Структурная схема системы связи. Выбор схемы приемника. Расчет вероятности ошибки на выходе приемника

Очевидно, для того чтобы из множества систем выбрать «наилучшую», необходимо иметь возможность количественно сравнить эти системы, т.е. нужно иметь критерий сравнения рассматриваемых систем. Если критерий выбран, то под оптимальной системой обычно понимают систему, которая обеспечивает экстремум (минимум или максимум) выбранного критерия.

Метод определения системы и сама оптимальная система зависят не только от выбранного критерия оптимальности, но и от исходных данных, характеризующих условия применения (характеристик сигналов, сообщений и помех), класса допустимых систем, из которых выбирается оптимальная система.

Приемники сигналов, обеспечивающие в определенном смысле минимальные искажения сообщения при приеме сигналов в условиях воздействия помех, называют оптимальными, или идеальными. В зависимости от назначения приемника критерии и количественные характеристики искажений могут быть различны.

Статистическая теория оптимального приема имеет ряд разветвлений и может рассматриваться как группа теорий с единой статистической методикой подхода к явлениям. К ним относятся: теория обнаружения сигналов (наиболее часто задача обнаружения встречается в радиолокационных системах); теория распознавания сигналов (типичная задача распознавания возникает при приеме дискретных сигналов в цифровых системах передачи); теория оценок параметров сигналов (задача оценок параметров возникает, прежде всего, в аналоговых импульсных системах передачи); теория фильтрации (теория оценки процессов, задача фильтрации практически возникает во всех системах при передаче и измерении непрерывных процессов, с задачей фильтрации перекликается задачей демодуляции); теория совместного обнаружения, распознавания и оценки параметров. Эти задачи наиболее часто возникают в цифровых системах передачи непрерывных и дискретных сообщений при приеме сигналов со случайно изменяющимися сопутствующими параметрами.

Помехоустойчивость для различных видов модуляции различна и определяется вероятностью ошибки, которая зависит от соотношения сигнал/шум на входе демодулятора. Зависимость для амплитудной, частотной и фазовой модуляции:

,где Ф(z) функция Крампа, вычисляемая с                                    помощью таблицы.

Отсюда видно, что при переходе от системы АМ к системе ЧМ  энергетический выигрыш по мощности равен 2,а при переходе к системе ФМ – 4.

Рассчитаем вероятность ошибки для ФМ-КГ:

Вероятность ошибки при переходе к оптимальной полосе частот не и по-прежнему велика, значит необходимо найти длительность элементарной посылки при .(только для ФМ-КГ)

Теперь рассчитаем время посылки одного цифрового пакета :

где n- число разрядов цифрового пакета:

N- число уровней квантования, равное 1024.

Теперь если сравнить полученную длительность с периодом дискретизации по ГОСТу: 128мкc- 57.8мкc= 70.2мкc, то видно, что еще есть 70.2мкc  свободного времени, которое можно использовать для создания второго канала и применить помехоустойчивое кодирование.

              7. ПЕРЕДАЧА АНАЛОГОВЫХ СИГНАЛОВ МЕТОДОМ ИКМ.                                      

Для передачи по дискретному каналу непрерывное сообщение должно быть преобразовано в дискретную форму. В этом случае используется импульсно-кодовая модуляция (ИКМ), при которой каждое дискретное сообщение представляется кодовой комбинацией равномерного блочного кода с некоторым основанием m. Обычно m=2. Последовательность импульсов ИКМ еще не является в полном смысле сигналом, который передается по линии связи. Чтобы отметить начало и конец каждой кодовой комбинации(что необходимо для осуществления декодирования), вводится сигнал синхронизации. Затем полученная импульсная последовательность моделирует переносчик.

На приемной стороне системы связи сигнал подвергается демодуляции и декодированию. Хотя возможно принимать сигналы, соответствующие кодовым комбинациям «в целом», обычно используется поэлементный прием. Это оправдано тем, что при использовании кода без избыточности верность при этих двух способах приема одинакова, а декодирующее устройство оказывается значительно более простым при поэлементном приеме.  

Одной из причин, приводящих к отличию принятого сообщения от переданного в системе с ИКМ, является шум квантования, другой – помехи в канале, которые накладываются на передаваемые символы кодовых комбинаций и могут вызвать ошибки. Ошибки в символах (при отсутствии избыточности) приводят к ошибочному декодированию всей кодовой комбинации.

В результате ошибочного декодирования символа действительно переданное дискретное значение сообщения заменяется другим возможным  (не обязательно ближайшим);  погрешность зависит от того, какие из символов кодовой комбинации приняты с ошибкой. Эта составляющая шума называется шумом ложных импульсов. Таким образом, при оценке помехоустойчивости необходимо учитывать суммарный шум, как за счет квантования, так и за счет ложных импульсов при декодировании.

При передаче непрерывных сообщений по цифровым системам с ИКМ следует выделить следующие основные виды (составляющие) погрешностей: временной дискретизации (интерполяции), квантования и аномальные. Возникновение указанных погрешностей связано с основными преобразованиями непрерывных сообщений в цифровых системах передачи: дискретизацией по времени, квантованием по уровню, кодированием и передачей.

Погрешности квантования являются неустранимыми специфическими