Феер К. Беспроводная цифровая связь (2000) (1151861), страница 40
Текст из файла (страница 40)
= Л вЂ” среднее значение отношения мощностей принима- 7 згр ЕЬ1Ой НЕСУЩЕЙ И ПОМЕХИ, ,", в то время, как (Еьггйо)гр — — à — среднее значение отношения энергии принимаемой несущей к спектральной плотности шума. 4.6.2. Ухудшение характеристики Р, и явление неустранимых ошибск при значительном доплеровсксм рассеянии Рассмотрим каналы с быстрыми релеевскими замираниями, когда произведение макс имального доплеровского сдвига /р на длительность Бита Тэ относительно велико, например !ОТз > 0,01. В этом случае шум, вызванный случайной ЧМ иэ-эа доплеровского сдвига частоты не модулированной и модулированной несущей, может оказаться преобладающей причиной ошиБок в битах П и боль и р ш х значениях произведения /ОТз у когерентных демодуляторов ухудшаются характеристики и появляются участки с посгоянными и высокими значениями вероятности ошибки.
В пределах этик участков характеристик значения вероятности Р, сохраняются неизменными даже для очень Больших отношений С/А' и С/!, поскольку ошибки возникают только из-за случайной ЧМ, вызываемо ~зываемой существенными допле овскими эфф р ффектами В идеале когерентные демодуляторы должны были бы отслеживать эту случайную ЧМ и тем самым устранять влияние доплеровского сдвига частоты. Однако при больших значени„!ОТь ! О, 1) очень трудно создать схему восстановления несущеи и другие схемы синхронизации, так как потребовалось бы конструировать очень широкополосные [относительно скорости передачи данных /ь = 1/Тэ) схемы фаэовой автоподстройки частоты [ФАПЧ). Широкополосные ФАПЧ могли бы отслеживать случайные фазовые изменения, вызываемые доплеровским сдвигом частоты, но они же приводили бы к значительному структурному дрожанию и межсимвольным искажениям и, следовательно, увеличению Р,.
Анализ характеристик при когерентной демодуляции в канале с быстрыми доплеровскими замираниями довольно сложен [94) и лежит за рамками этой книги Усредненные характеристики Р, в условиях медленных релеевских [квазирелеевских) замираний [!ртэ < 10 4), а также в условиях быстрых доплеровских и быстрых релеевских замираний приведены на рис 4.6 4-4.6 7 Сравнение характеристик систем М5К с автокорреля ционнои и дискриминаторной демодуляцией показывает, что в условиях быстрых релеевских замираний демодулятор с дискриминатором обеспечивает приблизительно в 2,5 раза меньшее значение Р, чем авток реляционный демодулятор Это можно объяснить следующими физи. ческими соображениями, полагая, что демодуляция с помощью дискриминатора практически эквивалентна автокорреляционной демодуляции с очень малым [г/ (С Тз) временем задержки.
При таком значении задержки оказывается возможным отслеживать вызванные доплероаским сдвигом изменения фазы быстрее, чем в обычном автокорреляционном демодуляторе с задержкой г/= 21 или г/ = Т, [см рис. 4 3 3 и 4.3 6) Пример 4.6.2 .Хэхово усредненное значение Р, (для кратности Рх) при (э) азтохоррэляциояной и (6) дискриминаторной демодуляции идеальных сигналов с М5К, если средние значения Еэ/!Уо = 40 дБ, Г:/! = 40 дБ, скорость автомобиля о = 100 хм/ч, скорость передачи данных А = 4.8 «биэ/с, э частота передаваемой несущей !а = 900 МГцэ ю' эоо'.
а ЗО ю 10 ю— 10 О 10 20 ЗО 40 50 60 70 Среднее значение С/!: Л дБ Рис. 4.6.4. Зависимости усредненной Рх от Л (отношение несущэя/пацзха) для МЗК е каналах с быстрыми рялэеясхими замираниями Нормированная произ ведение /рТ является параметрам. à — среднее значение о~ношения несущая/шум :-- Системы ОМ5К с БТ = 1 эквивалентны системам М5К с аятохорреляционной д»- =,; модуляцией (Иэ (94).) Решение примера 4 6.2. Согласно (3 2.8) доплеровская частота / 100. 104 . 900, 10' (ц/«) гц с 3 10з .
