ЧАСТЬ 1. ВВЕДЕНИЕ В СТАТИСТИЧЕСКУЮ ТЕОРИЮ РАДИОТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМ

Переносчики информации и помехи в радиотехнических системах

Основы теории обнаружения и различения сигналов

Алгоритмы и устройства оптимального обнаружения и различения сигналов

Основы теории измерения параметров сигналов радиотехнических систем

Примеры реализации и расчета точности алгоритмов оценки параметров сигналов

Разрешение сигналов. Сложные сигналы

ГЛАВА 1. ПЕРЕНОСЧИКИ ИНФОРМАЦИИ И ПОМЕХИ В РАДИОТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМАХ

§ 1.1. ОБЩАЯ МОДЕЛЬ РАДИОТЕХНИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ

Как отмечалось, терминами «радиотехнические» или «радиоэлектронные» обычно подчеркивают специфику тех информационных систем, в которых функции переносчиков сообщений между пространственно разнесенными пунктами выполняют электромагнитные волны радиодиапазона. В общем виде структурная схема любой радиотехнической системы (РТС) имеет вид, показанный на рис. 1.1. Отправитель, в распоряжении которого имеется информация от первичного источника, «закодированная» в значениях конкретных физических величин (например, уровня и высоты звука в радиовещании, интенсивности и цвета элемента изображения в телевидении и др.), с помощью преобразователя сообщение — волна взаимно однозначно отображает сообщение первичного источника в значения параметров (интенсивности, частоты, фазы и т. п.) радиоволн, посылаемых в канал распространения (эфир). Названное преобразование может быть продуктом осознанных действий отправителя, как, например, в системах передачи информации, в частности в вещании, и тогда роль преобразователя сообщение — волна отводится передающему устройству,включающему в себя модулятор и передатчик.

Рис. 1.1

Возможен, однако, и такой вариант, когда сообщение «управляет» параметрами радиоволн независимо от воли отправителя, — так происходит, например, в радиолокации, где координаты лоцируемой цели автоматически преобразуются во время запаздывания и направление прихода отраженных от нее радиоволн. Взаимно однозначная связь параметров волны с передаваемым сообщением позволяет на приемной стороне применить обратное преобразование волна—сообщение, придав принятой информации ту конкретную форму, которая требуется получателю. Обычный набор элементов, из которых состоит преобразователь волна — сообщение, — антенная система, приемник, демодулятор и др.

Наряду с радиоволнами, несущими полезную информацию, на преобразователь волна—сообщение реальной РТС воздействуют и помехи различной природы. Существуют виды помех, искажающих передаваемые электромагнитные колебания уже в канале распространения. К числу таковых относятся атмосферные, обусловленные грозовыми разрядами и изменчивостью физических свойств атмосферы; индустриальные, связанные с эксплуатацией электроустановок различного назначения; межсистемные, создаваемые посторонними радиосрсдствами и неизбежные вследствие тесноты в эфире; преднамеренные, умышленно излучаемые объектами, противодействующими той или иной РГС. Кроме того, помехи возникают и на самой приемной стороне, так как процессу преобразования волны в сообщение всегда сопутствуют шумы антенно-фидерного тракта и внутриприемные шумы.

Диалектика прогресса радиоэлектроники такова, что, сколь бы внушительными ни выглядели успехи в нейтрализации помех путем непосредственного воздействия на их источники (разработка новых образцов малошумящей присмоусилительной техники, совершенствование мероприятий по регламентации радиосвязи и электромагнитной совместимости и пр.), требования к качеству передачи и извлечения информации в РТС растут опережающими темпами. К тому же источники ряда помех, например атмосферных, вообще неподвластны ни создателям РГС, ни регламентирующим органам. Поэтому первоочередной заботой разработчика любой РГС является достижение необходимой помехоустойчивости, т. е. достаточного иммунитета в отношении тех или иных помех. Важнейшие количественные показатели помехоустойчивости будут изучаться в последующих главах.