Привет. Меня всегда интересовал такой вопрос: представим себе, что есть заданное количество энергии, которое можно излучить в пространство за все время передачи. Сам промежуток времени излучения может быть сколь угодно коротким или длинным. Энергии есть, например, 1 джоуль. Какой должна быть модуляция, чтобы этот сигнал приняли на как можно бОльшем расстоянии. Тут есть 2 границы. С одной строны понятно, что если сигнал имеет максимальную мощность, то импульс будет наиболее сильно выделяться из помех, и принять его можно будет далеко. А с другой стороны, чем короче сигнал, тем шире у него полоса. Вот тут мои знания и заканчиваются. А чем шире полоса, тем хуже условия приема существующим оборудованием (здорово, если ошибаюсь) и тем меньше мощность сигнала в заданном диапазоне частот. Думается, что есть какая-то середина между увеличением мощности путем сокращения времени излучения и увеличением полосы. Может кто нибудь решал что-то подобное? Также мне кажется, что решение может быть фундаментальным само по себе и иметь прямое отношение ко всяким там SETI и проч. Спасибо.

Передний и задний фронт импульса можно растянуть для сужения полосы

Это понятно, но тогда либо растет количество потребленной энергии, либо падает мощность сигнала при фиксированном расходе энергии.

погуглите "уединенный солитон" "странный аттрактор"

Спасибо, конечно, за совет. Но это я знаю почти наизусть. А вопрос как раз в модуляции. Ведь должна быть середина. Или нет? Вопрос еще можно поставить так: уменьшает ли способность принять сигнал на большом расстоянии уширение спектра сигнала или нет. Если нет, то решение очевидно - делаем импульс как можно короче, как позволяет приемная аппрартура. И принимаем. Но моих знаний тут явно не хватает.

я же вам написал - уединенный солитон - в его терии ваши вопросы все расписаны подробно
нет середины - есть особая форма волны при которой она почти вообще не затухает (ну это немного гипербола)

в его терии ваши вопросы все расписаны подробно
Ок. Сочту за свою невнимательность. А не могли бы вы привести ссылку где в теории уединенного солитона рассматривается вопрос его распознания среди (гауссовского?) шума. Теория, вероятно, весьма объемна. Спасибо.

не могу
в открытой прессе не видел, хотя давно не смотрел - может что и появилось ...

Полезно будет посмотреть предел Шеннона и бюджет канала связи.

На самом деле вопрос родился из практической задачи. Есть SDR приемник и есть передатчик на батареях. Задача обеспечить максимальную дальность связи. Сначала я думал, что достаточно накапливать маломощный сигнал во времени. Ну, там сутки, месяцы. А оказалось (с точки зрения статистической обработки сигнала), что это совсем не эффективный подход с точки зрения затрат энергии. Чем меньше мощность, тем больше требуется энергии. Пошел в обратную сторону - увеличения мощности. Уперся в ширину спектра.
petr0v
Спасибо. Обязательно посмотрю.

вы сначала уточните что вы понимаете под "связью"
голос - это одно, цифра - ну совсем другое

Достаточно передавать 1 и 0 с (почти) любой скоростью.

Что-то мне эта тема напоминает... :-)
Думаю, что лучше и проще телеграфа, ничего не придумается... И передатчик на батарейках наипростейший и с высоким КПД.

Из статьи про предел Шеннона:
Их "турбокоды" появились в результате проб и ошибок и не имели формального пояснения, но изучение быстро устранило скепсис. Это так называемые итеративные коды, когда декодер совершает серию предположений о том, каким должно быть закодированное сообщение. Каждое успешное "угадывание" повышает результаты декодера. Пытаясь объяснить превосходные показатели турбокодов, исследователи через несколько лет натолкнулись на работы Роберта Галлагера (Robert Gallager) 30-летней давности.
Мне показалось, что речь тут немного о другом. А именно: предел Шеннона говорит о скорости коммуникации при превышении сигналом уровная шума на некоторую величину. Мой же вопрос о форме модуляции при ограниченной энергии. Дело в том, что при заданной энергии путем сокращения времени передачи можно обеспечить любое соотношение сигнал/шум при увеличении полосы. Приемник должен просто распознать 1 или 0 при ограничении в колчестве энергии. Вопрос еще и в том, чтобы с уверенностью принять этот сигнал. И вопрос в том как конкретно это сделать.

Rotor
На самом деле вопрос родился из практической задачи.
Практическая задача упирается в свойства канала. Шеннона пилите однозначно :)
До него ничего толком не было сформулировано, после него только подтверждения, дополнения и стремления приблизиться к пределу всё того же Шеннона (то есть к минимально возможному соотношению С/Ш с безошибочными передачей и приемом (декодированием).
Вот только не турбокод вроде максимально приближен к пределу Шеннона. Хорошо учившиеся - подскажите! :)

Sergey4565
Думаю, что лучше и проще телеграфа, ничего не придумается...
Вот и я так думал. Весь смысл о ограничениях на затраты энергии для передачи одной точки. Например, если увеличить скорость передачи в 10 раз, то при заданной энергии можно увеличить мощность передатчика в эти же 10 раз. Как предельно можно уменьшать время передачи (и увеличивать скорость)?

