1.3. Помехоустойчивость ШСС

Она определяется широко известным соотношением, связывающим отношение сигнал-помеха на выходе приемника (на выходе согласованного фильтра или коррелятора) с отношением сигнал-помеха на входе приемника

где мощности ШПС и помехи), энергия спектральная плотность мощности помехи в полосе ШПС. Соответственно В — база (1.3). Отношение сигнал-помеха на выходе определяет рабочие характеристики приема ШПС, а отношение сигнал-помеха на входе энергетику сигнала и помехи. Величина может быть получена согласно требованиям к системе даже если Для этого достаточно выбрать ШПС с необходимой базой В, удовлетворяющей (1.4). Как видно из соотношения (14), прием ШПС согласованным фильтром или коррелятором сопровождается усилением сигнала (или подавлением помехи) в раз. Именно поэтому величину

называют коэффициентом усиления ШПС при обработке или просто усилением обработки. Из (1.4), (1.5) следует, что усиление

обработки В ШСС прием информации характеризуется отношением сигнал-помеха

На рис. 1.1 представлены зависимости усиления обработки и базы ШПС В от отношения сигнал-помеха на входе при значениях (сплошные линии) и (штриховые линии), равных 10, 20 и 30 дБ, построенные согласно (1.4), (1.6). Например, если необходимо иметь а на входе приемника то требуемая база должна быть равна т. е.

Рис. 1.1. Зависимость усиления обработки и базы ШПС от отношения сигнал-помеха на выходе приемника

Соотношения (1.4), (1.6) являются фундаментальными в теории систем связи с ШПС. Они получены для помехи в виде белого шума с равномерной спектральной плотностью мощности в пределах полосы частот, ширина которой равна ширине спектра ШПС. Вместе с тем эти соотношения справедливы для широкого круга помех (узкополосных, импульсных, структурных), что и определяет их фундаментальное значение. В общем случае, усиление обработки ШПС для произвольных помех

где степень приближения зависит как от вида помех, так и от базы ШПС. В табл. 1.1 приведены значения усиления обработки для некоторых зарубежных систем связи и навигации.

В табл. 1.1 введены обозначения: фазоманипулированный сигнал, частотноманипулированный сигнал. Приведенные в таблице параметры соответствуют

Таблица 1.1. Параметры систем связи с ШПС

Рис. 1.2. Помехоустойчивость систем связи с и AM

в основном системам связи шестидесятых годов (первые четыре строки) и только в пятой строке приведены параметры современной системы GPS (Global Position System) - многоспутниковой радионавигационной системы [11].

На рис. 1.2 приведены графики помехоустойчивости систем связи с ШПС, с частотной модуляцией (ЧМ) и с амплитудной модуляцией (AM). Для сравнения ЧМ и ШПС взяты одинаковые полосы частот, что соответствует Помехоустойчивость системы связи с ШПС рассчитана согласно (1.4), причем положено, что информация передается с помощью широтно—импульсной модуляции (ШИМ). Известно, ЧМ обладает высокой помехоустойчивостью и обеспечивает высокое качество воспроизведения информации при условии, что отношение сигнал-помеха на входе выше порогового значения При уменьшении ниже порогового значения помехоустойчивость системы связи с ЧМ резко падает (см. рис. 1.2). Система с AM и эквивалентной базой работает лишь при зависимость от линейная. Система связи с ШПС обеспечивает надежный прием информации и при Например, если положить то система связи будет работать при отношении сигнал-помеха на входе —13 дБ, т. е. . Таким образом, одним из основных назначений систем связи с ШПС является обеспечение надежного приема информации при воздействии мощных помех, когда отношение сигнал-помеха на входе приемника может быть много меньше единицы.

Необходимо еще раз отметить, что приведенные соотношения строго справедливы для помехи в виде гауссовского случайного процесса с равномерной спектральной плотностью мощности («белый» шум). Совместное воздействие комплекса помех будет рассмотрено более подробно в гл. 10. Вопросу фильтрации комплекса помех посвящено большое число работ.