7.5. Компенсация помех и искажений в канале

Анализ различных показателей эффективности функционирования СЭС позволяет сделать вывод, что защитить передаваемую информацию от помех можно либо повышением энергетики линий связи (за счет увеличения мощности передатчика, применением специальных антенн и др.), либо усложнением сигналов и алгоритмов их обработки.

Первый путь во многих случаях неприемлем ввиду ограничения на излучаемую мощность по требованиям электромагнитной совместимости, технико-экономическим, эксплуатационным и другим соображениям. Развитие элементной базы позволяет считать второй путь более перспективным.

Помехозащищенность систем связи можно повысить за счет применения широкополосных сигналов.

Широкополосными называют сигналы, у которых произведение ширины спектра на длительность намного больше единицы (). Такое произведение называют базой сигнала,  [18].

База сигнала может быть расширена - кратным повторением сигнала во времени, либо в отведенной полосе частот (рис.7.25).

Существует два основных способа расширения базы сигналов:

• скачкообразное изменение несущей частоты, при котором каждый символ сообщения передают с помощью набора дискретных частот (fast frequency hopping) (рис.7.25,а);
• прямое расширение спектра частот, за счет уменьшения длительности единичного элемента (direct sequence spreading) (рис.7.25,б).

В последние годы сложные сигналы стали находить применение не только в службах ведомственной связи, но и в коммерческих системах телекоммуникаций. Это объясняется постоянным ростом потребности в услугах радиосвязи, а поскольку выделенный частотный ресурс жестко ограничен, приходится использовать его более эффективно. На применении сложных сигналов базируется технология, позволяющая использовать уже занятые частотные диапазоны при соблюдении условий полной электромагнитной совместимости. В ближайшем будущем стратегия развития систем радиосвязи будет заключаться в улучшении показателей спектральной эффективности, возрастании надежности оборудования, повышении качества и снижении стоимости услуг связи. Поэтому сложные сигналы, на применении которых основана CDMA-технология, будут широко использоваться в перспективных системах связи.

Основная идея технологии сложных сигналов базируется на преобразовании узкополосных сигналов с шириной спектра  в широкополосные сигналы с шириной спектра  при постоянстве энергии сигналов .

Сигналы с большой базой обеспечивают ряд преимуществ:

• высокую помехозащищенность систем связи:
• эффективную борьбу с искажениями сигналов в канале связи:
• одновременную работу многих абонентов в общей полосе частот за счет кодового разделения каналов:
• совместимость передачи информации с измерением параметров движения объектов;
• более эффективное использование спектра частот на ограниченной территории.

Общая тенденция цифровизации систем связи повышает значимость сложных сигналов. Так, одной из особенностей построения цифровых систем передачи является возможность использования аппаратуры помехозащищенной радиосвязи (АПР) входящей в состав высокочастотного тракта. АПР предназначена для формирования широкополосного сигнала на передачу и обработки его на приеме. Могут использоваться методы фазовой манипуляции широкополосными сигналами (ФМ-ШПС) (иначе называемый ФМ-ПСС – фазовая манипуляция псевдослучайными сигналами) или псевдослучайное переключение рабочих частот (ППРЧ) в сочетании с режекцией помех по частоте.

В перспективе могут найти применение более сложные виды сигналов, например, манипуляция с минимальным частотным сдвигом, с когерентным приемом. Этот вид модуляции позволяет снизить уровень внеполосных излучений, а также повысить помехоустойчивость.

Использование сложных сигналов и специальных методов их обработки в цифровых системах передачи позволяет повысить кратность разнесения при приеме, избавляясь от необходимости иметь на линии большой энергетический запас на замирания. На практике нашли применение параллельные и последовательные многочастотные сигналы.