Воздействие помех на приемник цифровой системы радиосвязи

В системах цифровой радиосвязи полезным сигналом, как правило, является сигнал с М-позиционной фазовой манипуляцией (М-ФМ), где М - число разрешенных значений фазы несущего сигнала. Помехи, поступающие на вход приемника вместе с полезным сигналом приводят к увеличению количества ошибочно принятых символов на выходе демодулятора. В соответсвии с критерием ЭМС мощность помехи от одного источника не должна превышать a процентов полной мощности шумов Pш на входе демодулятора, при которой обеспечивается заданное качество связи, соответствующее коэффциенту ошибок, равному 10^х, то есть обеспечиваемая вероятность принятия неверного символа составляет 10^х. Например, если на входе демодулятора обеспечивается коэффициент ошибок 10^-6, то, согласно критерию ЭМС, минимально-допустимое отношение мощности полезного сигнала к мощности мешающего сигнала от одного источника (т.е. защитное отношение) принимает значение:

(11)

Если в спектре полезного сигнала размещается N мешающих сигналов одинаковой мощности, то защитное отношение должно быть увеличено в N раз, и формула (11) примет вид:

(12)

В идеальной системе цифровой радиосвязи, в которой может быть реализована теоретическая (потенциальная) помехоустойчивость, вероятность появления ошибок 10^-6 обеспечивается при номинальном отношении мощности сигнала к мощности теплового шума на входе демодулятора Cном = 14 дБ. Если на входе приемника, кроме тепловых шумов действует одиночный мешающий радиосигнал, то значение Сном удобно определять по полученным расчетным путем графикам, представленным ниже на рис. 2

Рисунок 2 - вероятность ошибки при 4-ФМ (четырехпозиционной фазовой манипуляции)

Рисунок 2 характеризует зависимость вероятности появления ошибок на выходе демодулятора сигналов P_ош c 4-ФМ от отношения мощности сигнала к мощности помехи на входе приемника. Из графиков на рисунке 2 следует, что при отношении сигнал/шум = 14 дБ заданное качество приема цифрового сигнала на выходе приемника с коэффициентом ошибок 10^-6 обеспечивается, если на его входе отношение полезного сигнала к мешающему не менее 25 дБ.

В реальных каналах всегда имеются определенные энергетичесике потери, ухудшающие помехоустойчивость по сравнению с потенциальной. На основе опытных данных и в соответсвии с рекомендациями МСЭ эти потери могут быть учтены с помощью соотношения

(13)

Где М – число уровней манипуляции (число разрешенных значений фазы несущего сигнала) фазы радиосигнала.

Энергетические потери показывают, на какую величину нужно увеличить отношение сигнал/шум на входе демодулятора приемника в реальном канале связи по сравнению с идеальным, чтобы получить на его выходе то же самое качество цифрового сигнала.

Таким образом, величина отношения сигнал/шум на входе демодулятора приемника реального канала связи с 4-ФМ должна быть не менее

дБ (14)

Данная формула пригодна для мешающих сигналов любого вида.

Полезный цифровой сигнал вида «один канал на каждой несущей»

Практически все спектры мешающих радиосигналов шире, чем спектр сигнала вида «один канал на одной несущей» (ОКН). Поэтому можно считать, что спектральная плотность мощности мешающего сигнала постоянна в пределах полосы пропускания одного канала системы ОКН.

В этом случае защитное отношение для аналогового МС будет иметь вид

(15)

Для цифрового МС типа ИКМ-ФМ требуемое защитное отношение

(16)

Если мешающий сигнал совпадает с полезным, и их несущие частоты совпадают, то вся мощность помези попадает на вход демодулятора приемника полезного сигнала.

В этом случае защитное отношение принимает вид

дБ (17)

Дата добавления: 2014-01-07