Rotor

Мне показалось, что речь тут немного о другом.

О том.

От формы импульса ничего не зависит, важны энергия на бит и спектральная плотность мощности шума.

petr0v
От формы импульса ничего не зависит
То есть Вы утверждаете, что передатчик передающий телеграфное тире мощностью 1квт в течение 1 сек будет иметь ту же дальность приема как и передатчик передающий телеграфное тире (на меньшей скорости) мощностью 1вт в течение 1000 сек? Мне кажется, что передатчик мощностью 1квт может иметь хорошие межконтинентальные связи при таких параметрах. А вот 1вт передатчик может быть и не услышен в пределах города сколько бы он не передавал.

Rotor

Не важно как вы энергию бита размазываете во времени/частоте, на приёме вы её соберёте согласованным фильтром.

petr0v
вы её соберёте согласованным фильтром
Не могли бы Вы привести ссылку где можно почитать про то, как собрать энергию согласованным фильтром в описываемом мной случае (1сек-1000сек). Вероятно это то, что мне надо. Спасибо.

Rotor

Смотрите в любом учебнике по радиолокации.

petr0v
Смотрите в любом учебнике по радиолокации.
Простите. А что именно искать. "Согласованное фильтрование"? Пока я не очень представляю как фильтрование может помочь собрать энергию существенно ниже уровня шума в случе 1вт передатчика.

Rotor

Вот здесь http://it.fitib.altstu.ru/neud/toiit/index.php?doc=teor&module=5 про объём сигнала прочитайте....
А можно и не читать- достаточно закон сохранения энергии вспомнить.

Спасибо.

Rotor

Да именно согласованную фильтрацию и смотреть.

Так и представил себе зеленого человечка, сидящего от нас через 300 галактик.
Как же он с нами то "согласовался" для "согласованной фильтрации"?
Не иначе Боженька помог. Он же для всех един.

Rotor
Задача, увы, очень неконкретно поставлена. Сначала общий вопрос из естествознания, и тут же SDR с какими-то там ограничениями на спектр.

В вопросе выбора длины импульса (ширины спектра) необходимо помнить о среде распространения, ибо оная может кроме поглощения обладать еще и дисперсией, приводящей к "расплыванию" импульса по мере распространения.

Тут еще упомянули солитоны, там среда уже представлена не только свойством дисперсии, но еще и нелинейными свойствами. Они то и помогают импульсу не расплываться, как бы сжимая его и компенсируя "расплывание", вызванное дисперсией.

john_qkk
Задача, увы, очень неконкретно поставлена.
Да, слишком широко и хотя привязано к некоему оборудованию, но не очень понятно.
Если очень обще, то
Вопрос к сильным теоретикам, либо к хорошо учившимся.
Поглубже
Модемы на КВ - Страница 9

Посмотрите Финка "Сигналы помехи ошибки" главу где про связь с внеземными цивилизациями.
Там подобный вопрос тоже рассматривался.

Есть множество вопросов, где автор вопроса хочет "достичь теоретического предела" и "лезет в дебри науки", а продиктовано такое поведение желанием решить какую-нибудь простую прикладную задачу. Причём, многие прикладные задачи уже давно решены, а до "теоретического предела" этим решениям зачастую "не хватает ну там 1 или 2 процентов". Поэтому автору вопроса лучше взять какое-нибудь уже готовое решение, а для этого дать конкретную задачу, что автор хочет, и подобрать себе решение из "готовенького". Ведь мировая радиотехника - "не дура", и если чего-то просто делается, то это уже сделано до нас, а если чего-то делается только "большой кровью" - то нам это не доступно "по деньгам". Велосипед невозможно изобрести заново.

В радиолокации (когда я учился хорошо :) ) рассмотрены вопросы: а каким должен быть сигнал, чтобы его можно было максимально хорошо обнаружить, и каким должен быть сигнал, чтобы он давал максимальное разрешение по дальности и т.п. Насколько я помню, там даётся как результат спектр такого сигнала, но про вид модуляции ничего не сказано. Вообще, я просто уверен, что Ваш случай не такой тяжёлый, чтобы лезть в дебри. А теория... она всегда даёт ответ, который ещё нужно уметь применить на практике.

Полностью согласен :). Теоретически подобный вопрос рассматривается в вузовском курсе радиолокации. Великий Учитель Пётр Александрович Бакулев не зря читал свои замечательные лекции. Кстати, было там и про шумоподобные сигналы и согласованную фильтрацию.
А велосипед чего изобретать, когда все на нём ездят давно уже...