Скляр Б. Цифровая связь (2003) (1151859), страница 231
Текст из файла (страница 231)
При.двоичной передаче по каналу А%ОХ с фиксированным коэффициентом замирания а=1 вероятность появления битовой ошибки для основной когерентной и нскогерснтной схем РБК и ортогональной схемы ГБК представлена в главе 4, табл. 4.1. Все графики зависимости вероятности появления ошибочного бита от Е/)Уе для таких схем передачи сигнала показывают классическую экспонецциальную зависимость ("водопадоподобный" вид, ассоциируемый с каналом А%ОХ).
Однако, при условии многолучевого распрострацсния, если отсутствует отраженный компонент сигнала, а является случайной переменной с релеевским распределением; или, что равнозначно, а' описывается плотностью вероятности у'. На рис. 15.16 отображен график вероятности ошибки для такого релеевского замирания. Если (Е,l)У,) Е(а') » 1, где Е(.) выражает математическое ожидание, то формулы для вероятности битовой ошибки при использовании основных схем двоичной передачи сигналов, показанных на рис.
15.16, даны в табл. 15.1. Каждая схема передачи сигнала, которая в канале А%0М давала график в виде водопада, представленный на рис. 4.25, теперь, в результате релеевского замирания, описывается приблизительно линейной функцией. Таблица 15.1. Релеевская граничная вероятность битовой ошибки (гле (Е~М,) Е(а')» 1) РБК (когеревтвая) 4(ЕьИ~о)Е(а~) Здесь й(г) = /Е(г)) — модуль огибающей, а ф(г) — ее фаза.
Предположим, что канал проявляет амплитудное замирание, так что многолучевые компоненты не разрешаются. Тогда слагаемые (а„(г)) в уравнении (15.34, а) за один период передачи сигнала Т нужно выразить как результирующую амплитуду аЩ всех п векторов, полученных за этот промежуток времени.
Аналогично фазовые составляющие в уравнении (15.34, а) за один период передачи сигнала нужно выразить как результирующую фазу ОЩ всех п замирающих векторов плюс информационную фазу, полученную за этот промежуток. Пусть канал проявляет медленное замирание, так что с помощью применения контура фазовой автоподстройки частоты (рпвзе-1ос)с 1оор — РЫ., ФАПЧ) или другого подходящего метода фазу (с незначительной погрешностью) можно вычислить из полученного сигнала. Следовательно, в канале с медленным и амплитудным замиранием для каждого периода передачи сигнала можно записать включающую шум пе(Т) тестовую статистику вне демодулятора. Окончание тобе. 15.
1 Модуляция ))Р5К (днфференцнально-когерентная) 2(Еь!Р|е)Е(а') Ортогональная РБК (когерентггая) 2(Еь!Л'о)Е(а') Ортогональная РЗК (некогерентная) (Еь!Дго)Е(сс ) Рсоа)с)в 1. О. Ю!8!га! Соттшнсадопг. МеОган-НИ1, Хегч Уог)с, !983. 0,5 0,2 10 г ои 2 з к 10-2 о 5 к чг ~10а а 5 Ш 10 л 10-ь 0 5 10 15 20 25 30 55 Еь!Мо (дБ! Рис. 15.16. Вероятноонь ошийки нри двоичной нередаче ло канолр с медленным релеевским замиранием.
(л!сточникг РгооМл Х О. Ргдгга! Соттитсогюпз, МсОгак-Нрд Воо)г Соглрапу, Хе» "гог)с, !983.) Глава 15. Каналы с замиоаниями ааа 15.5. Борьба с ухудшением характеристик, вызванным эффектами замирания В подписи к рис. 15.17 "хорошая, плохая, ужасная" отражены три основные категории характеристик, выраженных через вероятность битовой ошибки в зависимости от Е~/И~. Крайняя левая кривая, имеющая экспоненциальную форму, соответствует ожидаемому поведению данной зависимости при использовании любых номинальных схем модуляции при АФОН. Видно, что при разумном уровне Е~Н, можно ожидать хорошей достоверности передачи.
Средняя кривая, названная Релеевскии пределом, демонстрирует ухудшение достоверности передачи, вьпекающее из уменьшения Е~И„что харакгерно для амплитудного или медленного замирания при отсутствии компонента, распространяющегося вдоль линии прямой видимости. Кривая является функцией, обратно пропорциональной Е,/Л~,„ так что для значений Е~/Мо, представляющих практический интерес, характеристики будут "плохими". При релеевском замирании, чтобы указать на то, что проводится усреднение по "лучшим " и "худшим" случаям замирания, часто вводятся параметры с чертой. Следовательно, часто можно увидеть графики вероятности битовой ошибки с усредненными параметрами, обозначенными Ра и Еа!Фе.
