С целью повышения достоверности приема информации в системах радиосвязи в УКВ диапазоне по оценкам качества приема и в зависимости от помеховой обстановки в каналах связи могут перестраиваться следующие параметры: несущая частота радиостанции, мощность излучения, скорость передачи информационных символов, а также вид модуляции и способ кодирования и другие.
Вопросам повышения достоверности приема информации в системах радиосвязи УКВ диапазона посвящены следующие работы [1-3], однако они имеют ряд недостатков и при этом мало исследован вопрос повышения оперативности смены параметров адаптации радиосредств при приеме информации в системах радиосвязи УКВ диапазона. Наиболее существенными из них являются большие энергетические затраты на передачу дискретной информации по каналам радиосвязи и значительные временные интервалы простоя каналов радиосвязи, что снижает достоверность передаваемой дискретной информации. В статье предлагается новый способ смены параметров адаптации радиосредств, учитывающий вышеперечисленные недостатки.
Таким образом, предлагается разработать способ смены параметров адаптации радиосредств при ухудшении качества канала связи, позволяющий уменьшить время простоя канала радиосвязи и повысить достоверность передаваемой дискретной информации в системах радиосвязи УКВ диапазона.
Решение многопараметрической адаптации.
Перед началом работы в направлении радиосвязи предварительно задают множество установленных для связи частот, выделенных для работы радиосредств, диаграммы направленности передающих и приемных антенн и возможности по их изменению (множество состояний диаграмм направленности передающих и приемных антенн), возможности радиосредств по изменению скорости передачи информации (множество скоростей передачи информации), а также множество градаций величин мощности. Для оценки качества канала и достоверности связи дополнительно задают пороговое значение вероятности ошибки (коэффициента ошибок) в канале связи и необходимое время исправной работы канала радиосвязи.
После задания исходных данных с помощью пеленгационной антенны и пеленгационного приемника определяют направление и угол места прихода помехи для заданного множества частот в точке приема каждого корреспондента. В соответствии с определенными параметрами выбирают из всего множества состояний диаграмм направленности то значение, которое позволяет сформировать «провал» диаграммы направленности по направлению и углу места прихода помехи, и изменяют диаграмму направленности приемной антенны в соответствии с выбранным значением из множества. Использование этих данных позволяет сформировать в точке приема нули диаграмм направленности приемных антенн в отношении наиболее мощных источников помех. Эти действия осуществляют для каждого корреспондента.
Далее с помощью измерительных антенн УКВ диапазона измеряют уровень помех на заданных частотах и с помощью программных средств по полученным уровням помех на заданном множестве вычисляют соотношение сигнал/помеха в точке приема для заданных значений из множеств и соответствующее рассчитанное значение вероятности ошибки.
Например, вероятность ошибки в каналах с замираниями и аддитивной помехой в виде нормального шума при некогерентном приеме, характерных для УКВ диапазона [4,5]:
1) для случая рэлеевских замираний вероятность ошибки одинарного приема элемента ортогональных в усиленном смысле двоичных сигналов с активной паузой равна:
(1)
2) для случая квазирэлеевских замираний в канале при аналогичных пункту 1 условиях:
(2)
3) при сдвоенном приеме и квадратичном сложении на разнесенные антенны ортогональных в усиленном смысле двоичных сигналов ЧТ в канале с рэлеевскими замираниями вероятность ошибки равна:
(3)
4) при некогерентном приеме элемента ортогональных в усиленном смысле двоичных сигналов ДЧТ в условиях рэлеевских замираний вероятность ошибки в знаке равна:
(4)
Вероятность ошибочного приема элемента сигнала на фоне нормальной стационарной помехи принято выражать как функцию отношения средней энергии сигнала к спектральной плотности помехи на входе приемного устройства [6]:
(5)
(6)
(7)
На основе вычисленных значений выстраиваются вариационные ряды для соответствующих значений:
Количество вариационных рядов для соответствующих значений будет определяться количеством значений из множества (возможных) и будут изменяться вместе с изменением помеховой обстановки в точке приема и будут храниться в запоминающем устройстве контрольно-решающего устройства (ПЭВМ).
Измерение помеховой обстановки в точке приема можно осуществить с помощью устройства [7], представленного на рисунке 1.
Пеленгационная антенна, которая позволит определить направление на источник помех и угол прихода помехи для управления диаграммами направленности передающих и приемных антенн [8-9]. Данные с многоканального радиоприемного устройства о помеховой обстановке поступают на ПЭВМ с установленным пакетом прикладных программ [9], например, «Mathcad», где вычисляют по известным формулам значения отношения сигнал/помеха и вероятности ошибки и на основе рассчитанных значений выстраивают вариационные ряды для этих параметров, которые впоследствии хранятся в запоминающем устройстве ПЭВМ. Настройку параметров радиоприемных и радиопередающих устройств (рабочая частота, мощность излучения, скорость передачи, диаграмма направленности передающей и приемной антенн) осуществляют с ПЭВМ путем передачи команд управления на изменение соответствующего параметра. Для оценки эффективности предлагаемого способа рассмотрим следующий пример.
Рис.1 Вариант реализации предлагаемого способа
Рис. 2 График зависимости достоверности передаваемой информации
Заключение. В статье был рассмотрен способ, согласно которому, при ухудшении качества канала связи на любом участке интервала квазистационарности (превышение вероятности ошибки над заданным порогом) произойдет обращение к контрольно-решающему устройству (запоминающему устройству ПЭВМ) на изменение параметров радиопередающих или радиоприемных устройств в соответствии со сложившейся помеховой обстановкой, данные о которой представлены в ПЭВМ в виде вариационных рядов отношения сигнал/помеха и вероятности ошибки. Время простоя канала связи в данном случае будет определяться только длительностью команд управления на изменение параметров, временем перестройки и синхронизации для конкретного типа аппаратуры и будет значительно меньше интервала квазистационарности канала связи.
Таким образом, использование предлагаемого способа позволит уменьшить энергетические затраты на передачу дискретной информации по каналам радиосвязи в УКВ диапазоне, сократить время простоя каналов радиосвязи и повысить достоверность передаваемой дискретной информации.
