Таксономические единицы (категории) растений: Каждая система классификации состоит из определённых соподчиненных друг другу...
Адаптации растений и животных к жизни в горах: Большое значение для жизни организмов в горах имеют степень расчленения, крутизна и экспозиционные различия склонов...
Топ:
Оснащения врачебно-сестринской бригады.
Марксистская теория происхождения государства: По мнению Маркса и Энгельса, в основе развития общества, происходящих в нем изменений лежит...
Генеалогическое древо Султанов Османской империи: Османские правители, вначале, будучи еще бейлербеями Анатолии, женились на дочерях византийских императоров...
Интересное:
Лечение прогрессирующих форм рака: Одним из наиболее важных достижений экспериментальной химиотерапии опухолей, начатой в 60-х и реализованной в 70-х годах, является...
Берегоукрепление оползневых склонов: На прибрежных склонах основной причиной развития оползневых процессов является подмыв водами рек естественных склонов...
Влияние предпринимательской среды на эффективное функционирование предприятия: Предпринимательская среда – это совокупность внешних и внутренних факторов, оказывающих влияние на функционирование фирмы...
Дисциплины:
2017-09-27 | 229 |
5.00
из
|
Заказать работу |
|
|
Другим способом определения помехоустойчивости приема непрерывных сигналов является вычисление отношения средних мощностей сигнала P c и помехи Рп на выходе демодулятора
h вых = P c / Рп.
В любом демодуляторе отношение сигнал/помеха на выходе h вых зависит не только от качественных показателей демодулятора, но и от отношения сигнал/помеха на его входе h вх. Помехоустойчивость систем передачи непрерывных сигналов оценивают выигрышем в отношении сигнал/помеха:
g = h вых / h вх = (P c вых / Рп вых) / (P c вх / Рп вх),
причем средние мощности помех на входе и выходе демодулятора определяются в полосе частот сигналов.
Выигрыш g показывает изменение отношения сигнал/помеха демодулятором. При g > 1 демодулятор улучшает отношение сигнал-помеха, при g < 1 получается не «выигрыш», а «проигрыш».
Расчетные формулы выигрыша для оптимального демодулятора при различных видах модуляции и помехе в виде аддитивного белого гауссовского шума приведены в таблице 22.3 где обозначены: K A2 =10 lg P max/ P; α = Δfc/Fm – коэффициент расширения полосы, показывающий, во сколько раз ширина спектра модулированного сигнала Δfc превышает максимальную частоту модулирующего сигнала Fm; M – коэффициент модуляции; т - индекс модуляции; КA – коэффициент амплитуды модулирующего сигнала, представляющий собой отношение его максимальной мощности к средней и определяемый в логарифмических единицах по формуле (табл. 22.3).
Таблица 22.3
Расчетные формулы выигрыша оптимального демодулятора
при различных видах модуляции
Вид | Выигрыш | Вил | Выигрыш |
AM | ЧМ | ||
БМ | α БМ = 2 | ФМ | |
ОМ | α ОМ = 1 | АИМ-AM | |
АИМ | α АИМ | ФИМ-АМ |
Анализ формул таблицы 22.3 показывает, что для AM максимальный выигрыш g АМ = 0,666 достигается при М = 1 и K A2 = 2. Практически всегда М < 1 и K A2 = 2, поэтому g АМ < 0,666, т. е. система с AM не обеспечивает «выигрыш». Физически малый выигрыш для AM объясняется тем, что большая часть мощности модулированного сигнала сосредоточена в несущей частоте, а полезная информация, создающая сигнал на выходе детектора, содержится в маломощных боковых колебаниях. Поэтому устранение несущей в АМ-сигнале (переход к БМ и ОМ) увеличивает выигрыш до значения g = α.
|
В широкополосных видах модуляции (ЧМ, ФМ, ФИМ и др.) выигрыш может быть намного больше единицы и резко возрастает при расширении спектра модулирующего сигнала (кубическая зависимость от коэффициента расширения полосы α). В связи с этим для увеличения выигрыша следует повышать девиацию частоты угловых модуляций или уменьшать длительность импульса несущей импульсных модуляций.
Формулы выигрыша являются исходными как для определения качества приема непрерывных сигналов, так и для сравнения различных систем передачи по помехоустойчивости.
Для рассматриваемой радиотехнической системы морской связи определим отношение сигнал/помеха на выходе демодулятора АМ-сигналов, если отношение сигнал/помеха на его входе h вх = 1,47 дБ. При этом параметры модуляции следующие: М = 0,6; коэффициент амплитуды K A = 14 дБ. При приеме используется фильтр, согласованный со спектром сигнала.
Подставив в формулу выигрыша AM параметры модуляции (m AМ = 0,6 и K A2 = 2, α = 2), получим:
Тогда h вых = g∙h вх = 0,165∙1,47 = 0,243.
В логарифмических единицах h вых =10∙lg 0,243 ≈ -6,1 дБ, т.к. g < 1 – это свидетельствует о проигрыше демодулятора.
Для рассматриваемой радиотехнической системы морской связи определим отношение сигнал/помеха на выходе демодулятора ЧМ-сигналов, если отношение сигнал/помеха на его входе h вх = 1,47 дБ. При этом параметры модуляции следующие: m ЧМ =10, коэффициент амплитуды КA = 14 дБ, прием оптимальный.
Подставив в формулу выигрыша ЧМ параметры модуляции m ЧМ =10 и KA2 = 101,4 = 25,1, α ≈ 2∙Δ f / Fm = 2∙3∙103/(3,4∙103) = 1,77,
|
получим:
.
