2.4. СРАВНЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ МЕТОДОВ МОДУЛЯЦИИ

Сравнение и выбор методов модуляции производят по показателям эффективности [33. 34, 38]. Под эффективностью понимают степень использования ресурсов спутниковой системы связи при передаче информации. Важнейший ресурс — пропускная способность канала С. В идеальных условиях пропускная способность используется полностью. В реальных системах скорость передачи информации меньше пропускной способности. Эффективность таких систем характеризуется коэффициентом использования пропускной способности канала Показатель является информационной характеристикой системы. Другие, не менее важные характеристики: эффективность использования мощности сигнала передаваемого на фоне флуктуационной помехи с равномерной спектральной плотностью эффективность использования полосы частот канала F. Показатели характеризуют удельную скорость

Рис. 2.10. Диаграмма эффективности систем с ФМ и АФМ

передачи сообщений при единичных полосе частот и отношении сигнал-шум.

Пусть для передачи отведено определенное число независимых отсчетов которое связано с полосой и временем передачи Т как Коэффициент определяет число независимых отсчетов при единичном произведении Число отсчетов в единицу времени а общее число отсчетов Тогда удельная скорость передачи определяет количество информации на один отсчет в единицу времени. При этом показатели эффективности имеют вид:

Здесь энергия сигнала, приходящаяся на один отсчет.

В непрерывном канале с полосой частот сигналы на интервале Т достаточно точно описываются независимыми отсчетами Пропускная способность кого канала при ограниченной средней мощности сигнала определяется выражением от куда следует зависимость, связывающая энергетическую эффективность и удельную скорость

Системы по эффективности сравнивают, используя диаграмму по осям которой отложены показатели а отдельные системы изображены в виде точек (рис. 2.10). Зависимость ограничивает сверху область, в которой располагаются точки, изображающие эффективность реальных систем.

При малой вероятности ошибки в канале потери информации за счет ошибок невелики, поэтому информационная скорость будет а удельная скорость Рассмотренные в предыдущем параграфе сигналы

с фазовой и амплитудно-фазовой модуляцией относятся к классу двумерных сигналов поэтому удельная скорость Энергетическая эффективность определяется по величине необходимой для обеспечения заданной вероятности ошибки. Результаты расчетов эффективности для систем с ФМ и АФМ приведены на рис. 2.10. Сростом числа сигналов в ансамбле М возрастает удельная скорость в обмен на снижение энергетической эффективности Наибольшую энергетическую эффективность обеспечивает система с двукратной фазовой модуляцией ФМ-4. Энергетическая эффективность ФМ-2 и ФМ-4 совпадают, но удельная скорость при ФМ-2 вдвое ниже, чем при ФМ-4. Это определяет широкое использование сигналов ФМ-4 в спутниковых системах связи. С положением точки ФМ-4 удобно сравнивать эффективность других систем. Переход к АФМ позволяет, как было установлено в § 2.3, повысить помехоустойчивость по сравнению с ФМ. Соответственно более высокой оказывается и энергетическая эффективность при равной удельной скорости. Однако даже при использовании лучших ансамблей АФМ сигналов остается достаточно большой запас до кривой эффективности идеальной системы передачи в непрерывном канале (около при Дальнейшее повышение эффективности возможно при использовании сигналов более сложной структуры и корректирующих кодов. Подробнее этот вопрос рассмотрен в гл. 8.