Структура систем радиосвязи

Содержание
Общие сведения о радиосистемах
1. Вступление
2. Системы радиосвязи
2.1 Модуляция в системах радиосвязи
2.2. Структура систем радиосвязи
3. Основные показатели качества функционирования системы передачи. Характеристики систем радиосвязи
4. Системы радиолокации и радионавигации
5. Методы модуляции несущей в РЛС и РНС
6. Основные показатели качества РЛС и РНС. Характеристики систем

Сформированный в передатчике высокочастотный сигнал посылается в радиолинию (высокочастотный кабель, волновод, область пространства, в которой распространяются радиоволны). С выхода линии связи сигнал поступает на приемное устройство системы связи, назначением которого является обратное преобразование высокочастотного сигнала в первичный низкочастотный. Основными функциями приемника помимо усиления и частотной селекции являются демодуляция, а для дискретных сообщений и декодирование принятого сигнала.

Таким образом, становятся определенными основные контуры структурной схемы системы радиосвязи связи общего типа, изображенной на рис. 2. Символом \hat{a}(t) на рисунке обозначена «оценка» ожидаемого на выходе системы радиосвязи сообщения.

В соответствии с делением источников сообщений по характеру возможных состояний сигналы, отображающие эти состояния, можно отнести либо к дискретным по состояниям, либо к непрерывным (аналоговым). В общем случае сигнал связи, как физический процесс, задан в виде непрерывной функции времени. Вместе с тем, передачу как дискретных так и непрерывных по состоянию сигналов можно осуществлять как в виде непрерывных так и дискретных во времени функций. В последнем случае сигнал является отличным от нуля лишь в определенные интервалы времени. Рассмотренная классификация сигналов применима к низкочастотным (первичным), и высокочастотным (модулированным) сигналам. Наиболее существенной особенностью сигналов, используемых для передачи сообщений, является их случайный характер, отражающий случайный характер ожидаемого получателем сообщения. Характеристики сигналов, рассматриваемых как случайные функции времени, определяются их вероятностными распределениями. Конкретные реализации сигнала описываются детерминированными функциями самой различной формы.

В системах связи вводят более общее, чем линия связи, понятие канал (радиоканал). Под каналом связи в системе понимают определенным образом выделенную часть технических средств. Например, каналом связи может быть названа некоторая последовательность функциональных блоков системы, в частности, линия связи. Часть системы связи, с выхода которой сигналы поступают на вход канала, является источником сигнала для данного канала.

По логике функционирования системы связи на любом этапе преобразования сообщений в сигналы и обратно необходимо стремиться к тому, чтобы обеспечивалось взаимно-однозначное соответствие сообщений и отображающих их сигналов. Однако даже при точном выполнении указанного требования при конструировании любой системы связи следует учитывать наличие посторонних мешающих воздействий, сигналов, называемых помехами связи. В большей или меньшей степени помехи могут возникать на любом этапе преобразования и передачи сигналов. Как правило, наибольшее влияние посторонние мешающие воздействия оказывают на полезные сигналы в процессе распространения по радиолинии. Поэтому при изображении структурных схем систем связи место воздействия помех условно локализуют именно в этом блоке схемы, как показано на рис. 2. Наличие помеховых сигналов непредсказуемой интенсивности и формы нарушает требование взаимно-однозначного соответствия сигналов в системе

 

рисунок2

Рисунок 2. Обобщенная структурная схема системы радиосвязи

связи. В целях обеспечения наибольшего соответствия принятых сообщений переданным в процессе разработки и конструирования системы возникает необходимость выбора целесообразной формы полезных сигналов, устройств модуляции и демодуляции, правил кодирования и декодирования, выбора структуры приемного устройства и т. д.

В отсутствие помех в системе структура приемного устройства определяется однозначно. Если представить совокупность операций кодирования и модуляции в передающем устройстве символом V (см. рис. 2), так что s = V(a), то для получения «оценки» первичного сигнала на выходе системы связи необходимо лишь осуществить обратную операцию: W=V^{-1} . Можно полагать, что в случае воздействия помехового или шумового сигнала «слабой» по отношению к ожидаемому сигналу интенсивности, отличие оценки первичного сигнала в системе от его истинного значения будет незначительным. В свою очередь, преобразование практически неискаженного первичного сигнала в элементы сообщения, соответствующие состояниям источника, является технически решаемой задачей и принципиальных затруднений не вызывает (воспроизведение речевого сигнала осуществляется динамическим громкоговорителем, воспроизведение телевизионного изображения обеспечивает кинескоп и т. д.).

При приеме сигналов, искаженных помехами, структура приемного устройства в целом, блоков демодуляции и декодирования принятого сигнала, в частности, могут быть различными в зависимости от статистических характеристик интенсивных помех, их физических свойств и имеющихся у получателя сообщений предварительных сведений о вероятностных характеристиках ожидаемых и принимаемых сигналов.

В современных условиях проблема выбора структуры приемного устройства сигналов, искаженных интенсивными помехами, (синтез приемника), решается на базе хорошо развитой теории оптимального приема, исходя из определенных критериев оптимальности и использования всей доступной информации о статистике сигналов, поступающих на вход приемника. При этом может получиться, что правила оптимальной обработки принятого сигнала для фиксированного выходного сигнала передающего устройства оказываются существенно различными, зависимыми от свойств и статистических характеристик мешающего воздействия в радиолинии.

В особой помеховой обстановке оптимальное решающее правило приема может оказаться весьма сложным и трудно реализуемым на практике. В ряде случаев по результатам анализа качества функционирования оптимального приемника целесообразнее отказаться от точной реализации оптимального алгоритма и использовать в системе связи более просто реализуемое субоптимальное правило решения, обеспечивающее несколько более худшее, но допустимое качество функционирования системы радиопередачи.