Файл: Силяков В.А., Красюк В.Н. - Системы авиационной радиосвязи - 2004.pdf

Сделать презентацию

Скачать файл (2,05Мб)

Заказать решение

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 20.10.2020

Просмотров: 5045

Скачиваний: 108

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

связи с подавленной несущей АРУ реализуется с использованием вы-
деленных речевых сигналов. Уровень речевого сигнала зависит как от
условий распространения, так и от громкости речи. Влияние громкости
можно снизить увеличением постоянной времени АРУ, но при этом не
будут отрабатываться быстрые замирания, что может привести к сни-
жению качества приема передаваемых сообщений.

3.11. Помехоустойчивость систем авиационной радиосвязи

Использование в системах авиационной радиосвязи различных зако-

нов модуляции сигналов обусловлено необходимостью учитывать боль-
шое число факторов. К основным из них относятся: помехоустойчи-
вость, диапазон рабочих частот, ширина спектра радиосигналов,
стабильность частоты канала связи, наличие замираний сигналов в ка-
налах, эксплуатационные характеристики средств связи и другие. Про-
ведем сравнение рассмотренных видов модуляции по помехоустойчи-
вости и целесообразности их использования в каналах связи.

Сравнение помехоустойчивости различных видов модуляции целе-

сообразно выполнить исходя из помехоустойчивости двухполосной мо-
дуляции с подавленной несущей (ДМ), так как последняя определяет-
ся, как показано ранее, только отношением сигнал/шум. Естественно,
что модуляция является более помехоустойчивой по сравнению с ДМ,
если она обеспечивает меньшую ошибку фильтрации при одинаковом
отношении сигнал/шум.

При использовании двухполосной модуляции с подавленной несу-

щей вся мощность передатчика расходуется на излучение информаци-
онных боковых полос спектра радиосигнала, что обеспечивает ее высо-
кую помехоустойчивость. При больших отношениях сигнал/шум

относительная ошибка фильтрации

ДМ

Двухполосная модуля-

ция предъявляет более высокие требования к стабильности частоты ра-
диоканала, чем, например, АМ при несинхронном приеме.

В системах с фазовой модуляцией при больших значениях отноше-

ния сигнал/шум относительная ошибка фильтрации

ФМ

. При

равенстве ошибок фильтрации и значении

>> 1 возможный выигрыш

по помехоустойчивости

ДМ

ФМ

. Отсюда видно, что ФМ име-

ет возможный выигрыш по помехоустойчивости перед ДМ при

рад .

При ФМ ширина спектра ФМ радиосигнала зависит как от

ширины спектра сообщения, так и от индекса фазовой модуляции. Не-
достатком ФМ является сильная зависимость помехоустойчивости от
стабильности частоты радиоканала, что делает целесообразным ее ис-
пользование, главным образом, в каналах фиксированной (наземной)
авиационной радиосвязи.

При частотной модуляции при больших отношениях сигнал/шум от-

носительная ошибка фильтрации

ЧМ

2/(

Выигрыш

ДМ

ЧМ

/ 4

зависит от

ЧМ

. Повышение помехо-

устойчивости благодаря использованию ЧМ достигается с увеличением
индекса частотной модуляции, однако это связано с расширением спек-
тра радиосигнала и снижением уровня порогового эффекта [6]. Систе-
мы связи с ЧМ наиболее целесообразно применять в диапазоне УКВ
из-за большой загруженности диапазона КВ и наличия в нем селектив-
ных замираний.

Наиболее широкое применение в авиационных системах радиосвязи

в диапазонах КВ, МВ и ДМВ в настоящее время находит амплитудная
модуляция, в основном, из-за сравнительной простоты построения пе-
редатчиков и приемников АМ сигналов и относительно невысоких тре-
бований к стабильности частоты радиоканалов. При больших отноше-
ниях сигнал/шум относительная ошибка фильтрации равна

1/ 2

АМ

АМ АМ

АМ









Амплитудная модуляции менее помехоустойчива, чем ДМ и при

>>1 имеем

АМ

При коэффициенте амплитудной моду-

ляции

АМ

= 1,

= 0,5. Естественно, что ширина спектра АМ и ДМ

одинаковы.

В системах дальней авиационной связи широко используется одно-

полосная модуляция. При малом уровне несущей (т. е. при значении
коэффициента деления мощности между боковой полосой и несущей

>> 1) помехоустойчивость ОМ практически совпадает с помехоус-

тойчивостью ДМ, причем

(

)

→

. Достоинство ОМ состо-

ит в том, что спектр радиосигнала примерно в два раза уже чем спект-
ры АМ и ДМ радиосигналов. Последнее позволяет в каждом диапазоне
частот разместить большее количество каналов радиосвязи, выполнить

полосу пропускания приемников при ОМ в два раза уже, чем при АМ,
тем самым снизив вероятность попадания в радиотракт приемника по-
мех от радиопередатчиков других радиосредств.

Наиболее полно преимущества ОМ реализованы в диапазоне КВ. На

УКВ ее применение нецелесообразно из-за значительной нестабильно-
сти частоты радиосигналов.

