Феер К. Беспроводная цифровая связь (2000) (1151861), страница 62
Текст из файла (страница 62)
Ст кт а ру ур метода фаеового сканирования. Этот метод позволяет получить такие же характеристики, квк н метод периоднческоа коммутации, если скорость екачанияв в двв веа и р ревмшает наивысшую частоту модупнрующего сигнала Рне. т.з.в. Структура метода частотного разнесения Метод частотного разнесения, структура которого изображена на рис.
7.3.5, также оказывается весьма полезным, так как он обеспечива ет такое же улучшение характеристики помехоустойчивости, как и метод фазового сканирования Этот метод становится еще более привлекательным, когда имеется несколько ветвей разнесения. Метод переключения или автовыбора в том виде, как он представлен на рис. 7.3 1,в, наиболее часто используется в системах радиосвязи. 7.4.
Улучшение характеристик несущая/шум, несу4цан/пойдеха Ул учшение характеристик помехоустойчивости приема, обеспечивз. емое различными методами приема, оценивается допустимым уменыле НИЕМ МИНИМЗЛЬНОГО ЗнаЧЕНИя ОтНОШЕНИя НЕСущая/Шуц (С/2тт) И НЕСУ- еха тСг 7) / ), ри которых обеспечивается заданное значение ве роятности ошибки Рг Например, согласно рис 7.5 2 для достижения ":: ": 120 е требуется, чтобы при отсутствии разнесения С/гг' было рав- ".'$62дБ, а при двукратном оптимальном сложении — 22 дб Ниже рассмотрены системы додетекторного двукратного комбинирова ""';"Эти системы представляются весьма эффективными, и полезнымн ;,*систем подвижной радиосвязи '-'!-',вначале рассмотрим статистические характеристики С//т' и С/7 в ' веском канале без разнесения Так как мгновенное значение С/гг', .
""наченное 7, есть квадрат огибающеи сигнала, распределенной по заРелея, то функция плотности распределения вероятностей (ФПРВ) мгз)айной величины 7 (7 ) О) представляет собой экспоненциальный " охи распределения ф -' тз':à — среднее значение 7. «2 Мгновенное значение С/7, обозначенное Л, есть отношение стати ''; вски независимых квадратов огибающих сигнала и помехи, распре"' внных по закону Релея. ФПРВ случайнои величины Л (Л > О) предляет собой г'-распределение в'.
д — среднее значение Л Пусть 7, (т = 1,2) — мгновенное значение С/гт' в каждой ветви ""'несения, а 7 — мгновенное значение С//т' на выходе схемы комом ьиирования. В этом случае три метода комбинирования могут быть "","вюаны следующим образом. 7 = 72 + 72 для оптимального сложения, Р.4 за) т/7 = т/72/2+ Ь/72/2 для сложения с равными весами;(7.4.36) для автовыбора. (7.4.3в) 72 72 > 71 Г", "'" Предположим, что сигналы различных ветвей разнесения являются ,;'втистически независимыми, их огибающие имеют релеевское распре- .
'ление с одинаковой средней мощностью, те. Гт =. Гз = Г, где Г, ,т;з''= 1,2) — среднее значение 7; (т = 1,2) Тогда ФПРВ 7 для трех -Ттгвтодов комБинирования могут быть записаны в следующем виде (158) р(7) = — „е 77 — — для оптимального сложения, 7 —,'Г 7 Гз Г2 3 р(7) — — —. для сложения с равными весами; 4 Гз г1 р(7) = — — ((1 — е ~7 )2) -2 — 2 для автовыБора.
Г2 99, :- 7 тт 6 — з о. Д 2 0,1 0„01 -10 0 10 -«./1 . дб Среднее значение С//т (7.4.бв) Вер17 < "уз) = ~ рЯс1-„ Рнс. т.есц интегральная функция распределения отношения еигнал/шум т (à — среднее значение отношения сигнал/шум в каждой ветви разнесения; т,— фиксированное значение т). Приближения справедливы при 7 к6', Г.
Вероятность потери свя зи определяется как вероятность того, что у не превысит наперед за данного значения у,. На рис. 7.4 1 приведены кривые, вычисленные согласно 1? 4.5) при подстановке ~7.4,1) и ~7.4.4). Из приведенных зависимостей следует, что за счет разнесения может быть существенно снижен динамический диапазон у, причем различие в степени улучшения характеристик помехоустойчивости. обеспечиваемого различными методами комбинирования, незначительно. Следуя методике, изложеннои в 110), можно получить зо 20 1='",;;::,:ьуу 0,01 -50 40 аО гтт 10 О 1'/Л Д Среднее значение С/1 ,;";, 'Рис. 7.4.2.
