Подавление комплекса узкополосных помех

Лекция 32. Подавление комплекса узкополосных помех

Один из типичных вариантов помеховой обстановки – воздействие на систему связи с пространственным разнесением комплекса узкополосных помех от нескольких независимых источников.  Подобная ситуация является в своем роде промежуточной между воздействием «гладких» помех, которые отличаются только амплитудой и фазовым сдвигом в различных ветвях разнесения, и общим случаем воздействия широкополосных помех, у которых частотная зависимость взаимно-корреляционной функции в полосе помехи проявляется достаточно явно.

Каждая сосредоточенная помеха является узкополосной, поэтому ее составляющие в разнесенных сигналах отличаются лишь амплитудой и фазовым сдвигом (т.е. каждая из таких помех по отдельности -  «гладкая» – по аналогии с «гладкими» замираниями, порождающими лишь амплитудно-фазовые различия, в отличие от СЧЗ, порождающих частотно-селективные различия). В то же время каждый источник такой сосредоточенной помехи предполагается независимым от других источников помехи. Поэтому для разных сосредоточенных помех, расположенных в различных участках спектра, взаимные амплитудно-фазовые соотношения тоже различаются.

Это сближает с ситуацией воздействия широкополосных помех с частотно-зависимыми (в общем случае) соотношениями между спектральными составляющими в различных ветвях разнесения. То есть комплекс сосредоточенных помех, рассматриваемый в целом в полосе сигнала, может считаться, как одна широкополосная помеха. Однако такая помеховая ситуация имеет свою специфику, позволяющую отойти от общего труднореализуемого оптимального алгоритма объединения с частотно-зависимыми весовыми функциями и реализовать более простую квазиоптимальную обработку. В реальности сосредоточенные помехи, входящие в комплекс, редко накладываются по частотной оси одна на другую из-за узкополосности их спектров.

Пусть на систему воздействует М узкополосных помех с полосами спектра, равными П_Пj,  j=1¸M. (Нумерацию источников договоримся осуществлять с учетом ранжирования ширины полос, т.е.   П_П1³П_П2³…³П_ПМ). Здесь предполагается, что источники помех не являются адаптивными постановщиками [62,80,81,87], осуществляющими нацеливание помехи на информационный сигнал для его эффективного подавления, т.е. местоположение помехи в полосе сигнала случайно и независимо у разных источников.

Если считать, что все М помех попадают полностью в общую полосу П₀ (т.е. не учитывать возможный частичный выход спектра какой-либо помехи за полосу П_о), то вероятность того, что ни одна из помеховых полос не перекроется, равна

Поскольку сосредоточенные помехи - достаточно  узкополосные процессы, т.е. в большинстве ситуаций помеховой обстановки наблюдается неравенство то  из этого факта вытекают два следствия: 

-  может появиться возможность компенсировать комплекс из М узкополосных помех системой с кратностью разнесения N<M (вплоть до двукратного разнесения);

-  в общей полосе сигнала могут присутствовать области, свободные от помех, что облегчит определение нужных для комбинирования величин весовых коэффициентов.

Рассмотрим некоторую произвольно выбранную частоту f_q в полосе П₀. Разобьем набор источников М на два множества: А и В. В первое множество включим помехи, в полосы которых попадает частота f_q, во второе множество – помехи, не совпадающие с f_q.

Тогда вероятность поражения частоты f_qбудет равна где произведения берутся по номерам j, включенным при данных вариантах разбиения в множества А и В.

Вероятность P_q зависит от варианта разбиения набора М на А и В, а общее число вариантов равно 2^М. В случае, если можно считать ширину полос всех помех одинаковой (например, приравнивая их к максимальной П_П1), то  вероятность совпадения с частотой f_q полос  m сигналов помех будет равна

то есть среднее число помех на частоте f_q будет равно m_СР=МП_П1/П₀.

Система с N-кратным разнесением может полностью подавлять помехи от М источников на любой частоте в

случаев возможных ситуаций подобного рода.