Основные отличительные особенности приёма в каналах с замираниями и классификация замираний

⇐ ПредыдущаяСтр 2 из 2

При методиках оптимального приема сигналов в каналах с постоянными параметрами модуль коэффициента передачи канала и время задержки предполагаются неизменными величинами, хотя и не всегда известными. Однако в ряде случаев, например в линиях радио, радиорелейной и тропосферной связи, эти величины являются переменными. Основной особенностью названных линий является многолучевое распространение радиоволн. Принятый сигнал является суммой сигналов, пришедших по различным траекториям:

Коэффициент передачи и время задержки из-за изменчивости свойств среды распространения оказываются переменными. Поэтому параметры сигнала также изменяются во времени.

Многолучевость сигнала в сочетании с подвижностью пространственных неоднородностей приводит к появлению так называемых «быстрых» замираний, а также к рассеянию сигнала во времени, характеризуемом временем многолучевости . Величина непрерывно изменяется и зависит от протяженности сеанса связи и ширины диаграммы направленности антенн. Для малоканальных тропосферных линий максимальное время многолучевости лежит в пределах 0,07...0,4 мкс. Флюктуации времени многолучевости приводят к взаимному влиянию соседних импульсов в дискретных системах связи, а также к появлению переходных шумов в аналоговых многоканальных системах. Кроме того, изменяется время прихода сигнала (время группового замедления сигналов), что существенно затрудняет реализацию синхронных методов приема.

Изменение во времени коэффициентов передачи называется замираниями. В зависимости от поражаемого частотного диапазона замирания делятся на селективные и общие. В зависимости от времени существования они разделяются на быстрые (с квазипериодом 0,1 10 с) и медленные (с квазипериодом от десятков минут до нескольких часов). Такое деление условно, поскольку существуют замирания и с промежуточными квазипериодами.

Быстрыми принято считать замирания на коротких отрезках времени, со случайным квазипериодом (в пределах от десятых долей до единиц секунд, но не более 10 мин) с глубиной до 30 дБ, подчиняющихся чаще всего релеевскому закону. При приеме сигналов в разнесенных по пространству или частоте антеннах быстрые замирания, как правило, независимы или слабо зависимы.

Изменение отражающих свойств, например, за счет изменения метеоусловий в объеме рассеяния, приводит к общим «медленным» замираниям. Глубина медленных замираний составляет 20 30 дБ, квазипериод – единицы минут часы, а распределение обычно подчиняется логарифмически нормальному закону. Для медленных замираний характерна коррелированность по всем ветвям разнесения.

Медленные замирания вызываются изменением условий рефракции и медленным изменением параметров тропосферных неоднородностей. Наблюдаются они обычно при прохождении теплых и холодных фронтов воздуха и образовании на трассе интенсивных инверсионных слоев, приводящих к значительному возрастанию требуемого уровня сигнала.

Наличие медленных замираний приводит к необходимости создания в системах связи «запаса» энергетического потенциала для компенсации их влияния.

Плотность вероятностей величины выражается обобщенным законом Рэлея:

где – регулярная составляющая коэффициента передачи; – параметр, характеризующий флюктуирующую составляющую; – модифицированная функция Бесселя нулевого порядка. Нередко регулярная составляющая оказывается равной нулю и выражение (7.1) переходит в обычное распределение Рэлея:

В этом случае замирания называют рэлеевскими. Чем больше относительная величина регулярной составляющей , тем меньше глубина замираний. Самыми глубокими в обычных условиях являются рэлеевские замирания.

Найдем вероятность ошибок при различных видах манипуляции с учетом замираний. Если при некотором фиксированном значении условную вероятность ошибки обозначить , то безусловная вероятность ошибок при медленных общих замираниях

Условная вероятность ошибок вычисляется для канала без замираний.

Вычисление интеграла приводит к результату :

где – отношение мощностей регулярной и флуктуирующей составляющих сигнала; ; – среднее значение квадрата коэффициента передачи.

Вероятность ошибки уменьшается с увеличением среднего отношения энергии сигнала к спектральной плотности мощности помехи , а также с увеличением параметра . Так при ОФМн ( ) она меньше, чем при ЧМн ( ) или AMн ( ). Существенно влияет на вероятность ошибки параметр . Наибольшая вероятность ошибки имеет место при рэлеевских замираниях, когда и