Интегральная функция распределения отношения сигнал/шум Л йа ' " среднее значение отношения сигнал шу л, ш и в каждой ветви разнесения; А,— Еированное значение Л) дующие выражения для ФПРВ величины Л ;,':: Юга — '~~ для сложения с равными весами: /А ~~л+Г 'з/г)л/ (7.4.ББ) 7 ' . утт для автовыбора = ~р + л)з Ггл + л)') Здесь предполагается идеальное функциониро с пилот-тоном в схемах оптимального ело ванне Блока фазирожения и сложения с нйдния -зррВныыи весами, а в схеме е е автовыбора — блока выбора ветви с макси,.',Мальной мощностью полезного сигнала. Взаимная корреляция полез„!))йх сигналов и помех, присутствующих в двух ветвях разнесения, не 'уе1итчывалась Кроме того, полагалось равенство средних знзчен й в различных ветвях разнесения, те.
Аà — — А2 — — А г 33. Вер[Л ( Л«) = 3( р(Л) ИЛ е (7.4 7) Значения вероятности потери связи иэо6ражены на рис. 7.4.2. Иэ приведенных зависимостей следует, что динамический диапазон 7 при разнесении может быть существенно уменьшен, причем различие в степени улучшения характеристик помехоустойчивости, обеспечиваемое различными методами разнесения, незначительно. 42"'Р,(7) — зависимость Р, от С/А' в канале 6ез замираний Легко ""'Взать, что РГ (Г) и Р, (Г) связаны следующими соотношениями (2) (3) Р(2)(Г) — 2Р(3)(Г) — Р( )(Г/2) (7.5 3) :::,:,'! '.,'Для оптимального сложения с помощью (7.4.3а) может быть по"ено соотношение 7.5.
Улучшение характеристики помехоустойчивости (усредненных значений р.) Улучшение характеристики помехоустойчивости, о6еспечивэемое эа счет различных методов рээнесения, может оцениваться по степени уменыления допустимых значений С/)У и С/7 при фиксированном значении Р,. Влияние различных методов разнесения на улучшение характеристик помехоустойчивости цифровых систем радиосвязи при наличии релеевских замираний из-за многолучевости анализировалось е [ 6 ). Применительно к цифровым системам подвижной радиосвязи улучшение характеристик помехоустойчивости эа счет разнесения рассыатривалось с учетом влияния неселективных замираний огибающей Причем достаточно подробно исследовалось влияние последетекторного автоьыбора на снижение усредненной вероятности оц«и6ок при приеме МЧМ сигналов в сухопутных системах подвижной радиосвязи, Далее приводится анализ влияния двукратного додедекторного разнесения на снижение усредненнои вероятности оши6ок при приеме МЧМ сигналов в сухопутных системах подвижной радиосвязи ь условиях воздеиствия неселективных кваэистатических релеевских замираний.
Аналогичным образом можно рассматривать системы с другиг«Ги, 6олее совершенными видами модуляции и схемами разнесения. '7.5.1. Зависимость усредненной вероятности ошибки Р, от отношения несущая/шум (С/й)) Рассмотрим сначала ситуацию, когда АС7 можно пренебречь. Будем полагать, что используется метод двукратного комбинирования путем идеального аьтовы6ора. 06означим зависимость усредненной Р, от С/Ф в системах с разнесением и 6ез разнесения соответственно через (2) (1) Р, (Г) и Р, (Г) Тогда согласно (7.4.1) и (7.4.4в) можно записать: Р,'2)(Г) = 7' Р,( .) Г( [1 -л)Г)),7 (7.5 1) 3' Г Р,")(Г) = ~ Р,(,) е-х/('),(, ,/, ' г ;'а«соотношения могут быть обобщены на случай )(3-кратного разне"иного приема. (3)«г ч:."-;;;-!.;Используя выражения, полученные ь [о3), и выражение Р, («Гг) при '"йиодуляции МЧМ сигналов 6еэ разнесения, получаем Р(3)(Г) 2 ~ Г+1~ 2Г (7.5.56) Р(')(Г) = — ~1 — )7 2 ~ )3( Г+1) 4Г при когерентной демодуляции.
