Скляр Б. Цифровая связь (2003) (1151859), страница 236
Текст из файла (страница 236)
а, какая из следующих систем требует использования эквалайзера: цифровой сотовый стандарт США (Оп!геб Бгагез В!2!га1 Се!!а!аг Бзапбагб — ИБГ»С), известный как 15-54 (новая версия — !Б-136), глобальная система мобильной связи (О!оЪа! Бузгеш Гог Моы!е — ОБМ), системы СОМА, разработанные согласно !Б-95; ширина полос и скорость передачи символов для этих систем равны следующему; ()БГ)С вЂ” И'т 30 кГц, УТ,= 24,3 х 10' символаус; ОБМ вЂ” й'= 200кГц, УТ,= 271х 10зсимволаус; 15-95 — (т'=1,25 МГц, 1/Т,= 9,6х 10' символа/с; г) общую (передатчик плюс приемник) задержку, вносимую устройством чередования, когда отношение рабочего интервала устройства к времени когерентности Тк1Ть равно 10 (если общая приемлемая задержка (передатчик плюс приемник) для речи равна 100 мс, можно ли использовать устройство с описанными выше характеристиками для передачи речи?); д) повторите пп.
а — г лля несущей частоты 1900 МГц. а о й л и е -20 и в Ф ы о й сз 3,2 6,4 9,6 12,8 !6,0 20 Приаеланноеаремя(мкс! Рис. 15.22. Тестовый профиль эквалайзера ОБМ Решение а) На рис. 15.22 тестовый профиль системы ОБМ показывает идеализированный компонент многолучевого распространения, расположенный через кюкдые шесть интервалов задержки (ть) в промежутке от 0 до 16 мкс. Каждый компонент можно обозначить через Я(ть), его срелнюю относительную мощность, которая на этом профиле одинакова для всех компонентов (О дб). Профиль представляет мнимую многолучевую среду, используемую при тестировании перед выравниванием [!5).
При таком расположении компонентов, как показано на рисунке, средний разброс задержек будет иметь следующий вил: ч» Б(тк)те к О+ 3 2+ 64+ 9 6+12 8+ 16 О Б(те ) 6 15.6. Коаткий обаоп кпьзиои Второй момент разброса задержек т и среднеквадратический разброс задержек ц, з имеют следугощнй вид: ,") Ю«,)т,з 0 + 3,2 + 6,4 + 9,6 + 12,8 + 16,0 5(тг) 6 и, с помошью уравнения (15.!7), -535 =~95,39-5 =55 б) С помощью уравнения (!5.21) полоса когерентностн канала будет определена следуюшнм образоьг: 1 1 То = — = = 36,4 кГц. 563 5х5,5мкс Таким образом, максимально допустимая полоса пропускания сигнала, при которой не нужно использовать эквалайзер, будет И'= 36,4 кГц.
в) Для полос пропускания различных систем, данных в этом примере, очевидно, что использование эквалайзера в ()5СР не обязательно, тогда как в ОВМ он действительно нужен. Относительно систем, которые разрабатывались согласно Б-95, можно сказать следующее: поскольку скорость передачи сигналов нли полоса пропускания И', равная 1,25 МГц, значительно превышает полосу когерентностн 36,4 кГц, система проявляет частотно-селективное замирание. В то же время в таких системах с расширением спектра методом прямой последовательности (6!гесг-аейпепсе зргеап зресггпт — РВДБ), И' умышленно расширяется с целью превышениями, и, следовательно, подавления эффектов частотно-селективного замирания. Необходимость в эквалайзере возникает только тогда, когда проблему представляет межсимвольная интерференция (!пгегзупзьо! !шег(егепсе— Б1), но 1Я не является проблемой, если скорость передачи символов меньше полосы когерентности (или длительность символа больше многолучевого разброса).
Следовательно, в случае Б-95 эквалайзер не нужен, поскольку скорость передачи 9,6 х 10' символов/с значительно ниже полосы когерентности. Для разнесения путей применяется описываемый в разделе 15.7.2 КАКЕ -приемник; на уровне элементарных сигналов его реализация сходна с реализацией эквалайзера г) Чтобы определить задержху, вносимую устройством чередования, рассчитаем доплеровское расширение и время когерентности с помошью уравнений (!5.25) и (!5,29).
96 хм/ч ЗКПП 5,. 0,5 — ° = 80Гц, следовательно, То — ' = 6,3 мс Л Зх!03м(с У, 9х103 Гц Исходя из того, что Т53)Те = 10, рабочий интервал устройства чередования равен Та м63 мс. Из этого следует, что обшад задержка передатчика и приемника равна 126 мс.
Для цередачн речи это значение несколько превышает приемлемое. В мобильных системах часто применяются устройства с более короткими рабочими интервалами, которые дмот односторонние задержки порядка 20-40 мс. д) Повторяем расчеты для несущей частоты 1900 МГц. На вычисление полосы когерентности смена несушей не оказывает никакого влияния, а вот доплеровское расширение, время когерентности н задержку чередования нужно рассчитывать заново.