3600 и/с Произведение .!ОТэ = 8334 Гц' = 17 10 4800 бит/с э) Из рис 46.4 для С/! .—. 40 дБ и /ОТэ — — 1 7 10 з при автохорреляционной демодуляции следует !' = 10 з ет Р = 7 10 6) Из рис 4.6 5 при дисяриминэторной демодуляции следует Рх = 7 10 Отметим, что дискриминатор обеспечивает несколько лучший результат по сравнению с *втохоррэляционным демодуляторам.
Значение усредненной вероятности Р, з зависимости ат среднего значения оэ на щения и/г! при приеме для сисгэээ я/4-ОЯР5к приведень на ри Пример 4.6.3 Пусть в системе я/4 ООРЗК осуществляется передача со скоростью /, = 24 кБол яля /э = 48 хбит/с нэ чэстоэз /о =- 850 МГц. Каково значение и яижении автомобиля со вероятности Р, нэ плоском участке кярэхтзристики пр д скоростью около 80 км/чэ Решение примера 4.6.3.
Согласно (3 2.8) доплеровский сдвиг частоты /й =- — = 62,9 Гц. юз !О ю- ю-т !О-з !О-' !О !О-з . 10-з !а-з 16(/лт ) !О- 10- ю- 60 70 МЗК с дискриминатор- Нормированная макси à — среднее значение ти вид модуляции 1О' 10 Р, 1О-З 10-» 10 -3 255 ю о„ х х х 10 л -!О 0 10 20 ЗО 40 50 Среднее значение С/Х. Л, дБ Рнг. 4.6.6. Зависимости усредненной Р, от С/Х для ной демод ля ей в у цие в каналах с релеевскими замираниями. мальная доплеровская частота /рт является параметром. отношения несущая/шум 0 20 60 ао ,Оо С/М, дБ Рис. 4.6.6. Зависимое~и Р, от С/ХУ для к/4-ООРЗК в канале с гла быстрыми релеевскими замираниями и АБГШ, / в канале с гладкими с .
о = ,, / = оз дБ, временное рассеяние отсутствуег, э = 0 ( 1), 25 О (Ю); 75 км/ч (4). (Из [205).) Рис. 4.6.7. Зависимости 1; от /0Т, для я/4-ОЯРЗК в канале с гладкими т.;быстрыми релеевскими замираниями при воздействии помехи по основному каналу Зйриема (ССХ), /о = 650 МГц, /, = 24 «Бед (48 кбит/с), о = 0.2, С/77 = гз дБ, ,".';временное рассеяние отсутствуег, С/Х = со (1), 50 (2); 40 (3); ЗО (4); 20 дБ (5) Произведение 1 /02; =.
62,9 Гц . 2,6 10 24 ксимв/с 4:.-' На плоском участке характеристики вызванном доплеровским сдвигом, Р, —.. :.;., 5 ° 10 з (кривая 3 на рис 4.6 6) Сравнивая зта значение со значением дл» МЗК при ~'.» автокорреляционной демодуляции (рис. 4.6.4) получаем следующие результатьг МЗК с автокорреляционнои демодупя- | цией к/4-ООР5К с автокорреляционной демодуляцией (о = ристикой прилад У системы я/4-00РЗК, характеристика фильтра которой имеет аид припод,'"'нятого косинуса и о = 0,2, значение вероятности на плоском участке оказывается выше, чем у системы МЗК Зависимости усредненной вероятности Р, от произведе!,::.
ния /пТь для систем к/4-ООРЗК представлены на рис. 4.6.7 4.6.3. Характеристики Р, систем в каналах с быстрыми замираниями, временным рассеянием, частотной селективностью В системах с относительно низкой скоростью передачи символов ;,, (описанных в предыдущих разделах) основной причиной неустранимых ,1:;.. ошибок и увеличения значений Р„является большое значение доплеровского рассеяния, или быстрые замирания В системах с быстрыми глад- -'~':Гкими релеевскиь!и замираниями длительность символа намного больше то-" ю-з то-з то-' Р тО- -з то- то- 10-з то то 10 Р, 1О з 1О то-' о 286 287 0 20 ЭО 40 50 С/О, дБ Рис.
4.6.8. Завис мо Ст2РЗК с компенс . Зависимости вероятноети ошибки для сигналов я/4-0Р5К / ацией замираний в канале с частотно-селективнымн яами о тг - н я/4. от среднего значе 1мн замираниями сущей22п и х=0,1, н0,4 ния отношения С/11 полезной несущей С к заде ой ержзнн на т пер т =, Т, н 0,4Т. Скорость замираний соответствует /ОТ, = 3. 10 1)ля когереюного приемника сигналов я/4-С)Р5К со вставкой пилот-символов (Р5!) отношение мощности сигнала-переносчика сообщений к б = 10.