Такое обозначение акцентирует внимание на том, что каналы с замираниями имеют память„таким образом, принятые выборки сигнала коррелируют друг с другом во времени. Следовательно, при создании таких графиков вероятности ошибки лля каналов с замиранием, необходимо изучить процесс в течение промежупга времени, намного превышающего время когерентности канала. Кривая, достигающая непоправимого уровня ошибок, часто называется дном ошибок (епог йоог) и представляет "ужасную" характеристику, при этом вероятность битовой ошибки может выходить на постоянный уровень, близкий к 0,5.
Это соответствует эффекту сильного ухудшения характеристик, который может проявиться при частотно-селективном или быстром замирании. Если в результате замирания канал вносит искажения в сигнал, для системы может быть характерен неисправимый уровень ошибок, превышающий допустимую частоту появления ошибок. В этом случае никакое увеличение Е~Н, не поможет достичь желаемого уровня достоверности передачи, и единственно доступным подходом, допускающим улучшение, является использование каких-либо иных методов устранения или уменьшения искажений. Метод борьбы зависит от того, вызвано ли искажение частотно-селективным нли быстрым замиранием. Когда искажение сигнала будет смягчено, зависимость Р, от Еуй, может перейти из категории "ужасно" в категорию, близкую к "плохо" — кривая релеевского предела.
Далее можно использовать дополнительные методы борьбы с эффектами, вызванными замиранием, приложив усилия к приближению характеристики системы к характеристикам канала А%ОХ, применив некоторые виды разнесения, чтобы снабдить приемник набором некоррелирующих копий сигнала, и воспользовавшись мощным кодом коррекции ошибок. На рис.
15.18 перечислено несколько методов борьбы как с искажением сигнала, так и с уменьшением 8ХК. Если рис. 15.1 и 15.7 играют роль проводника по описанию явлений замирания и их следствий, то рис.!5.18 аналогичным образом может служить для описания методов борьбы с этими явлениями и их следствиями.
Предлагаемые подходы используются, когда проектирование системы рассматривается в два основных этапа: первый— выбор метода борьбы, уменьшающего илн устраняющего любые ухудшения характеристик, вызванные искажениями; второй — выбор типа разнесения, который позволил бы наилучшим образом приблизиться к характеристикам канала А%ИМ. 1и и нгиъкня г: Рв 10з 10 3 0 5 1О 15 20 25 30 35 бь|йс(дБ) 1ггс.
15.17. Достоверность передачи сиснаеот хорошал, ллохан, ужасное Мары против потери 5МЙ Мары против искажения Частотно-селективнсв искажение ° Адаптивное выравнивание (например, использование эквалайзеров с обратной связью по принятию решения или эквалайзеров Витерби) ° Расширение спектра (методом прямой последовательности или перестройки частоты) Ортогональное РОМ (ОРОМ) * Контрольный сигнал Рис. 15. 18.
Основные типы борьбы с искажением и снижением 5)ЕЯ г» теь 1Б.Б.1. Борьба с частотно-селективными искажениями Для борьбы с вызванной каналом 151, которая возникает вследствие частотноселективною замирания, может использоваться выравнивание. Иными словами, выравнивание изменяет характеристики системы, описываемые кривой, которая на рис. 15.17 названа "ужасно", на характеристики, близкие к кривой "плохо". Процесс выравнивания для уменьшения воздействия 151 заключается в использовании методов, собирающих рассеянную энергию символа в ее исходный временной интервал. По сути, эквалайзер (устройство выравнивания) является обратным фильтром канала.
Если канал является частотно-селективным, эквалайзер усиливает частотные компоненты с малыми амплитудами и ослабляет с большими. Целью комбинации канала и выравнивающего фильтра является получение плоской частотной характеристики и линейного изменения фззы ]30]. Поскольку в мобильных системах характеристика канала меняется со временем, выравнивающий фильтр должен изменяться или приспосабливаться к нестационарным характеристикам канала.
Следовательно, такие фильтры являются адаптивными устройствами, которые предназначены не только для борьбы с искажениями; они также обеспечивают разнесение. Поскольку ослабление искажений выполняется путем сбора рассеянной энергии символа в исходный временной интервал символа (так, чтобы это не мешало детектированию других символов), эквалайзер попутно предоставляет приемнику энергию символа, которая в противном случае была бы утрачена. Энвнншзер с обратной связью на решению (десшоп ~ееИЬасн еушг(нег — 2)Щ имеет участок прямой связи, являющийся линейным трансверсальным фильтром ]30], размер регистра и весовые коэффициенты отводов которого выбраны так, чтобы когерентно собирать практически всю энергию текущего символа.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