Тогда h вых = g ∙ h вх = 21,16∙1,47 = 31,1. В логарифмических единицах h вых =10∙lg 31,1 =14,93 дБ.
В общем случае при оптимальном приеме также имеет место проигрыш при применении АМ-сигналов по сравнению с ЧМ-сигналами для одинаковых условиях приема, т. е. равенстве мощностей модулированных сигналов и спектральной плотности мощности помех на входах приемников. При одних и тех же условиях отношение сигнал/помеха в системе с ЧМ не менее чем в (4,5∙ m ЧМ2) раз больше, чем в системе с AM. На практике в системах с ЧМ применяют, как правило, индекс модуляции m ЧМ2 ≥ 5, и тогда преимущество ЧМ по сравнению с AM весьма значительное. Это преимущество получается за счет расширения полосы занимаемых частот.
Выигрыш при применении модулированных сигналов объясняется когерентным сложением в демодуляторе спектральных составляющих сигнала. Сложение составляющих помех осуществляется некогерентно.
Однако из изложенного не следует, что для различных видов модуляции и больших значений коэффициента а достигаются огромные значения выигрыша. Так, для ЧМ при m ЧМ = 60 и K A2 =2 можно получить выигрыш g = 6,6∙105. Казалось бы, задача обеспечения высокого качества передачи непрерывных сигналов решается достаточно просто увеличением ширины спектра модулированного сигнала. Но с расширением спектра растет мощность помехи на входе демодулятора и соответственно снижается отношение сигнал/помеха h вх. При некотором пороговом значении h вх пор резко увеличивается уровень помех на выходе демодулятора, а отношение сигнал/помеха на выходе демодулятора скачкообразно уменьшается.
На рисунке 22.2 приведены кривые помехоустойчивости оптимальных демодуляторов при различных видах модуляции. Порогом помехоустойчивости демодулятора является минимальное отношение сигнал /помеха на его входе, ниже которого система передачи информации с заданной модуляцией теряет преимущество по помехоустойчивости. Пороговый эффект ограничивает возможность применения модуляций для повышения качества передачи непрерывных сигналов. Появление порога можно объяснить эффектом подавления сильным сигналом слабого в детекторе.
В надпороговой области сигнал превышает помеху, и в детекторе подавляется более слабая помеха. В подпороговой области помеха превышает сигнал, и в детекторе подавляется уже более слабый сигнал более сильной помехой. Пороговые явления начинают наблюдаться при равенстве пиковых значении сигнала и помехи. Обычно коэффициент амплитуды помехи K A ≈ 3, порог помехоустойчивости h вх пор ≈ 10 дБ (рис. 22.2).
|
При синхронном детектировании AM, БМ, ОМ-сигналов пороговый эффект не наблюдается.
В настоящее время разработаны и внедрены методы снижения порога помехоустойчивости для систем передачи информации с ЧМ как наиболее распространенной. С этой целью используются следящие фильтры додетекторной обработки сигнала. Следящий фильтр имеет полосу пропускания меньше, чем ширина спектра модулированнго сигнала, и следит за мгновенной частотой ЧМ-сигнала, которая изменяется сравнительно медленно по закону модулирующего сигнала. Это позволяет уменьшить мощность помехи на выходе следящего фильтра примерно в m ЧМ раз, что ведет к понижению порога на 5-7 дБ.
Рис. 22.2 Помехоустойчивость оптимальных демодуляторов при различных видах модуляции
Вместо следящего фильтра часто используют следящий гетеродин, частота которого изменяется синхронно с частотой принимаемого сигнала. При этом полоса пропускания фильтра промежуточной частоты остается неизменной: П ≈ 2Fm,где Fm – максимальная частота модулирующего сигнала.
Для рассматриваемой радиотехнической системы морской связи определим производительность источника дискретных сообщений при скорости передачи информации В = 50 Бод пятиэлементным двоичным кодом.
Для равновероятных букв вероятность одной буквы русского алфавита Р(аi) = 1/32. В одной букве содержится I (ai) = - log 1/32 = 5 бит информации. При коэффициенте избыточности русского текста v = 0,5 энтропия текста определится как Н(А) = 2,5 бит на букву. Длительность передачи одного символа находится по формуле t 1 = 1/ B, а длительность передачи пяти символов и расстояния между буквами, т. е. одной буквы, по формуле tб = 7,5/ B = 7,5/50 = 0,15 с. Тогда производительность дискретного источника составит:
V(A) = H(A)/ t ср = 2,5/0,15 = 16,67 бит/с.
|
|
История развития хранилищ для нефти: Первые склады нефти появились в XVII веке. Они представляли собой землянные ямы-амбара глубиной 4…5 м...
Опора деревянной одностоечной и способы укрепление угловых опор: Опоры ВЛ - конструкции, предназначенные для поддерживания проводов на необходимой высоте над землей, водой...
Организация стока поверхностных вод: Наибольшее количество влаги на земном шаре испаряется с поверхности морей и океанов (88‰)...
Архитектура электронного правительства: Единая архитектура – это методологический подход при создании системы управления государства, который строится...
© cyberpedia.su 2017-2024 - Не является автором материалов. Исключительное право сохранено за автором текста.
Если вы не хотите, чтобы данный материал был у нас на сайте, перейдите по ссылке: Нарушение авторских прав. Мы поможем в написании вашей работы!