Общая характеристика методов повышения помехоустойчивости систем передачи командно-программной информации

Лекция 12

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА МЕТОДОВ ПОВЫШЕНИЯ ПОМЕХОУСТОЙЧИВОСТИ СИСТЕМ ПЕРЕДАЧИ КОМАНДНО-ПРОГРАММНОЙ ИНФОРМАЦИИ

Критерием оценки помехоустойчивости системы передачи командно-программной информации является вероятность ошибки Рош при декодировании кодовой комбинации, представляющей собой закодированную разовую команду или отдельное слово программы управления. Значение этой вероятности Рош  , в свою очередь,зависит от вероятности искажения элементарного символа (разряда) кодовой комбинации р    и при безызбыточном кодировании

где п  - число разрядов (значность) кодовой комбинации.

В условиях воздействия флюктуационных помех для всех используемых видов, сигналов вероятность искажения символа р может быть уменьшена либо путем приближения обработки сигналов к идеальной, реализующей потенциальную помехоустойчивость, либо за счет увеличения энергии сигнала Ес . Примерами идеальной обработки сигналов являются корреляционный прием и оптимальная фильтрация. Второе направление связано с увеличением средней мощности полезного сигнала Рср  или длительности элементов tэ . То и другое нежелательно. Так, увеличение Рср означает помимо увеличения массы и габаритов передающего устройства снижение такого важного показателя помехозащищенности командной радиолинии, как энергетическая скрытность. Увеличение же длительности элементов tэ также нежелательно,поскольку это приводит к уменьшению скорости передачи информации и неблагоприятно отражается на другом показателе помехозащищенности - временной скрытности. Кроме того, увеличение tэ дляпередачи командно-программной информации может быть нежелательным в рамках совмещенной командно-измерительной системы, основные параметры которой желательно иметь неизменными независимо от характера передаваемой информации.

В связи с этим желательно найти какие-либо другие методы передачи и приема сообщений, позволяющие уменьшить величину Рош  до значений Рошдоп     , где Рошдоп   -допустимое значение вероятности неправильного декодирования сообщения.

Основными практическими методами повышения помехоустойчивости, кроме отмеченных выше методов оптимальной обработки сигналов, являются:

- повторение сообщений;

- применение корректирующих кодов при поэлементном приеме;

- использование оптимальной системы сигналов;

- прием сигналов в целом;

- применение обратной связи;

- разнесенный прием.

В отдельных случаях повышение помехоустойчивости достигается также и за счет использования широкополосных сигналов.

Методы повторения сообщений и принципы использования корректирующих кодов в дальнейшем рассматриваются отдельно.Здесь необходимо отметить, что реализация этих методов повышения помехоустойчивости связана с введением в передаваемые сообщения избыточности. Применение обратной связи также приводит к избыточности, но в отличие от первых двух методов здесь избыточность регулируется: каждое сообщение повторяется столько раз, сколько того требуют результаты анализа переданного в каждом цикле сообщения. Подробно принципы построения систем с обратной связью рассмотрены в следующих лекциях. Сравнение требуемого минимального значения сигнала для определенного вида модуляции с теоретически достижимым минимальным сигналом показывает, что реальные системы требуют мощности сигнала на порядок и даже на несколько порядков больше,чем оптимальная система. За счет усовершенствования отдельных параметров систем можно несколько приблизиться к оптимальной системе. Одним из таких путей является рациональный выбор системы используемых сигналов.

Рассмотрим методы приема сигналов в целом и принципы разнесенного приема. Прием сигналов в целом позволяет получить более высокую достоверность опознания сообщения, чем поэлементный прием. Это объясняется тем, что при поэлементном приеме вначале опознается  каждый символ  п -разрядной кодовой комбинации, затем рассматривается совокупность принятых п  решений и после этого выносится суждение о том, какая кодовая комбинация и, следовательно, сообщение было передано. После того как решение по данному символу принято, на последующие решения не оказывает никакого влияния фактическая картина сигнала, на основе которой был опознан символ, например, как далек этот сигнал был от порогового значения и в связи с этим насколько достоверным было опознание символа. Иными словами, при поэлементном приеме, в процессе опознавания символа, если не принимается во внимание в последующем фактическое значение результата обработки сигнала, то теряется часть информации, учет которой мог бы содействовать уменьшению вероятности неправильного опознания всей кодовой комбинации. Наиболее полного учета всей информации, содержащейся в принимаемом сигнале, можно достичь, если отказаться от поэлементного приема и перейти к опознанию сигнала в целом.