www.chms.ru - вывоз мусора в Балашихе 

Динамо-машины  Сигналы и спектры 

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233 234 235 236 237 238 239 240 241 242 243 244 245 246 247 [ 248 ] 249 250 251 252 253 254 255 256 257 258 259 260 261 262 263 264 265 266 267 268 269 270 271 272 273 274 275 276 277 278 279 280 281 282 283 284 285 286 287 288 289 290 291 292 293 294 295 296 297 298 299 300 301 302 303 304 305 306 307 308 309 310 311 312 313 314 315 316 317 318 319 320 321 322 323 324 325 326 327 328 329 330 331 332 333 334 335 336 337 338 339 340 341 342 343 344 345 346 347 348 349 350 351 352 353 354 355 356 357 358

12.6.1.3. Отношение J/S

В главе 5 уровень ошибок в канале связи рассматривался как функция помех со стороны теплового шума. Основное внимание уделялось различию требуемого и фактически имеющегося отношений сигнал/шум EiJNo. В данном разделе вероятность ошибок в канале по-прежнему будет рассматриваться как функция помех (суммы теплового шума и широкополосного гауссова шума, созданного станцией преднамеренных помех). Следовательно, отношение сигнал/шум можно записать следующим образом: EJ(No + Л)), где /о - спектральная плотность мощности преднамеренных помех. Будем считать (если не оговорено иное), что /о равно Mss. где / - средняя мощность преднамеренных помех, полученная приемником; - ширина полосы расширенного спектра. В общем случае мощность станции преднамеренных помех значительно выше мощности теплового шума. Поэтому суммарную величину отношения сигнал/шум обычно считают равной E/Zo. Таким образом, подобно случаю теплового шума обозначим через ( г о)трсб отношение энергии бита данных к спектральной плотности мощности шума, требуемое для поддержания заданного уровня вероятности ошибок в канале. Параметр Еь может быть выражен следующим образом:

В данном случае S - мощность полученного сигнала, Ti, - время передачи бита, R - скорость передачи данных (бит/с). Тогда {EJJ. может быть записано следующим образом:

треб

треб

(12.38)

где Gp = Ws/R - коэффициент расширения спектра сигнала. Отношение сигнал/шум может быть выражено в следующем виде:

треб (u-o)ipe6

(12.39)

Отношение iJIS). - это критерий качества, который определяет степень невосприимчивости системы связи к помехам. Какая система имеет больший иммунитет к преднамеренным помехам: система с большим или меньшим {JIS)! Чем больше (JIS), тем устойчивее система к помехам, поскольку данный параметр характеризует мощность шумов, требуемую для искажения сеанса связи. Естественно, наиболее желательным для системы связи была бы передача сигнала вообще без искажений.

Уравнение (12.39) можно интерпретировать следующим образом. Пытаясь подавить сигнал, противник максимально увеличивает значение ( й о)тр1:б- Для этого вместо широкополосного шума могут генерироваться тоновые, импульсные или узкополосные помехи. Из большого отношения ( г о)тр lt;:б следует малое значение (У/5)хрсб в фиксированном участке полосы. Для увеличения {J/S\pe6 сообщающиеся стороны могут увеличить коэффициент расширения спектра сигнала. При проектировании систем связи необходимо выбирать такие сигналы передачи данных, чтобы единственной выигрышной стратегией для генератора помех было создание широкополосного гауссова шума.



12.6.1.4. Порог сопротивляемости помехам

В некоторых случаях соотношение ( 5) называют порогом сопротивляемости помехам (anti-jam (AJ) margin), поскольку данный параметр описывает устойчивость системы к попыткам подавления сигнала. Однако использование данного термина не всегда корректно, в общем случае он применяется для обозначения запаса прочности против конкретной угрозы. Воспользуемся вычислениями для энергетического резерва системы против теплового шума (глава 5) и определим энергетический резерв системы против преднамеренных помех:

MAj(flB) =

(дБ)-

прин

(дБ),

(12.40)

треб

где (Яг о)прнн - фактическое значение принятого EJJq. По аналогии с уравнением (12.38) ( г о)прнн можно записать в следующем виде:

(12.41)

где ( 5) р , или просто J/S, - это отношение мощности полученных приемником помех к мощности сигнала. Позднее будет выведено уравнение для Еь/1о, подобное (12.41), где /о характеризует спектральную плотность мощности интерференции, возникающей между несколькими пользователями сотовой системы связи CDMA. Принцип вычисления отношения удельной энергии к мощности помех не изменяется вне зависимости от механизма возникновения шумов: случайная интерференция, преднамеренное подавление сигнала или интерференция между сигналами пользователей в одной спектральной области.

