双径模型在PCM/FM再入遥测系统分析中的应用

针对存在多径衰落的PCM/FM再入遥测系统，分析了双径模型的幅频、相频、群延迟等特性及幅度失真、延迟失真、信道衰减因子、码速率等对接收机带来的影响。通过分析得到：幅度失真通常对数据的解调不会产生影响；单独的延迟失真使接收信号的幅度发生较大变化，而延迟失真与信道衰减因子的共同作用将改变接收机的性能边界；单一地提高码速率将导致更低的系统性能参数。该文为工程应用中合理设计再入遥测系统提供了参考。
关 键 词 再入遥测; 多径衰落; PCM/FM; 双径模型

现阶段的再入遥测系统主要采用脉冲编码调制/调频(Pulse Code Modulation/Frequency Modulation，PCM/FM)体制。典型的PCM/FM再入遥测信道由弹上发射机、无线再入传输信道、地面接收机组成。其中无线传输信道上的多径衰落对整个再入遥测系统的设计影响最大。我国现有的再入遥测系统在传输500 kb/s以下的低码速率信号时，由于系统功率裕量较大，可以补偿遥测信道的各种失真和衰落。但当码速率提高到1 Mb/s以上时，由于系统自身的各种限制使得功率裕量不能保证系统误码率指标。因此，在研究信道各组件特性的基础上，从系统的角度考虑整个再入遥测信道性能对PCM/FM信号的影响就显得尤为重要。本文针对无线传输信道，采用双径模型对此进行了讨论。
1 再入遥测信道模型
1.1 模型简介
典型的PCM/FM再入遥测信道系统框图如图1所示。
再入遥测信道可以归结为一个具有时变特性的多径衰落模型，信道内存在由再入黑障及收发天线方向图不均匀产生的长期衰落和由多径效应引起的短期衰落，其输出信号包络具有一定的分布规律。实际情况
下信道一般具有多个输入和输出端口。为简化分析，本文考虑一个输入与输出的模型情况。通常，再入遥测信道模型可以由理想rayleigh衰减模型、rice慢衰落、rice快衰落等模型进行描述[1]。
理想rayleigh衰减模型中接收信号由于没有镜像分量(直射分量)，其幅值具有较大的随机性，对信号的失真较大，不符合再入遥测信道的特点。rice快衰落模型是在rayleigh衰落的基础上，在接收信号中引入了镜像分量，其输出波形比理想rayleigh衰减模型对输入信号的失真要小，且镜像信号乘性噪声比越大，失真度越小。rice慢衰落模型是相对于码元宽度而言的慢衰落，它在rice快衰落模型的基础上将乘性噪声的幅度平滑化，以简化模型。即虽然乘性噪声在一长串码元的时间上连续变化，但在每一个码元上可以认为它基本上不变。该模型适用于镜像分量不能忽略、码长比较短的情况。