7.8. ВЫВОДЫ

1. Принципиально новыми особенностями определения потенциальной помехоустойчивости передачи непрерывных сигналов являются следующие: форма и параметры передаваемых полезных сигналов обычно неизвестны; оценка помехоустойчивости зависит от выбора метрики пространства сигналов и от того, какое расстояние между переданным и принятым сигналами считается малым; основными преобразованиями при передаче непрерывных сигналов являются модуляция и демодуляция, поэтому по существу оценивают помехоустойчивость методов модуляции; как и при передаче дискретных сигналов, наиболее изучены задачи оптимального приема сигналов; основной операцией при приеме сигналов является фильтрация.

2. Сущность фильтрации заключается в том, что характеристики переданного сигнала оценивают по результатам линейного или нелинейного преобразования принятого сигнала. Различают линейную и нелинейную фильтрацию. При линейной фильтрации используют оптимальный линейный фильтр, который наилучшим образом (в среднеквадратическом смысле) выделяет модулированный сигнал из принятого, при нелинейной — автоматическую нелинейную следящую за информационным параметром систему, которая в реальном масштабе времени решает нелинейное дифференциальное уравнение фильтрации и на выходе которой получают оценку полезного сигнала. Разновидностью нелинейной фильтрации служит цифровая фильтрация, когда уравнения фильтрации решают ЦВМ. Важное достоинство цифровой фильтрации — зависимость всех характеристик фильтра только от одного

параметра — интервала дискретизации. При решении задач фильтрации предполагают, что статистические характеристики модулированного сигнала и помехи известны.

3. Результаты анализа оптимального приема непрерывных сигналов по критерию максимального правдоподобия позволяют полностью оценить потенциальную помехоустойчивость непрерывных систем связи. Оценка производится по обобщенному выигрышу -частному от деления отношения сигнал/шум на вьпфде приемника к отношению сигнал/шум на его входе. Частное нормировано по коэффициенту частотной избыточности модулированного сигнала по отношению к модулирующему. Основным результатом применения метода максимального правдоподобия являются соотношения (7.45), (7.47), позволяющие определить отношение сигнал/шум на выходе приемника и обобщенный выигрыш. Эти соотношения играют фундаментальную роль при оценке потенциальной помехоустойчивости различных методов модуляции.

4. Определение и анализ потенциальной помехоустойчивости различных методов модуляции сводится к определению и сравнению обобщенных выигрышей. Принципиальным отличием непрямых и нелинейных видов модуляции является то, что спектральная плотность шума на выходе демодулятора приемника не постоянна, а параболически зависит от частоты.

5. Пороговый эффект проявляется для всех нелинейных методов модуляции в том, что при некоторых («пороговых») отношениях сигнал/шум на входе приемника потенциальная помехоустойчивость резко падает и становится хуже помехоустойчивости однополосной модуляции, единственного линейного вида модуляции, не имеющего порога. Из-за нелинейности преобразования принятых сигналов в полезный сигнал при больших уровнях сигнала отношение сигнал/шум определяется мощностью сигналов, а при малых — мощностью помех. При некотором «пороговом» отношении сигнал/шум появляется точка перегиба на графике зависимости обобщенного выигрыша от отношения сигнал/шум на входе приемника и при уменьшении этого отношения скорость падения выигрыша резко возрастает. Для уменьшения порога применяют «сжатие» полосы пропускания приемника путем слежения за текущей шириной спектра модулированного сигнала. Уменьшение полосы приемника приводит к снижению мощности помехи на входе демодулятора, что эквивалентно относительному увеличению мощности сигнала и снижению порога.

6. Для анализа потенциальной помехоустойчивости систем с многоступенчатой модуляцией используют соотношение (7.47) для обобщенного выигрыша при однократной модуляции. Общий выигрыш определяют как произведение выигрышей для отдельных методов, входящих в многоступенчатую модуляцию. В тех случаях, когда в многоступенчатой модуляции используют непрямые методы модуляции, формулы (7.45), (7.47), (7.77) требуют уточнения. Сущность уточнения заключается в том; что задачу оценки

выигрыша при помехе с неравномерным спектром с помощью метода выравнивающего четырехполюсника сводят к задаче с белым шумом. В формулах применяют характеристики, полученные в результате использования этого метода. Важная особенность оценки потенциальной помехоустойчивости многоступенчатых методов модуляции заключается в том, что при анализе последующей ступени модуляции необходимо использовать пик-фактор модулированного сигнала предыдущей ступени.

7. Потенциальную помехоустойчивость цифровых методов модуляции оценивают с помощью формулы (7.47). Отношение сигнал/шум на выходе приемника выражают через пик-фактор полезного сигнала и мощность шумов квантования (7.86). Отношение сигнал/шум на входе приемника находят из условия обеспечения помехоустойчивости, равной помехоустойчивости оптимального некогерентного приемника, и выражают это отношение (7.89) через полосу спектра полезного сигнала, длину кодовой комбинации и число ретрансляционных пунктов. Обобщенный выигрыш системы ИКМ-АМ оценивают по формуле (7.93). Анализ потенциальной помехоустойчивости цифровых методов модуляции показывает, что выигрыш обеспечивается благодаря частотной избыточности канального сигнала. Из всех систем с многоступенчатой модуляцией системы цифровой передачи обладают самыми высокими помехоустойчивостью и пропускной способностью. Выигрыш и пропускная способность этих систем растут экспоненциально с увеличением коэффициента частотной избыточности, поэтому они больше всего приближаются к идеальной системе. Высокое качество этих систем достигается ценой усложнения аппаратуры.