Подставив в уравнение (12.40) выражения (12.38) и (12.41), получим следующее:

Ма;(дБ) =

(J/S)

(-

-(дБ)-

прин

(дБ),

(дБ)-

треб

(дБ).

(12.42)

(12.43)

прин

Пример 12.2. Подавление спутникового сигнала

На рис. 12.26 изображено подавление спутникового сигнала станцией умышленных помех. Устройство связи, расположенное на самолете, оборудовано системой расширения спектра методом скачкообразной перестройки частоты с эффективной изотропно-излучаемой мощностью ЕШРг = 20 дБВт. Скорость передачи данных R = 100 бит/с. Станция преднамеренных помех непрерывно генерирует широкополосный гауссов шум с уровнем EIRPy = 60 дБВт. Предположим, что {EJJo)t = 10 дБ. Также будем считать, что потери мошности при распространении радиоволн одинаковы для устройства, находящегося на самолете, и станции преднамеренных помех.

а) В каком случае помехи представляют большую опасность: при передаче на спутник или при передаче со спутника?

б) Каким должно быть значение ширины полосы системы со скачкообразной перестройкой частоты IVss для полученш! резерва против помех 20 дБ?

о г-

1i2.6. Учет Влияния ппрпнямАГдаииых noMC raquo;v




Постановщик помех Е1РР = 60дБВт

Рис. 12.26. Подавление спутникового канала связи

Решение

а) Большую опасность представляет подавление передачи на спутник, поскольку данная помеха может нарушить связь множества наземных терминалов, использующих спутниковый транспондер. Для достижения аналогичного результата при передаче со спутника пришлось бы создавать помехи для каждого из множества терминалов. Подавление сигналов со спутника может быть нежелательным при проведении определенных военных операций, однако состояние передачи на спутник намного важнее.

б) В соответствии с предположением, что потери мощности при распространении радиоволн одинаковы для устройства, находящегося на самолете, и станции преднамеренных помех, в уравнении (12.43) (J/S) pmi можно заменить отношением мощности переданных помех и сигнала (ЕГЯРу/ЕШРг). Таким образом, можем записать следующее:

Л/aj (дБ) = (J / 5)еб (дБ) + ЕШРт- (дБВт) - EJRPj (дБВт) =

= Ср(дБ)-

(дБ) + ЕШРт- (дБВт) - ЕШРу (дБВт)

треб

Gp = 20 дБ +10 дБ - 20 дБВт + 60 дБВт = 70 дБ = Gp (дБ) + /г(дБГц) = 70 дБ + 20 дБГц = =: 90 дБГц = 1 ГГц

Пример 12.3. Подавление сигнала со спутника

В примере 12.2 предполагалось, что расстояние от спутника до самолета и станции преднамеренных помех одинаково. Однако следует учесть, что чем ближе будет находиться источник помех к приемнику, тем большим будет его негативное влияние. Рассмотрим сеанс связи спутник-земля при наличии помех. Эффективная изотропно-излучаемая мощность спутника и станции помех равна, соответственно, ЕШР = 35 дБВт, ЕШРу = 60 дБВт. Потери мощности сигнала равны Lj = 200 дБ при передаче от спутника к приемнику и Ls= 160 дБ при передаче от станции помех к приемнику. Каким должен быть коэффициент расширения спектра сигнала для закрытия канала с нулевым резервом против помех? Допустим, что (Ei/Jo)tp:5 = 10 дБ.

Гпаоа 19 Mornnui пап г МПэннПГП ППРКТПЭ



1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233 234 235 236 237 238 239 240 241 242 243 244 245 246 247 [ 248 ] 249 250 251 252 253 254 255 256 257 258 259 260 261 262 263 264 265 266 267 268 269 270 271 272 273 274 275 276 277 278 279 280 281 282 283 284 285 286 287 288 289 290 291 292 293 294 295 296 297 298 299 300 301 302 303 304 305 306 307 308 309 310 311 312 313 314 315 316 317 318 319 320 321 322 323 324 325 326 327 328 329 330 331 332 333 334 335 336 337 338 339 340 341 342 343 344 345 346 347 348 349 350 351 352 353 354 355 356 357 358