Эффективность аналоговых систем передачи и отдельных разновидностей систем разделения сигналов.

В системах передачи непрерывных сообщений скорость Ли определяется эпсилон-производительностью источника Для гауссовского источника согласно Рвых Тогда формулу (11.1) для информационной эффективности можно записать в следующем виде:

Таблица 11.1 (см. скан)

В табл. 11.1 приведены результаты расчёта выигрыша обобщённого выигрыша и информационной эффективности для некоторых систем передачи непрерывных сообщений при заданном значении Выигрыш и обобщённый выигрыш рассчитывались по соответствующим формулам для оптимального приёма сигналов. При этом полагалось, что во всех системах передаётся одно и то же сообщение с наивысшей частотой и пик-фактором Для сравнения приведены также результаты для идеальной системы (ИС).

Анализ полученных данных показывает, что наибольшая информационная эффективность достигается в однополосной системе. Однако помехоустойчивость этой системы (величина выигрыша), так же как и систем БМ и АМ, сравнительно низкая и верность передачи может быть повышена лишь за счёт увеличения мощности сигнала. Напомним читателю, что порог помехоустойчивости в системе ОМ отсутствует, а в системе АМ он выражен слабо.

Одноканальные системы ЧМ и ФИМ примерно равноценны. В этих системах, а также в цифровых системах передачи непрерывных сообщений с ИКМ высокая помехоустойчивость

достигается за счёт увеличения ширины спектра сигнала, т.е. за счёт частотной избыточности. Во всех этих системах резко выражен порог помехоустойчивости (см. рис. 8.4).

На рис. 11.3 приведены кривые эффективности для аналоговых и цифровых систем передачи непрерывных сообщений. Эти кривые рассчитывались по формулам

Для аналоговых систем цифры на кривых указывают значения а цифры в скобках — значения . В пороговой области кривые для ЧМ изображены пунктиром. Работу в этой области можно реализовать при следящем приёме (см. § 8.7).

Для цифровых систем передачи непрерывных сообщений расчёты производились для случая минимально необходимых полос канала Практически это соответствует каналу, в котором межсимвольные помехи полностью скорректированы. Здесь цифры на кривых указывают основание кода. Кривые рассчитаны для вероятности ошибки что соответствует отношению сигнала к шуму и при равенстве мощностей шума квантования и шума ложных импульсов

Рис. 11.3. Кривые энергетической и частотной эффективности аналоговых и цифровых систем связи

Из рис. 11.3 видно, что эффективность реальных систем существенно ниже предела Шеннона. Характер обмена между (ход кривых эффективности) зависит от вида модуляции (сигнала) и кода.

В системах космической связи определяющим является требование, согласно которому необходимо обеспечить наилучшее использование мощности сигнала при заданной верности передачи Этому условию наиболее полно удовлетворяют цифровые системы с ФМ и ОФМ. Эффективность этих систем, как будет показано в следующем параграфе, можно существенно повысить за счёт корректирующих кодов В системах проводной связи важнейшим показателем является частотная эффективность у. Здесь определяющим является требование, согласно которому необходимо добиться наилучшего использования полосы частот канала при заданной верности передачи. Этому условию наиболее полио отвечает однополосная модуляция

Аналоговые системы ОМ, АМ и узкополосная ЧМ обеспечивают высокую частотную эффективность у при сравнительно низкой энергетической эффективности Применение этих систем целесообразно в каналах с хорошей энергетикой (при больших значениях или в тех случаях, когда требуемое значение мало. Цифровые системы обеспечивают высокую -эффективность при достаточно хорошей у-эффективности. В канатах с ограниченной энергетикой (при малых значениях преимущества цифровых систем особенно заметны При высоком качестве передачи, когда требуемые значения рвых велики, широкополосная ЧМ и цифровые системы обеспечивают примерно одинаковую эффективность.

В многоканальных системах эффективность связи снижается за счёт несовершенства системы разделения сигналов. Для таких систем можно пользоваться расчётными формулами

где усреднённая эффективность методов модуляции по всем каналам

Рис. 11.4. Кривые информационной эффективности методов разделения сигналов

(отношение средней скорости передачи информации в парциальном канале к средней пропускной способности парциального канала)

— эффективность метода разделения, которая определяется как сумма отношений пропускной способности парциальных каналов к пропускной способности общего канала, а определяются для гауссовских каналов по формуле Шеннона. В общем случае зависит не только от числа каналов и, но и от отношения сигнал-шум в канале Поэтому сравнивать разные методы разделения следует при одинаковых значениях На рис. 11.4 представлены результаты расчётов для при пик-факторе группового сигнала Эти расчёты показывают, что наиболее эффективным является метод временного разделения (ВРК), менее эффективны метод частотного разделения (ЧРК) и метод разделения по форме (РФК). При временном разделении в каждый момент времени передаётся один сигнал, и поэтому пропускная способность не зависит от числа каналов. В такой системе при отсутствии защитных промежутков между каналами При ЧРК пропускная способность канала с ограниченной средней мощностью сигнала также не зависит от числа каналов и при отсутствии защитных полос 1. Однако при ограничении пиковой мощности сигнала картина резко меняется, и величина падает с ростом При разделении по форме между парциальными каналами делится только мощность, полоса частот и время передачи используются одновременно всеми сигналами. В этом случае уменьшается с увеличением и, причём амплитудное ограничение сигнала слабо влияет на эту зависимость.