3.12. Качество передачи речевых сообщений

по каналам радиосвязи

Для передачи речевых сообщений используются способы непосред-

ственной передачи речевого сообщения, параметрические и фонемные
способы [6, 10, 18].

Непосредственная передача речевого процесса может осуществлять-

ся по аналоговым, импульсным или цифровым каналам связи. При этом
в аналоговых каналах сигналом является гармоническое колебание, один
из параметров которого (амплитуда, частота или фаза) изменяется в со-
ответствии с законом изменения речевого процесса. В импульсных ка-
налах связи по тому же закону изменяются параметры импульсных сиг-
налов (амплитуда, длительность или время появления). В цифровых
каналах связи непрерывное речевое сообщение передается с помощью
цифровых сигналов, принцип формирования которых был отмечен ра-
нее. Требования, предъявляемые к качеству передачи речевых сообще-
ний, рассмотрим вне зависимости от вида канала связи и способа пере-
дачи сообщений.

Качество передачи речевой информации оценивается разборчивос-

тью речи и ее понятностью. Различают разборчивость звуков (

), сло-

гов (

), слов (

) и фраз (Ф) [10, 19, 20]. Количественной характеристи-

кой разборчивости речи является отношение

n N

(3.100)

где

– количество правильно принятых элементов речи;

– общее

количество переданных элементов.

Наиболее распространенным методом измерения разборчивости при

испытании тракта приема является метод артикуляции. Различают зву-
ковую, слоговую, словесную и фразовую артикуляции, при определе-
нии которых пользуются специальным стандартным набором речевых
материалов. Звуковая и слоговая артикуляции называются

разборчи-

востью речи

, словесная и фразовая –

понятностью

. Чаще определяют

слоговую разборчивость, т. е. разборчивость звукосочетаний, не имею-
щих смыслового значения, формируемых по определенным правилам.
Для получения достоверных результатов объем выборки определяется в
соответствии с положениями теории вероятностей. Процент правильно
принятых слогов называется коэффициентом слоговой разборчивости

и используется в качестве критерия качества передачи по телефонному
каналу.

Между разборчивостью звуков

, сло-

гов

, слов

и фраз Ф существует одно-

значная функциональная зависимость, что
позволяет зная один из коэффициентов раз-
борчивости, например

, найти любой дру-

гой, используя табулированные зависимо-
сти. Зависимость разборчивости слогов

от разборчивости слов

показана на рис.

3.6 [10].

Нормированные показатели допустимых

значений артикуляционных искажений, в
соответствии со шкалой оценки качества

восприятия речевых сообщений, предусмотренной в [2] и принятой в
качестве нормативной в электросвязи ГА (ГОСТ 16600), приведены в
табл. 3.2 [4].

Разборчивость речи можно рассчитать аналитическим путем [19, 20].

3.13. Влияние характеристик канала связи на качество

передачи речевых сообщений

Искажение речевых сообщений в каналах связи возникает под воз-

действием факторов, способных вызвать искажение их спектрального
состава. Такими факторами могут быть частотные и нелинейные иска-

Рис. 3.6

Таблица 3.2

жения и помехи, в системах с однополосной модуляцией – погрешность
восстановления несущей. При нелинейных искажениях в спектре ре-
чевого сигнала появляются высшие гармоники. При частотных иска-
жениях могут быть ослаблены спектральные составляющие, типич-
ные для данного звука, и усилены составляющие, характерные для
другого звука. Действие шумов и помех проявляется в искажении
спектров речи в принятой смеси полезных и мешающих сигналов.

Основными характеристиками канала связи являются амплитудная,

амплитудно-частотная (АЧХ) и фазочастотная (ФЧХ) характеристики.
Рассмотрим их влияние на ка-
чество передачи речевых со-
общений.

Органы слуха человека не

реагируют на фазу колеба-
ний, поэтому ограничения на
ФЧХ телефонного канала
связи не накладываются.

От амплитудно-частотной

характеристики канала связи
зависит разборчивость речи.
Зависимость слоговой разбор-
чивости от частоты срезов
фильтров, определяющих полосу частот пропускания канала связи [6,
10], показана на рис. 3.7.

Кривая

иллюстрирует зависимость слоговой разборчивости от зна-

чения частоты среза фильтра нижних частот (ФНЧ), пропускающего
все частоты спектра сигнала ниже частоты среза. Кривая

характери-

зует аналогичную зависимость от значения частоты среза фильтра верх-
них частот (ФВЧ), пропускающего частоты спектра сигнала выше час-
тоты среза. Из графика видно, что наибольший вклад в разборчивость
речи обеспечивает полоса частот спектра сигнала от 300 до 3000 Гц.
При расширении полосы пропускания ниже 300 Гц и выше 3000 Гц
разборчивость увеличивается незначительно. Для обеспечения качествен-
ной телефонной связи принят стандарт на телефонный канал связи,
согласно которому рекомендуется передавать составляющие спектра
сигнала, расположенные в полосе частот 300...3400 Гц.

Разборчивость речи зависит от вида амплитудной характеристики

канала связи [19]. Зависимость разборчивости звуков

от порога огра-

, кГц

Рис. 3.7

0,2 0,3

0,5

1,0

3 4 5