Выбор типа канала синхронизации при приеме класса сигналов МНФ Текст научной статьи по специальности «Электротехника, электронная техника, информационные технологии»

Выбор типа канала синхронизации при приеме класса сигналов МНФ

Шахгильдян В.В., Колычев О.В., МТУСИ

Входное воздействие

* л тов t и а:

£ (0 = а) + и0(<) = т с™

2/ + 2кН ^а( I) д ( - И )+Щ Ъ

■«0 0:

Введение. Переход на новые технологии передачи дискретной информации существенно расширяет возможности радиосистем, повышает их эффективность, а также предъявляет новые требования к работе таких систем, а именно: обеспечение максимальной достоверности при повышенной скорости этой передачи и выполнение норм электромагнитной совместимости (ЭМС). Появляются новые варианты систем, обладающих требуемыми характеристиками по точности и надежности работы, быстродействию, помехоустойчивости для различных типов входных сигналов и законов модуляции. Стало реальностью создание гибких алгоритмов обработки информации, синхронизации приемопередающего тракта, оптимизации параметров и характеристик.

Отметим, что в большинстве случаев работа систем синхронизации происходит в условиях воздействия возмущений случайного характера, которые существенно ухудшают работу этих систем.

Значительные резервы совершенствования систем передачи дискретной информации заключены в применении модулированных сигналов с непрерывной фазой МНФ, эффективно использующих полосу частот. Для этого класса сигналов возможны варианты при выборе системы синхронизации, что в свою очередь приводит к решению актуальной задачи — задачи определения типа канала синхронизации.

Сформулированная выше задача будет решаться в два этапа. На первом этапе предстоит найти решение для NDA-, на втором — соответственно для DA-синхроканала. Сравнение полученных результатов даст ответ на вопрос — какой из типов канала синхронизации обеспечит лучшие показатели помехоустойчивости и энергетические характеристики линии связи при приеме сигналов МНФ в канале с АБГШ?

Постановка задачи. Будем полагать, что значения дискретного (информационного) параметра цифровой модуляции с непрерывной фазой а(() образуют цепь Маркова на состояний на фиксированных интервалах времени, а непрерывный параметр щ() (фазовая нестабильность несущего колебания на приемной стороне) описывается винеровским процессом.

Общее выражение для сигнала цифровой модуляции с непрерывной фазой з(А является детерминированной функцией аргумен-

где п() — аддитивный белый гауссовский шум.

1. Совмещенный синхроканал

Используя [1] для оценки непрерывного параметра щ(), имеем:

- + Я(г)--------.-----эш

& 2 N0 V Т

2п/0г+2жНУ а(г)д(- Т)+щ

2п/0г+ 2пИ Уа,(г) д (- Т)+Щ

х[£(0 -^Тсоэ

Дисперсия К оценки непрерывного параметра щ():

— =1 М„0 - 3 Я - ^[Г&ф -

& 2 ЕЕ

соэ

4 щ0

2п/0г + 2лЬ У &!(г) д (г - П)+ щ

2п/0г + 2лЬ у ах (г) д (г - П)+ щ

(1)

2Ё

2п /0г + 2лЬ у а ( г) д (г - Т)+ щ

Для качественной оценки показателей будем использовать выражение (1):

&Я „

при — = 0 находится стационарное решение:

3 &

4 Щ0

2 2Ё,

■5(г, О) = ^тС08 \2п/0г + щ (I,а)+ щ(г) ] =

Е

Я[(—),■] =

N0

[33-МЩ-]2 +2М [—-4 Щ0N0V

Г—Ё

2п/0 + 2кН У а(г) д (г -гТ)+ щ

г=-<*

«

2/ + 2яЪ У а,(г) д ( - Т)+ щ

г=-м

2 ё «

+—-зт2 2/ + 2яНУа,(г)д(г-гТ)+щ

N0-1

2 2Е

-{2[ ^\1Т к(г - т С0!!