Итак, 1012 Глава 1б. Каналы с замираниями )г 0,5 /н = — = 169 Гц, следовательно, Та — = 3 мс и /а Таким образом, рабочий интервал устройства чередования равен Тн,— -30 мс; зто даст общую зелержку передатчика и приемника, равную 60 мс, по является приемлемым значением для речевого сигнала. 15.7. Приложения: борьба с эффектами частотно- селективного замирания 1 5.7.1. Применение эквалайзера Витерби в системе ЕВМ На рис. 15.23 показан кадр (длительность 4,615 мс) схемы множественного доступа с временным разделением (г!пге-г)!т15!оп пщй!р!е ассезз — ТРМА) в системе ОБМ, состоящий из 8 слогов (временных интервалов), каждый из которых присвоен активному мобильному клиенту. Обычный пакет передачи, занимающий один интервал, состоит из 57 бит сообщения, расположенных по обе стороны от 26-битовой последовательности, иногда называемой зондирующей (зоцпгйпб) или настроечной (гга!и!пб).
Длительность одного слота составляет 0,577 мс (или скорость передачи равна 1733 слота/с). Задача внутренней контрольной последовательности — помочь приемнику в адаптивном определении импульсной характеристики канала (за время передачи одного слота„т.е. 0,577 мс). Чтобы данный метод был эффективным, характеристики замирания в канале должны оставаться неизменными в течение времени, приблизительно равного длительности одного слота. Иначе говоря, за время передачи одного слота, пока приемник анализирует искажение контрольного блока, не должно проявиться быстрое замирание; в противном случае компенсация замирания в канале окажется неэффективной.
В качестве примера можно взять приемник ОБМ, находящийся на скоростном поезде, который движется с постоянной скоростью 200 км/ч (около 55,56 м/с). Частота несущей 900 МГц (длина волны Х = 0,33 м). Из уравнения (15.29) время, соответствующее проходу половины длины волны, равно 45!5мс О 1 2 3 4 5 5 7 Наетравчнал поелвдавательнаать Рис, 15.23. Кадр Т)ЗМА 65М и временной стет, еадерзнащий нармаввний навет 16.7. Поиложениа.
бпп .бн пн ьн ° - ° (15.51) Как показывает уравнение (15.51), это приблизительно отвечает времени когерентности. Следовательно, время когерентности канала более чем в 5 раз превышает время передачи одного слота (0,577 мс). Время, необходимое для значительного изменения характеристик замирания в канале, относительно велико по сравнению со временем передачи одного слота. Отметим, что выбор, сделанный в системе ОБМ при подборе времени передачи слота ТРМА и контрольного блока, несомненно, был осуществлен при учете необходимости устранения эффектов быстрого замирания, которые могут свести на нет эффективность работы эквалайзера. Скорость передачи символов в стандарте О5М (или скорость передачи битов, если используется двоичная модуляция) равна 271 000 символов(с, а полоса пропускания и' составляет 200 кГц.
Поскольку среднеквадратический разброс задержек и, в городской местности равен порядка 2 мкс, то, исходя из уравнения (15.2!), можно видеть„что результирующая полоса когерентности Д будет приблизительно равна 100 кГц. Следовательно, очевидно, что поскольку Д< и', приемник О5М должен иметь средства для борьбы с частотноселективным искажением. Как правило, лля этого используется эквалайзер Витерби. сигнал Рис.
15.24. Призгелелие эквалайзера Вилгерби в сислгезге бале На рис. 15.24 изображена блок-схема приемника ОБМ для оценки импульсной характеристики канала. Эта оценка нужна детектору для получения опорных сигналов, согласованных с состоянием канала 154], что будет объяснено ниже. Наконец, для оценки битов сообщения с максимальным правдоподобием используется алгоритм Витерби. Принятый сигнал можно описать через переданный сигнал, свернутый с импульсной характеристикой канала. Обозначим через зи(г) переданную контрольную последовательность, а через г„(г) — соответствующую принятую последовательность. гн(г) = зи(г) * 6,(г) (15.52) В данном случае "е" означает операцию свертки, причем шумом мы пренебрегаем. В приемнике, поскольку гн(г) является частью принятого нормального пакета, она извлекается и отсылается на фильтр с импульсной характеристикой Ь,(г), который согласован с зи(г).
Этот согласованный фильтр выдает оценку л,(г), обозначаемую как л,(г), которая, согласно (15.25), записывается следующим образом: Галла 3 Ч Клиллм е аамиоаниями л (г) = п,(г) * Ь Яг) ж =з,(г) *ь„(г) *Л„,(г) = = Я,(г) ь )ь(г). (15.53) В системе О5М требуется обеспечить подавление искажений, вызванных дисперсией сигнала, имеюшего разброс задержек порядка 15-20 мкс. Поскольку в ОЗМ длительность бита составляет 3,69 мкс, 1„можно выразить в единицах битовых интервалов. Следовательно, эквалайзер Витерби, применяемый в системе ОЗМ, обладает памятью от 4 до б битовых интервалов.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
