Излагаются основы теории помехоустойчивости и статистического синтеза аналоговых (ЧМ, ФМ, АИМ—ЧМ, ФИМ—AM) и цифровых (двоичных и многоосновных) широкополосных 'систем передачи непрерывных сообщений при сильных и слабых флюктуацион-ных помехах и использовании оптимальных, квазиоптимальных и реальных приемных устройств •следящего и разомкнутого типа. Приводится большое количество расчетных формул, графиков и таблиц, предназначенных для определения оптимальных параметров указанных систем передачи (широкополосное™, тактовой частоты опроса и порогового отношения сигнала к шуму) в зависимости от вида сообщения, требований к качеству передачи и типа приемника. Дается сравнительная оценка систем по пороговым свойствам, занимаемой полосе частот и информационным характеристикам.
Книга предназначается для радиоинженеров, научных работников, аспирантов и студентов, занимающихся проектированием, эксплуатацией и изучением радиотехнических систем различного назначения (связи, телеметрии, телевидения, радиолокации и радиоуправления).
Табл. 20, рис. 113, библ. назв. 142.
ПРЕДИСЛОВИЕ
Проблема помехоустойчивости является одной из важнейших проблем современной теории передачи информации. Значение и актуальность ее с течением времени возрастают. Особенно остро проблема повышения помехоустойчивости встает при проектировании и эксплуатации радиолиний различного назначения (связи, телеметрии, телеуправления и т. п.), имеющих ограниченный энергетический потенциал. Это прежде всего относится к космическим и тропосферным радиолиниям.
В настоящее время имеется некоторый разрыв в исследованиях помехоустойчивости дискретных и аналоговых систем передачи информации. Наиболее полно разработана теория помехоустойчивости цифровых систем передачи дискретной информации. Достаточно отметить, что за последние годы только в СССР появилось большое число монографий, посвященных исследованию помехоустойчивости цифровых систем передачи дискретной информации, и практически нет монографий, в которых бы с достаточной полнотой отражалось современное состояние теории помехоустойчивости аналоговых систем передачи непрерывных сообщений. Недостаточно полно освещены в литературе также вопросы помехоустойчивости цифровых систем передачи непрерывных сообщений. Можно назвать лишь монографии А. Г. Зюко [29], (Г. А. Шастовой [116], Дж. Возенкрафта и И. Дже-кобса [18], Э. Витерби [17], А. И. Величкина [14] и Л. Я. Кантора [32], в которых освещены некоторые вопросы помехоустойчивости аналоговых и цифровых систем передачи непрерывных сообщений. Однако в указанных монографиях недостаточно отражены весьма важные для теории и практики вопросы помехоустойчивости систем передачи различных непрерывных сообщений и их оптимизации при работе в условиях сильных флюктуационных помех. Особенно это относится к аналоговым системам передачи.
Вместе с тем следует отметить, что в последнее время снова возрос интерес к аналоговым системам пере-
3
ОГЛАВЛЕНИЕ Предисловие.......
