc. Это направление, в частности, используется в методе накопления. Существенно, что любой из упомянутых методов связан с некоторыми "жертвами": повышение мощности сигнала требует дополнительных затрат энергии в передатчике и увеличения габаритов и веса аппаратуры; расширение спектра сигнала ограничивает число одновременно работающих станций в данном диапазоне волн; увеличение длительности сигнала ограничивает количество информации, которое за данный отрезок времени может быть передано по линии связи.

2.1 Помехоустойчивость кодово-импульсной модуляции (КИМ). Применение кодово-импульсной модуляции для передачи по дискретному каналу связи непрерывных сообщений. КИМ заключается в дискретизации сообщения через равные интервалы времени [1]

и последующем квантовании их до ближайших целых значений. Число уровней квантования равно числу возможных кодовых групп N, в каждой из которых имеется n символов, и так как на каждый символ приходится один импульс и пауза, то N=2n, а n=log2 N. Имея также в виду, что длительность одной кодовой группы равна = 1/(2Fмакс), находим длительность импульса[1]:

Для воспроизведения последовательности таких импульсов требуется полоса пропускания

тогда как при АМ спектральная полоса равна 2Fмакс.

Убедимся, что это расширение спектра (в log2 N) дает выигрыш в помехоустойчивости.

В схеме КИМ предусмотрен ограничитель амплитуды, срезающий помехи, уровень которых не превышает половины шага квантования Du/2, и если шаг Du выбран с учетом возможных помех, то они не мешают декодированию импульсов в приемнике. Вместе с тем, так как мгновенные значения сигнала в процессе квантования округляются, возникают погрешности, которые достигают в максимуме ±½ Du эти флуктуации вызывают в приемнике непрерывный шум, называемый шумом квантования.

Отношение сигнал/шум для КИМ равно квадрату отношения максимального напряжения сигнала (N - 1)· Du= (2n - 1)· Du к максимальному напряжению шумов квантования, т.е.

Таким образом, КИМ относится к помехоустойчивым видам модуляции, особенно если в ней используется много уровней квантования. Это еще раз доказывает эффективность расширения полосы пропускания канала связи как средства повышения помехоустойчивости.

Дата добавления: 2015-10-28