Примечания

1 (к § 9.2). Использованная в этой главе терминология не является общепринятой. В технической литературе системы связи с уплотнением часто называют многоканальными при частотном уплотнении и многократными при временном и реже при комбинационном уплотнении. В первом случае отдельные передаваемые сообщения называют «каналами», подразумевая, что здесь несколько «каналов», передающих каждый свое сообщение, объединяются в один групповой канал. Во втором случае отдельные сообщения называют «кратами» — термин широко распространенный среди специалистов по телеграфии, но явно неудачный с точки зрения законов русского языка.

Заметим, что нередко многоканальными системами называют такие системы связи, в которых, по-существу, никакого уплотнения нет, поскольку передается только одно сообщение, но для формирования сигнала используются методы, применяемые обычно для частотного уплотнения. Один из примеров, относящийся к системе «Кинеплекс», упомянут  подстрочном примечании на стр. 573.

В общем случае система с -кратным уплотнением двоичных сообщений может использоваться для передачи одного сообщения с основанием кода , соответствующим числу реализаций общего сигнала. Такие системы можно было бы назвать псевдоуплотненными. Цель, которая при этом преследуется, заключается в получении большой скорости передачи информации при достаточно большой длительности элемента сигнала. Это важно для каналов с многолучевым распространением, так как при большой длительности элемента сигнала можно применить метод защитного промежутка (см. гл. 7). Энергия элемента сигнала, приходящаяся на один символ, при этом не изменяется (если не считать потерь на защитный промежуток). Такой метод формирования сигнала с большим числом реализации значительно проще, чем, например, получение  ортогональных реализаций, но, конечно, уступает ему в помехоустойчивости, как видно из рис. 9.15, б.

2 (к § 9.2). Наряду с синхронными системами уплотнения существуют и асинхронные системы, которые можно разделить на две группы — старые системы, отживающие свой век, и новые, обладающие известными преимуществами. Первые ничем не отличаются от описанных систем частотного уплотнения, за исключением того, что скорости передачи в различных сообщениях между собой не связаны. Такие системы, конечно, не могут быть ортогональными и в них неизбежны существенные переходные помехи, с которыми можно бороться лишь с помощью значительных защитных промежутков по частоте, т. е. добиваясь приближенной ортогональности ценой плохого использования полосы частот.

Ко второй группе систем относятся в первую очередь асинхронные адресные системы [17]. В основном они используются для передачи непрерывных сообщении, но в принципе их можно с успехом применять и для уплотнения канала дискретными сообщениями. Асинхронные адресные системы представляют собой разделимые системы, в которых сообщение, передаваемое определенному адресату (получателю), характеризуется своей реализацией сигнала. Приемники каждого адресата согласованы в определенном смысле со своей реализацией сигнала и по возможности не реагирует на другие реализации.

Если бы такая система была синхронной, то можно было бы выбрать все реализации ортогональными полностью устранить переходные помехи. Смысл применения асинхронной системы заключается в том, что каждый источник может вводить в канал свое сообщение независимо от других источников. При этом источники, так же как и получатели, могут находиться территориально в различных пунктах и использовать при радиосвязи одну и ту же полосу частот либо использовать один и тот же ретранслятор (например, расположенный на искусственном спутнике Земли).

В принципе такую асинхронную систему можно было бы построить на основе частотного уплотнения, выделив каждому адресату свою полосу частот, на которую настроен его приемник. Тогда каждый источник должен настраивать свой передатчик на полосу, отведенную его адресату. По существу так организована радиосвязь в коротковолновом диапазоне, которую обычно не рассматривают как систему уплотнения, а тем более как адресную систему. Особенностью систем, получивших название дискретно-адресных, является построение реализаций сигнала с помощью так называемой частотно-временной матрицы. Каждая реализация сигнала представляет собой последовательность нескольких радиоимпульсов с различным частотным заполнением. Адреса различаются как интервалами времени между импульсами, так и частотами их заполнения. Это позволяет осуществить весьма простое устройство набора адреса. Прием осуществляется с помощью нелинейного устройства, содержащего линии задержки и схему совпадений и реагирующего только на определенную последовательность импульсов. Если одновременно работает не очень большое число источников, то каждый приемник принимает только адресованные ему сигналы. При большом числе источников возникают переходные помехи, вызванные появлением «ложных адресов» в результате случайных сочетаний импульсов, передаваемых различными источниками.

Такая система позволяет организовать радиосвязь с такими же удобствами для корреспондентов, какие обычно обеспечивает АТС при внутригородской телефонной связи.