/ 2ё = Л/— соэ Т

2/ + 2лЬ У а,(г) д (г- Т)+ Щ0( Ь

На входе приемного устройства имеем аддитивную смесь полезного сигнала , о) и БГШ n0(f).

2Е . 2

+---------эт2

NоT

2п/0 +2яН % а(г) д Т)+щ\

2п/0 + 2пИ У а (г) д (г - и)+щ0

г=-<*

«

2к/00 + 2яН У г) д (г -Т )+ щ0

где:

s2(t >Wo(t)) =

= A cos [2nfolt + фо + Wo( О ]

Теперь для оценки непрерывного параметра y0(f) имеем:

dtfo _ 1 dN

Wo

dt 2 dWo 2

+*(t) N~ Sin [2^-foit + ^o + Wo ]x

No

XZ(t) - (^ cosx

2n fot + 2nh У dj(t) q (t - iT )

/=-«.

+A cos [2nfoit + фo + Wo ]>]•

Дисперсия R оценки непрерывного параметра Уо№

Рис. 1. Зависимость дисперсии R оценки непрерывного параметра WoM от отношения сигнал шум E/No для случая совмещенного синхроканала

Характер поведения зависимостей R[ (—) i ] показан на рис.1.

3 d2N,

Wo

2. Выделенный синхроканал

Входное воздействие Z()

Z(t) = Si(t,a) + s2(t,Wo( t)) + no( t) =

=Jtcos 2nfot+2nhX“i(t)q(t-iT)

_ i=-^

+A cos [2nfoit + фo + Woi(t) ]+ no(t).

dR=In -dt 2 Wo 4 dwo2

R + — {[(J— cosx

No T

2n fot + 2nh У (?i(t)q (t- iT)

+A cos [2nfoit + фo +Wo( t) ]-Z( t))] xsin [>n foit +Po + Wo( ) ]

2

2

- NT sin2 [2^-foit + ^o + Wo( t) ] R2

No

(2)

Рис. 2. Зависимость дисперсии R оценки непрерывного параметра WoW от отношения сигнал шум для случая выделенного синхроканала Е/ No

Для качественной оценки показателей будем использовать выражение (2): при сШ/ А = 0 находится стационарное решение:

Е

Характер поведения зависимостей Я[ ( ^' ] показан на рис. 2.

3 С2 N

4 сЩ0

Е

Я[(—)і ]=-#0

3 сС2И,„ 2 2

-------щ-]2 + 2% [ —{[( ,—СОвХ

4 Щ0 щ N0 V Т

П

2п/0? + 2п/г У аі(г) q (г - ІТ )

І=—» _

+л сов \2к/0іі + 00 + щ>( г) ]- С (г))] Х Х віп \2п/0Хг + % +Щ0( г) ]-22

| - — яіп2 [2п/аіг + % + Щ(г) ]

"0

,„г 2 ГГ/ 2Е -{2[—{[(*/—совх

N0 V Т

2п /0г + 2п/г У «X г) q (г - ІТ )

І=—»

+л СОЄ [2п/аі^ + 00 + щ>( г) ]- С (г))] х х віп \2п/01г + % +Щ0( г) ]-22

- ^ [2п./аіг + %0 + щ( г)}]}.

^0

Заключение. Сравнивая характер поведения графиков зависимостей Я(—) і (рис. 3), можно отметить, что, стремясь уменьшить энергетику линии связи в более светлом секторе (т.е. в области ма-льх значений отношения сигнал-шум Е/Ы0), необходимо использовать дополнительный выделенный канал синхропараметра, в секторе же более темного цвета (область средних и высоких значений Е/Ыо) предпочтительнее встроенный в полезный канал передачи синхропараметра.

Литература

1. Тихонов В.И., Харисов В.Н. Статистический анализ и синтез радиотехнических устройств и систем: Учеб. пособие для вузов. — М.: Радио и связь, 1991. — 608 с.: ил.

3. Сравнение.