1 Основные характеристики широкополосных систем пере-
•*• дачи непрерывных сообщений........ 1
1.1. Общие определения........... 7
1.2. Основные характеристики сообщений и сигналов ... 14
1.3. Статистическая модель системы передачи. Показатели качества передачи непрерывных сообщений..... 28
1.4. Критерии сравнения и оптимальности систем передачи . 37
2 Помехоустойчивость оптимальных приемников импульсных аналоговых сигналов в условиях слабых и сильных флюктуационных помех .... .....39
2.1. Структура оптимальных приемников импульсных аналоговых широкополосных сигналов.......39
• 2.2. Определение вероятности аномальных ошибок при приня-,тии решения по координате максимума максиморума апостериорной плотности распределения вероятностей . . 62
2.3. Оценка вероятности аномальных ошибок при принятии решения по координате центра тяжести апостериорной плотности распределения вероятностей ...... 77
2.4. 'Расчет «нормальной» среднеквадратической ошибки восстановления передаваемого сообщения......84
2.5. Оценка суммарной среднеквадратической ошибки восстановления передаваемого сообщения.......97
2.6. Расчет интерполяционных ошибок и выбор частоты опроса 10&
О Определение пороговых отношений сигнала к шуму
<-* в импульсных аналоговых системах передачи . . . 124
3.1. Вводные замечания...........124
3.2. Определение порогового отношения сигнала к шуму при принятии решения по координате максимума максиморума апостериорной плотности распределения вероятностей и оценке качества передачи по значениям бн и Ран . . . 126
3.3. Определение порогового отношения сигнала к шуму при принятии решения по координате максимума максиморума апостериорной плотности распределения вероятностей
и оценке качества передачи по значению бх . . . . 131
3.4. Пороговые отношения сигнала к шуму при других алгоритмах работы решающего устройства ... . . . 137
3.5. Некоторые результаты статистического моделирования оптимальных приемников на ЭЦВМ......141
3.6. Помехоустойчивость импульсных аналоговых систем передачи непрерывных сообщений с учетом интерполяционных ошибок...............146
Л Помехоустойчивость и пороговые свойства оптимальных " и квазиоптимальных систем передачи с угловой модуляцией и следящими демодуляторами......153
4.1. Модель системы передачи.........153
4.2. Методика синтеза оптимальных систем передачи при использовании УМ и СФД..........165
351
4.3. Помехоустойчивость оптимальной системы передачи при использовании ФМ и СФД.........175
4.4. Помехоустойчивость квазиоптимальных систем передачи
при использовании СФД с заданной передаточной функцией 188
4.5. Оценка влияния вида модулирующего сигнала на помехоустойчивость системы передачи........196
4.6. Помехоустойчивость оптимальной системы передачи при использовании ЧМ и СФД.........199
4.7. Оценка влияния предыскажений на помехоустойчивость
и пороговые свойства систем передачи с УМ и СФД . . 208
4.8. Помехоустойчивость систем передачи с УМ и частотным демодулятором с ОСЧ.........218
5 Сравнительная оценка помехоустойчивости аналоговых систем передачи при различных методах приема . . 228
5.1. Помехоустойчивость систем передачи при использовании ЧМ и АИМ—ЧМ сигналов и стандартного частотного демодулятора .............228
5.2. Помехоустойчивость систем передачи при использовании ЧМ и АИМ—ЧМ сигналов и многоканального частотного демодулятора ............. 239
5.3. Помехоустойчивость систем передачи с ФИМ—AM сигналами при различных методах приема......249
5.4. Помехоустойчивость импульсных аналоговых систем передачи при использовании импульсных следящих демодуляторов ..............271
6 Помехоустойчивость и пороговые свойства цифровых систем передачи непрерывных сообщений .... 279
6.1. Модель цифровой системы передачи......279
6.2. Ошибки, вносимые цифровыми системами передачи информации ..............282
6.3. Помехоустойчивость систем с двоичными сигналами . . 287
6.4. Помехоустойчивость систем с многоосновными ортогональными сигналами........... 298
6.5. Помехоустойчивость цифровых систем передачи с учетом интерполяционных ошибок.........300
6.6. Сравнение различных цифровых систем передачи непрерывных сообщений...........308
7 Информационные характеристики систем передачи непрерывных сообщений..........309
7.1. Вводные замечания и исходные соотношения .... 309
7.2. Реальная пропускная способность аналоговых систем передачи непрерывных сообщений.......312
7.3. Информационный к. п. д., энергетическая и частотная эффективность систем передачи ........ 321
7.4. Предельные пороговые соотношения для систем передачи 327
7.5. Сравнение аналоговых и цифровых систем передачи непрерывных сообщений.......... 332
Список литературы...........3'.
Предметный указатель..........350
Цена: 300руб.