(2)« ставляя (7.5 5а-в) ь (7 5 3), получаем выражения для Р, («Г) автовы6ора (7 5.6а) при демодуляции с помощью дискриминатора; 1 1 (Г+ 1)(Г+ 2) Г' при автокорреляционной демодуляции; (7.5 бв) при когерентнои демодуляции. Ф УА е«";:Ф:.. случае $-": .:,'';.',:,,:Р()(г ° Рп)(г Р, (Г) 1 12 2 ~,г(г+ 1)(Г+ 4/3)) при демодуляции с помощью дискриминатора, (7.5.5а) при автокорреляционной демодуляции, 2) «(«2«у«2««3) 22«322«38«32) 8« 10" о, я 10 з 10.
10 е (7.5.7в) когерентной демодуляции. Збб 10 О 30 40 50 60 70 Среднее значение отношения несущаяушум Г, дБ Рнс. 7.5.1. Зависимость усредненной вероятности ошибки от среднего значения отношения несущая/шум при воздействии кваэистатистических релеевских замираний Использовалось двукратное разнесение с додетекторным автоамбором Аналогичным образом, подставляя 17.5.5а-в) в 17.5.4), получаем выражение для 7з, 11) в случае оптимального сложения (11 ~тб 4 7,'з'~Г) = ' ~1 2 1 ЯГ+ 1)~Г+4д,уггГ+1)7Г+~~~~~ = д з при демодуляции с помощью дискриминатора; Р111~Г) при автокорреляционной демодуляции; .в', 10- Рнг. т.
г~::ухспловиях возд ','!! ';::б 'оптимальнь фг1гг) при '";«~~~- ' щью выраж :~%~~~!~;,': 1ИГЛЕННЫЕ ~: .татов следу ' разнесения 10 О 10 ЗО ЗО 40 50 60 70 Среднее значение отношения несущаяушум Г, дБ 500 Зависимость усредненной вероятности ошибки от среднего знания несущая/шум при разнесенном приеме МЗК и ЯРЗК гигналоа в ействия релеевских замираний. Использовалось двукратное разнесение яи додетекторным слоягением 7.5.1 и 7.5 2 показаны зависимости, вычисленные с помоении 17.5.ба-в) и 17 5.7а-в) и, кроме того, зависимости, выс помощью выражений 17.5 5а-в) Из приведенных резульет, что в случае двукратного комбинирования для уменьше- 0 раз необходимо увеличить С/7т' на 5 дб, а при отсутствии — на 10 дб.
й,' к х т 2О х ст о. тО 1О е -2О О ьд 2О БО ао бо бо УО Среднее значение отношения несущая/помеха Л, дб Рис. 7.3.3. Зависимость усредненной гироятности ошибхи от среднего значения отногоения негущаяупомеха при приеме МБК и СгРБК сигналов и когерентном приеме 6МБК сигналов в условиях воздействия квазистатических релеевских замираний, Использовалось двукрыное рззпесение с оптимальным додетекторным сложением 7.5.2. Зависимость усредненной вероятности ошибки Р, от отношения несущая/помеха (С/1) Теперь рассмотрим другой крайнии случай, когда доминирующим фактором, вызывающим ошибки при приеме, является ВКП Вывод зависимости Р, от Сг'1 аналогичен выводу зависимости Рг от С/гтг.
Пс дробности можно нанти в ~83). Окончательные выражения для вероятности сшибки при демодуляции МЧМ сигналов в случае оптимального сложения имеют следующий вид. Р ~Р)= при демодуляции с помощью дискриминатора; 10 ' 2О-з 2О-з 2О е -Щ О тд 2О зо ЕО БО БО УО Среднее значение отношения несущая/помеха Л, дб Ри«7 5 4 За симость уср дненной ро ос ошибки от среднего зн 'х!тзнйя отношения несущая/помеха при приеме МБК си~чалов и корегентном приеме Н'ДМБК сигналов а условиях воздействия квззистатистических релеевских замираний а=:::Йегользовалось двукратное разнесение с додетекторным автовыбором ~Л дз(Л+ 1) Ф2)л=- 1- — + ,"г се* 2 ~ /ф+ ~)2 ~1/к)2 ~~д+ «)2 (1 гк)2)3 ' ь "', ' — — ~ 1+ — ) при автокорреляционной демодуляции; Р.б Я ) ябт т Р ~ ) ~ г ~ + + т + ) при когерентной демодуляции.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
