6.6. ОБЕСПЕЧЕНИЕ ВЫСОКОЙ УДЕЛЬНОЙ СКОРОСТИ ПЕРЕДАЧИ СООБЩЕНИЙ

Общие положения.

Полоса пропускания непрерывного канала и уровень помех в нем определяют пропускную способность канала С. Степень использования пропускной способности канала определяется информационной эффективностью системы , где R — скорость передачи информации, Чем больше тем эффективнее используется канал. Обеспечение большего значения т] (или, при заданном С, значения R) требует увеличения аппаратурных затрат. Однако с ростом R падает стоимость канала связи, приходящаяся на 1 бит передаваемой информации. Чем меньше , тем проще реализуются УЗО и УПС, но выше стоимость канала связи, приходящаяся на 1 бит передаваемой информации.

Соотношение обеспечивающее минимальную стоимость передачи 1 бит информации, зависит от уровня развития техники связи, от используемой элементной базы, стоимости линейных сооружений и ряда других факторов. Ожидать в ближайшие годы существенного снижени стоимости канала связи, в состав которого входят кабельные линии связи, не приходится. В то же время ускоренными темпами совершенствуется элементная база, резко падает ее стоимость. Это требует более эффективного использования каналов связи за счет совершенствования АПД и, в частности, УПС.

В настоящее время основной объем дискретных сообщений передается по существующей сети стандартных каналов ТЧ. Уровень аддитивных шумов в таких каналах более чем на 30 дБ ниже уровня полезного сигнала, что теоретически позволяет передавать информацию в таких каналах со скоростью до 30000 ... 50000 бит/с.

Однако в действительности используемая скорость передачи почти на порядок ниже указанных значений. Главным фактором, ограничивающим повышение скорости в каналах ТЧ, является высокий уровень интерференционных (межсимволь-ных) помех, который для скоростей, приближающихся к скорости Найквиста, превосходит уровень полезного сигнала. В принципе, при заданной скорости источника R и полосе частот канала можно выбрать систему сигналов и способ передачи, при которых межсимвольная интерференция (МСИ) практически будет отсутствовать [6.5]. Так, можно использовать частотных каналов передачи с полосой в каждом (многочастотная или параллельная система). Длительность элементарной посылки в каждом частотном канале Если ( — длительность переходного процесса), то МСИ практически отсутствует. Однако параллельные системы по всем техническим показателям уступают последовательным системам в каналах с МСИ [1.8]. Поэтому в дальнейшем будут рассматриваться лишь последовательные системы передачи.

Меры борьбы с МСИ в последовательных системах распадаются на три самостоятельных направления:

1. Синтез оптимальных нелинейных приемных устройств для каналов с МСИ.

2. Синтез корректоров, позволяющих скомпенсировать искажения временных и частотных характеристик каналов. Это направление приемлемо для каналов с малыми аддитивными помехами [1.8].

3. Синтез сигналов с компактным спектром, обеспечивающих минимальную интерференцию или отсутствие таковой [6.5].

В существующих системах без коррекции каналов относительная скорость передачи не превышает Бод/Гц, в то время как при использовании специальных сигналов с компактным спектром совместно с коррекцией линейных искажений скорость приближается к предельно возможной (скорости Найквиста), равной 2 Бод/Гц.

Дальнейшее увеличение удельной скорости передачи информации (скорости, отнесенной к 1 Гц полосы пропускания канала связи) связано с использованием многопозиционных сигналов. Применение многопозиционных сигналов позволяет осуществить в стандартном телефонном канале передачу со скоростью порядка 20000 бит/с (удельной скоростью более 6 бит/с -Гц).

Приемники, обеспечивающие минимально возможное значение средней вероятности ошибки, когда принятый сигнал искажается как случайными помехами, так и межсимвольной интерференцией, являются нелинейными. В одном из вариантов такого приемника реализуется идея обратной связи по решению (вычитание на интервале анализа из принимаемого сигнала последействия, обусловленного символами, предшествующими анализируемому, по которым уже принято решение). Широко применяется в каналах с МСИ метод обработки сигналов, основанный на применении алгоритма Витерби [6.6]. Вследствие аппаратурной сложности оптимальных устройств приема в каналах с МСИ остановимся подробнее лишь на использовании корректоров.