7.6. ПОТЕНЦИАЛЬНАЯ ПОМЕХОУСТОЙЧИВОСТЬ МНОГОСТУПЕНЧАТЫХ МЕТОДОВ МОДУЛЯЦИИ

Во многих реальных системах связи (системы радиосвязи, многоканальные системы, телеметрические и др.) канальный сигнал образуется в результате последовательного применения нескольких методов модуляции (многоступенчатая модуляция). Модулирующим сигналом для каждой следующей ступени модуляции является модулированный сигнал, полученный на предыдущей ступени. Практическое распространение получили системы с двухкратной модуляцией ОМ-AM, ФМ-АМ, ЧМ-АМ, ОМ-ОМ, ЧМ-ОМ, ОМ-ФМ, ОМ-ЧМ, ЧМ-ЧМ, АИМ-АМ, ФИМ-АМ, ИКМ-АМ, ИКМ-ЧМ и др. В приведенном обозначении первым указан метод модуляции на первой ступени.

Рассмотрим, какие особенности возникают при оценке потенциальной помехоустойчивости таких систем. Особенности обусловлены в основном тем, является ли модуляция последней ступени прямым или непрямым методом модуляции. Если на всех ступенях применяют прямые виды модуляции, то потенциальная помехоустойчивость определяется просто — общий выигрыш является произведениеч выигрышей для каждой ступени:

Это вызвано тем, что при прямых методах модуляции при демодуляции шум на выходе предыдущего демодулятора, который является помехой для следующей ступени демодуляции, по-прежнему является белым и полностью справедливы рассмотренные соотношения. В роли пик-фактора в системах с многоступенчатой модуляцией при анализе последующей ступени модуляции необходимо использовать пик-фактор модулированного сигнала предыдущей ступени.

Если на какой-либо одной или нескольких ступенях применяется непрямой метод модуляции, то помеха на выходе демодулятора уже не будет белым шумом, так как ее спектр определяется соотношением (7.58). В этих случаях полученные ранее аналитические соотношения требуют уточнения. Задача определения потенциальной помехоустойчивости при флуктуационной помехе с произвольным спектром сводится к рассмотренной ранее задаче с белым шумом методом, предложенным В. А. Котельниковым. Сущность этого метода заключается в том, что ко входу приемника подключают линейный четырехполюсник (выравниватель) с амплитудно-частотной характеристикой вида

где постоянная. Фазовая характеристика этого четырехполюсника может быть произвольной, так как на конечные результаты она влияния не оказывает. При прохождении через этот

линейный четырехполюсник смеси сигнала и помехи каждая составляющая этой смеси преобразуется. Спектр помехи становится равномерным со спектральной плотностью

Если теперь при оценке помехоустойчивости приемника в качестве исходных данных использовать характеристики прошедшего через четырехполюсник сигнала и помехи со спектром результаты оценки потенциальной помехоустойчивости приемника с таким выравнивающим четырехполюсником полностью совпадут с результатами решения задачи с помехой, имеющей неравномерный спектр. Поэтому выигрыш при помехе с неравномерным спектром определяется по-прежнему полученными ранее соотношениями; но в качестве сигналов рассматриваются сигналы, прошедшие выравнивающий четырехполюсник (7.78), и помеха со спектральной плотностью (7.79). Следовательно, для оценки потенциальной помехоустойчивости систем с многоступенчатой модуляцией, в которых применяют непрямые методы модуляции, первоначально решают задачу прохождения сигнала через соответствующие линейные четырехполюсники (см. § 4.4), а затем уже используют полученные ранее соотношения и общую оценку выигрыша по формулам (7.77).

Таблица 4 (см. скан)

Данные, характеризующие обобщенный выигрыш систем с двойной модуляцией сведены в табл. 4. При расчете этой таблицы учтено, что пик-фактор ФМ и ЧМ сигналов равен как пик-фактор квазисинусоидального колебания, при AM пик-фактор модулированных сигналов

при

при балансной модуляции (БМ)

Сравним потенциальную помехоустойчивость системы АМ-ФМ и системы ФМ-АМ при передаче речевых сигналов. Исходные данные следующие: Для системы АМ-ФМ получим

Для системы ФМ-АМ

Из сравнения и следует, что системы ФМ-АМ при передаче речевых сигналов обеспечивают в 1,44 раза больший выигрыш, чем системы АМ-ФМ. Нетрудно заметить, что это в основном обусловлено малым пик-фактором ФМ сигналов и лучшим использованием мощности передатчика. Поэтому системы ФМ-АМ обладают более высокой потенциальной помехоустойчивостью, чем системы АМ-ФМ.

Следует отметить, что порог помехоустойчивости в системах с двойной модуляцией будет наблюдаться по обеим модуляциям, если они непрямые. Если один из методов прямой, то порог определяет непрямая модуляция. Например, в системе с модуляцией ЧМ-АМ порог будет определяться ЧМ.

Контрольные вопросы

(см. скан)