Помехоустойчивость ШСС

Она определяется широко известным соотношением, связывающим отношение сигнал-помеха на выходе приемника (на выходе согласованного фильтра или коррелятора) q2 с отношением сигнал-помеха да входе приемника p2:

q2 = 2B ´ p2

p2 = Pc / Pп,

q2 = 2E / Nп,

Соответственно

E = Pc ´ T

Nп = Pп / F

Отношение сигнал-помеха на выходе q2 определяет рабочие характеристики приема ШПС, а отношение сигнал-помеха на входе p2 - энергетику сигнала и помехи. Величина q2 может быть получена согласно требованиям к системе (10…30 дБ) даже если p2<<1. Для этого достаточно выбрать ШПС с необходимой базой B, удовлетворяющей (1.4). Как видно из соотношения (1.4), прием ШПС согласованным фильтром или коррелятором сопровождается усилением сигнала (или подавлением помехи) а 2B раз. Именно поэтому величину называют коэффициентом усиления ШПС при обработке или просто усилением обработки.

КШПС = q2/ p2

Из (1.4), (1.5) следует, что усиление обработки КШПС = 2В. В ШСС приём информации характеризуется отношением сигнал-помеха h2 = q2 /2, т.е.

= B ´ p2,

На рисунке 1.2 представлены зависимости усиления обработки и базы ШПС В от отношения сигнал-помеха на входе p2 дБ при значениях q2 (сплошные линии) и h2 (штриховые линии), равных 10, 20 и 30 дБ, построенные согласно (1.4), (1.6).

Рисунок 1.2 - Зависимость усиления обработки и базы ШПС от отношения сигнал-помеха на выходе приемника

Соотношения (1.4), (1.6) являются фундаментальными в теории систем связи с ШПС. Они получены для помехи в виде белого шума с равномерной спектральной плотностью мощности в пределах полосы частот, ширина которой равна ширине спектра ШПС. Вместе с тем эти соотношения справедливы для широкого круга помех (узкополосных, импульсных, структурных), что и определяет их фундаментальное значение. В общем случае, усиление обработки ШПС для произвольных помех:

КШПС ≈ 2B,

где степень приближения зависит как от вида помех, так и от базы ШПС. В таблице 1.1 приведены значения усиления обработки для некоторых зарубежных систем связи и навигации.

Таблица 1.1 - Параметры систем связи с ШПС

В таблице 1.1 введены обозначения: ФМ - фазоманипулированный сигнал, ЧМ - частотно-манипулированный сигнал. Приведённые в таблице параметры соответствуют в основном системам связи шестидесятых годов (первые четыре строки) и только в пятой строке приведены параметры современной системы GPS (Global Position System) - многоспутниковой радионавигационной системы[1.2].

Рисунок 1.3 - Помехоустойчивость систем связи с ШПС: ЧМ и АМ

На рисунке 1.3 приведены графики помехоустойчивости систем связи с ШПС, с частотной модуляцией (ЧМ) и с амплитудной модуляцией (АМ). Для сравнения ЧМ и ШПС взяты одинаковые полосы частот, что соответствует В=100. Помехоустойчивость системы связи с ШПС рассчитана согласно (1.4), причём положено, что информация передаётся с помощью широтно - мпульсной модуляцией (ШИМ). Известно, ЧМ обладает высокой помехоустойчивостью и обеспечивает высокое качество воспроизведения информации при условии, что отношение сигнал-помеха на входе выше порогового значения p2пор = 10…15 дБ. При уменьшении p2 ниже порогового значения помехоустойчивость системы связи с ЧМ резко падает рисунке 1.2. система с АМ и эквивалентной базой В=1 работает лишь при p2 > 0 дБ, зависимость q2 от p2 линейная. Система связи с ШПС обеспечивает надёжный приём информации и при p2 < 0 дБ. Например, если положить q2 = 10 дБ, то и система связи будет работать при отношении сигнал-помеха на входе -13 дБ, т.е. p2 = 0,05. Таким образом, одним из основных назначений систем связи с ШПС является обеспечение надёжного приема информации при воздействии мощных помех, когда отношение сигнал-помеха на входе приёмника p2 может быть много меньше единицы[1.2].

Прочтите также:

Принципы работы и поверка электродинамических и электромагнитных средств измерений
Метрология - наука об измерениях, о методах и средствах обеспечения их единства и способах достижения требуемой точности. Под единством измерений понимают такое их состояние, при котором ...

Расчет источников сообщений, сигналов и каналов
сигнал кодирование информационный дискретный Эффективная организация обмена информации приобретает все большее значение как условие успешной практической деятельности людей. Объем информа ...

Расчет и моделирование элементов супергетеродинного приемника
Супергетеродинный радиоприёмник (супергетеродин) - один из типов радиоприёмников, основанный на принципе преобразования принимаемого сигнала в сигнал фиксированной промежуточной час ...