3 (к § 9.2). В уплотненном канале связи далеко не всегда передается полное количество сообщений, на которое он рассчитан. Особенно это характерно для каналов, уплотненных непрерывными телефонными сообщениями, когда канал обычно недоиспользуется на 60-70% и более, однако до известной степени это имеет место и при уплотнении дискретными сообщениями. Поэтому представляется заманчивым увеличить кратность уплотнения так, чтобы в среднем передавать информацию со скоростью, достаточно близкой к пропускной способности канала. При этом возможны случаи, когда число передаваемых одновременно сообщений превысит некоторую величину  и суммарная производительность источников станет выше пропускной способности. В этих случаях неизбежно резкое понижение верности, но если вероятность того, что число одновременно передаваемых сообщений превысит , очень мала, то с этим можно примириться.

В обычно используемых системах уплотнения пропускная способность канала ограничивает не среднюю, а максимальную кратность уплотнения. Так, если при частотном уплотнении некоторая часть полосы пропускания канала отведена для -го сообщения, то от того, что это сообщение в данный момент не передается, не возникает возможности передать какое-либо дополнительное сообщение. Такое же положение имеет место при временном или при комбинационном уплотнении. Однако можно построить системы статистического уплотнения, в которых пауза при передаче одного сообщения открывает возможности дли передачи другого сообщения.

Примером системы статистического уплотнения может служить описанная в предыдущем примечании асинхронная система. Другим примером является разделимая система, в которой каждая реализация индивидуального сигнала занимает всю полосу частот канала  и весь отрезок времени , отведенный для передачи символа. При большой кратности уплотнения такие сигналы могут быть шумоподобными. Если их выбрать ортогональными, то общее их число, как доказано в § 9.5, не превысит   и, (следовательно, их (можно использовать в лучшем случае для передачи  двоичных сообщений (если манипуляцию в каждом сообщении производить переменой знака либо использовать систему с пассивной паузой). Но можно выбрать эти сигналы случайным образом, так, чтобы они не были ортогональными, и увеличить их число. Тогда можно повысить кратность уплотнения до величины, большей, чем , но при этом неизбежно появятся переходные помехи, действующие в данном случае, как некоторая добавка к флюктуационной помехе. При одинаковых мощностях индивидуальных сигналов мощность переходной помехи равна , где  — мощность одного индивидуального сигнала, а  — число передаваемых в данный момент сообщений. Отношение энергии сигнала к спектральной плотности переходной помехи будет равно

.

При достаточно большом произведении  эта переходная помеха может быть небольшой и практически не уменьшать вероятности, пока  не превзойдет некоторой величины, как было показано в гл. 7. Поэтому максимальное число передаваемых сообщений в такой системе можно выбрать так, чтобы вероятность того, что  превзойдет допустимую величину, была бы достаточно мала.

Эта же идея статистического уплотнения использована и в асинхронных адресных системах, о которых говорилось в примечании 2. Нелинейный метод селекции (в схеме совпадения) обеспечивает в них практически отсутствие переходных помех, когда число одновременно работающих передатчиков ниже некоторого допустимого уровня. С увеличением же этого числа переходные помехи быстро возрастают, и система становится неработоспособной.

Возможны и другие методы статистического уплотнения. Так, например, в [18] рассмотрено статистическое временное уплотнение применительно к передаче непрерывных сообщений.

4 (к § 9.5). Условная полоса частот в системе МОФТ, при любой кратности равна . Исходя из этого многие считают, что можно увеличивать кратность уплотнения в МОФТ, не расширяя полосы пропускания канала или не увеличивая  при заданной полосе пропускания. Это не совсем верно. Как уже неоднократно отмечалось, условная полоса частот не равна ширине спектра сигнала, которая, строго говоря, бесконечна, и только при большой базе почти вся энергия сигнала сосредоточена в ее условной полосе. При МОФТ база мала и эффективная ширина спектра сигнала существенно больше . Какую полосу частот необходимо передать, зависит от того, с какой точностью должен воспроизводиться сигнал на выходе канала, т. е. от допустимой величины характеристических искажений. Но необходимая точность (в данном случае — точность воспроизведения начальной фазы) зависит от кратности уплотнения, а также от соотношения между сигналом и помехами. Поэтому с увеличением кратности уплотнения в системе МОФТ полосу пропускания канала необходимо несколько расширять либо, при заданной полосе пропускания, уменьшать соответственно техническую скорость передачи.

Так, при обычной ОФТ, если уровень помех достаточно мал, так что обеспечивается вероятность ошибки порядка  или меньше, полоса пропускания до решающей схемы должна быть около  при ДОФТ () — около , при — около  и т. д.

В этом отношении преимущество имеют смешанные системы типа «Кинеплекс», в которых передается сумма  сигналов МОФТ. При достаточно большом  база сигнала велика и требуемая полоса пропускания канала не намного больше  даже если кратность МОФТ достигает 3 или 4.