Модели непрерывного канала

Рассмотрим наиболее широко используемые при анализе передачи сигналов как от непрерывных, так и дискретных источников модели непрерывного канала. Для всех моделей полагаем помеху в виде аддитивного гауссовского шума л (/), имеющего нулевое математическое ожидание и известную корреляционную функцию. Наиболее простой и широко известной является модель с белым шумом, аппроксимирующим тепловой флуктуационный шум, который неизбежно имеется в любом реальном канале. Идеальный канал без помех, гак как его используют для описания каналов с закрытым распространением малой протяженности, только упоминаем.

Канал с точно известным сигналом представляет собой идеальный канал, в котором на сигнал накладывается помеха.

Полагаем известными форму сигнала на входе S (t), коэффициент передачи А и запаздывание т (в частном случае т = 0). Распределение сигнала 5_ВЫХ(/) описывается гауссовской моделью, которую можно использовать для РЛС в тех случаях, когда постоянны дальность, скорость и ЭПР цели. Кроме того, ес можно использовать для описания спутниковых радиотелеграфных каналов и для тех радиоканалов, в которых значения А их могут быть априорно заданы с высокой достоверностью.

Канал со случайной фазой сигнала отличается от предыдущего случайностью задержки т. Для входного узкополосного сигнала S (t) с центральной частотой спектра со₀ сигнал на выходе имеет вид:

где S (t) и ?(/) — сопряжение по Гильберту функции; ф = со₀т — случайная начальная фаза. Распределение фазы в большинстве реальных каналов равномерно в интервале [0,2л]. Эта модель расширяет предыдущую и может использоваться для тех же каналов. Причинами флуктуации начальной фазы, как правило, являются флуктуации пути распространения радиоволн и нестабильность частоты генераторов. Во многих случаях в каналах со случайной фазой случайной является и амплитуда А. Как правило, амплитуда подчиняется релеевскому распределению, а фаза, как уже сказали, равновероятному. Тогда квадратурные компоненты Acosq> и Asin (p — гауссовские случайные величины. Если сигнал S (t) на входе известен точно, то канал называют гауссовским каналом с квазидетерминированным сигналом, т. е. у него известна форма, а часть параметров случайны.

Радиотелеграфный сигнал с межсимвольной интерференцией. Явление межсимвольной интерференции в радиотелеграфных сигналах является следствием разности сигналов во времени. Полезный сигнал на выходе такого канала описывается выражением.

Он является результатом суперпозиции откликов канала на воздействие сигналов одной и той же формы, поступивших в канал с разными задержками во времени. С точки зрения математического описания межсимвольная интерференция является следствием нелинейности фазочастотной характеристики радиоканала. Достаточно часто физической причиной возникновения межсимвольной интерференции является многолучевое распространение радиоволн.

Канал с квазидетерминированным сигналом и совокупностью аддитивных помех характеризуется тем, что кроме сигнала известной формы 5(/Д,…Д_/;)со случайными параметрами белого гауссовского шума имеется совокупность помеховых сигналов). Сигнал на выходе канала имеег вид.

Такая модель используется для радиоканалов передачи информации от источников дискретных сообщений в условиях перегрузки канала помеховыми сигналами с одинаковой структурой, а также при действии активных организованных помех.

Гауссовский канал со случайным сигналом предполагает, что сигнал на выходе канала.

представляет собой сумму двух случайных процессов — сигнала и шума. Достаточно часто считают, что сигнал 5(/), а следовательно, и 5_ВЫХ(/) распределены по гауссовскому закону. Эта модель используется для описания каналов передачи информации от непрерывных источников с использованием амплитудной модуляции.

Канал со структурно-детерминированным сигналом и посторонними мешающими воздействиями. Под структурно-детерминированным сигналом понимаем радиосигнал S[t, Ц/)], у которого известны характеристики высокочастотной составляющей и вид модуляции, но сам модулирующий сигнал X (t) носит характер непрерывного случайного процесса с известными статистическими характеристиками. Сигнал на выходе канала имеет вид.

Выражение (12.31) отличается от уже имевшегося (1.29) только характером множества случайных параметров, закодированных в радиосигналах известной структуры и формы.