Глава 7. Каналы с параметрами, зависящими от частоты и с быстрыми замираниями
7.1. Общее описание линейного канала связи
В
предыдущих главах рассматривались условия передачи сигналов в каналах,
параметры которых не зависят от частоты. Для всех этих каналов, как мы видели,
помехоустойчивость не зависит от тонкой структуры сигналов, в частности от их
базы 
и других спектральных характеристик, а определяется
только энергией сигналов и попарными «скалярными произведениями» сигналов. Так,
например, для всех ортогональных (в усиленном смысле) систем с активной паузой
вероятности ошибок одинаковы, если одинаковы основание кода и энергия элемента
сигнала. В частности, в рассмотренных каналах можно сколь угодно увеличивать
скорость передачи информации при заданной вероятности ошибки, уменьшая
длительность элемента и увеличивая пропорционально мощность сигнала, так как
при этом сохраняется отношение энергии элемента сигнала к спектральной
плотности шума.
В
этой и последующих главах будут рассмотрены каналы, в которых аддитивные помехи
или искажения зависят от частоты. В таких каналах условия приема зависят не только
от общих энергетических характеристик сигнала, но и от его спектра.
Канал
с селективными замираниями, как уже было отмечено в гл. 5, характеризуется
приходом сигнала к приемному устройству по нескольким путям с разностями хода 
, соизмеримыми с
величиной 
или превышающими ее, где 
— условная полоса частот,
занимаемая сигналом. Если к тому же соизмеримы с длительностью элемента
сигнала 
,
то многолучевое распространение вызывает не только селективные замирания, но и
наложение соседних элементов сигнала друг на друга (явление эхо).
Если
база системы не превышает нескольких единиц, то величины 
и оказываются одного
порядка. Поэтому при таких сигналах величины соизмеримы с только тогда, когда они
близки к ,
и явление селективных замираний всегда наблюдается совместно с явлением эхо.
При большой базе возможны
случаи, когда соизмеримы с ,
но значительно
меньше . В
этих случаях имеют место селективные замирания без заметного наложения соседних
элементов сигнала.
Интерференция
составляющих приходящих лучей и наложение соседних элементов сигнала затрудняют
прием. С другой стороны, каждый из приходящих лучей несет информацию о
передаваемом сообщении, что, вообще говоря, должно увеличить возможность
правильного различения сигналов по сравнению с условиями в однолучевом канале.
До
сравнительно недавнего времени селективные замирания и эхо рассматривались
только как факторы, затрудняющие связь и снижающие пропускную способность и
верность приема. При проектировании систем связи для многолучевых каналов все
усилия были направлены на то, чтобы преодолеть влияние приходящих лучей, кроме
первого (либо наиболее мощного), и приблизиться к условиям приема в
«однолучевом» канале (т. е. канале с общими замираниями). Для этого было
предложено немало остроумных идей, многие из которых не потеряли практического
значения и в настоящее время. Основные из них будут описаны ниже.
В
последние годы (начиная примерно с 1957 г.) подход к многолучевым каналам резко
изменился. Вместо того чтобы бороться с многолучевым характером сигнала,
оказывается возможным в той или иной степени использовать информацию,
переносимую каждым лучом, и обеспечить в многолучевом канале более высокую
верность или пропускную способность, чем в однолучевом канале.
Не
следует думать, что многолучевое распространение наблюдается только в радиоканалах.
Многократные отражения, хотя и менее ярко выраженные, имеют место и в
электропроводных каналах, например, вследствие неоднородностей кабеля.
По-видимому, они неизбежны и в перспективных волноводных каналах.
