Сравнение различных видов манипулированных сигналов

Под помехоустойчивостью манипулированных сигналов будем понимать вероятность ошибки при приеме заданных сигналов на оптимальный приемник.

При приеме сообщений ошибка возникает в результате воздействия помех. Рассмотрим воздействие помехи при приеме сигналов АТ рис. 8.

На приеме для выделения первичного сигнала используется детектор и решающее устройство. Решающее устройство сравнивает сигнал с выхода детектора с каким-то пороговым значением и, в зависимости от результата сравнения, формирует последовательность принятых символов. На рис. 8 принятая последовательность после момента времени t₄ не совпадает с переданной. В теории помехоустойчивости дискретных сигналов оказывается, что вероятность ошибки зависит от вида сигналов (способа манипуляции), их энергии, способа приема, спектральной плотности мощности шума.

Рис. 8. Воздействие помехи при приеме АТ сигнала

На рис. 9 представлены различные виды сигналов, используемые в технике радиосвязи. Отношение энергии сигнала к шумам (Р_с/Р_ш) позволяет оценить помехоустойчивость различных сигналов. Так, наибольшей энергией обладают сигналы с активной паузой, наименьшей – сигналы с пассивной паузой. Но ширина спектра больше у сигналов ЧТ, меньше – у ФТ.

Рис. 9. Различные виды сигналов.

Таблица 1.

Вероятность ошибки Р_ОШ при оптимальном приеме

Вид манипуляции	Когерентный прием	Некогерентный прием
АТ
ЧТ	0,5 – F(h)
ФТ		-
ОФТ

Формула (12) позволяет выполнять практические расчеты с точностью 1+2%.

Используя формулы, таблицы и графики, на рис. 10 можно определить помехоустойчивость приема при заданных сигналах и помехах и, наоборот, по заданной помехоустойчивости определить требуемые характеристики сигнала.

Рис. 10. Зависимость вероятности ошибочного приема от вида телеграфии

Поэтому, при одинаковых мощностях передатчиком наихудшее отношение (Р_с/Р_ш) будет у АТ сигналов, лучше – у ЧТ и самое лучшее – у ФТ сигналов. Существуют формулы, позволяющие рассчитать вероятность ошибки. Они приведены в таблице 1. Трудность их использования состоит в необходимости иметь таблицу интеграла вероятности F(z) или программу численного интегрирования на ЭВМ.

По формулам таблицы рассчитаны зависимости вероятности ошибок от отношения энергии сигнала к мощности шума. Эти зависимости представлены в виде кривых на рис. 10. Отметим, что при когерентном приеме более удобно пользоваться нижеприведенной формулой:

(12)

где - для АТ; j = 1 – для ЧТ; - для ФТ; h – отношение энергии сигнала к спектральной плотности мощности шума.

Заключение

Наиболее высокой помехоустойчивостью из всех описанных телеграфных видов работы является ОФТ. Причем, с повышением скорости телеграфирования помехоустойчивость у него увеличивается (вследствие того, что вероятность изменения фазы на противоположную под действием помех за время длительности посылки уменьшается с уменьшением длительности этой посылки). Ширина спектра, занимаемая сигналом ФТ (ОФТ) при той же скорости телеграфирования, значительно меньше, чем при ЧТ.

Вместе с тем, следует отметить большую сложность реализации ОФТ по сравнению с АТ и ЧТ. Сигналы ОФТ первоначально широко использовались на магистральных линиях радиосвязи, настоящее время в мобильных средствах радиосвязи.

Разработал

Доктор военных наук, профессор

А. Привалов

«» ____________ 2010 года