(Из (210) ) щени к мощности пилат-символов временного рассеяния Следовательно, влияние частотной селективнс сти на ухудшение характеристик Ре —. /(С//) или Рг = (гм/Ло) пренебрежимо мало. В системах с бол ьшой скоростью передачи временное рассеяние т при распространении радиоволн может составлять значительную часть длительности си во а имвола и приводить к существенному увеличению Р, иэ. за межсимвольных искажений и даже вызывать появление неустранимых ошибок На Рис 4.6.8 пРиведены зависимости /тг от отношениЯ С/О длЯ сигналов я/4-Г1РВК / -гуРсК в случаях когерентной и автокорреляционной де.
модуляции при т = 0,1Т, и т = 0,4Т„(207, 208, 209, 216). С/В— отношение средней мощности принимаемой н есущей в основном луче к средней мощности задержанной несущей (в соответствии с моделью системы, представленной нэ рис 4.6.1). П е РЬК со р дпопагается структура когерентного приемн (4' со вставкой пилот-символов (Рэ!) и компенсацией шума из-за случайного доплеровского сдвига В когерентном демо у демодуляторе с ком- то то-з то- тез т/2, Рис. 4.6.9.
Зависимости Ре от т/Т, для сигналов я/4-06)Р5К в канале с меэйленнымн частотно-селективными замираниями; /о = 850 МГц, /е = 24 кБод (48 Зйбит/с), и м 0,2. С/Ж = со дБ, доплеровский сдвиг отсутствует С/12 = О (1), 416 (8); 20 (э); 30 дБ (4). (и» (205!.) 1.6 1 ос 20 46 60 С/О, дБ Рис. 4.6.10. Зависимость Ре от С/)2 для сигналов я/4-т2Р5К з канале с !,':.частотно-селективными быстрыми замираниями; /о = 850 МГц; /, = 24 кбод; "* кг = 02; С/! = оо дБ; С/Лг = оо дБ; т/Т = 0 1; ь = 40 км/ч (1); т/Т = О 1, о = 120 Км/ч (8), т/Т = 0,5, ь = 40 км/ч (Э); т/Т = 0,5, о = 120 км/ч (4 (И* (205).) ь!. пенсацией с помощью РЯ реализуется ссканал цифрового зондированияэ '!::.или кцифровой пилот-сигнала, мощность которого в В = 10 рээ мень,'!.', ше мощности модулированного информационного сигнала.
Из рис 4.6 8 , - видно, что при С//) = 0 дб (т е. когда задержанная несущая имеет такую же мощность, что и несущая в основном луче, плоский участок ";;:;- характеристики, вызванный временным рассеянием, соответствует зна;~~':,'' чениям Р„равным 10 ' (приблизительно) и 7 10 э при т = 0,4Т, и ,.~'.;". т = 0,1Т„соответственно. Для обоих случаев когерентный демодулятор ,.;,:;", более устойчив к влиянию временного рассеяния по сравнению с некоге- зТ: 10 10 3 10 1О 1О 10 1О 18(/пт„) Рис.
4,6.11. Зависимость Р, ат /лт, дпя сигналов я/4-ВЦРЗК з канале с частатна-селектизными быстрыми замираниями, / = 850 МГ; /, = 24 Б а ц;/,=код, о = 0,2, С/7 = аа дБ, С/УУ = аа дБ, т/Т = 0,1, С/27 = 10 дБ (1), т/Т = 0,1. С/77 = ЗО дБ (8), ./Т = 0,5, С/77 = 10 дБ (Э), -/т = 0,5; С/27 = ЗО дГ (4) (Из (207, 208, 209) ) 10 1О -з Р, 1О 1взпичных значениях Е/О, представлены на рис 46.9 Приведенные на рис. 4.6 10 и 4 6.11 зависимости Рэ =- ДС/О) и '.-'«е,, = Д«07«) соответствуют скорости манипуляции «, = 24 кБод, те. "" Орости передачи в системе подвижной связи /ь = 48 кБит/с (206) Эти 4(еэультаты отражают совместное влияние доплеровского сдвига (скофости автомобиля), временного рассеяния и отношения С/11 на усред:нвнное значение Р,. На рис 4 6 12 представлены зависимости Р, = ДС//) для сиг:;'.Йггалов к/4-0ЯРБК (С//т" — параметр) Здесь считается, что влияние 4(10плеровского сдвига и временного рассеяния на увеличение Р, пре;иебрежимо мало.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
