Общий характер городского радиоканала. Системные функции для каналов со случайно изменяющимися параметрами. Особенности городского канала радиосвязи. Современные методы повышения помехоустойчивости цифровых сигналов в городских радиоканалах, страница 14

  Известно [18 ], что для ослабления влияния медленных замираний используется селективное комбинирование при разнесении. Ослабление влияния медленных замираний путем комбинирования двух сигналов, принимаемых от двух пространственно разнесенных передающих антенн, возможно, поскольку локальное математическое ожидание уровней двух сигналов в любом заданном интервале редко принимает одинаковое значение.

  При макроскопическом разнесении имеется М- различных сигналов, локальное математическое ожидание уровня k-ого сигнала mk(t) выражено в децибелах и обозначается как ωk (t) рис. 4.4 .    

  

                    Рис.4.4. Комбинирование  медленно  замирающих  сигналов  при 

                                 макроскопическом  разненсении

При приеме могут быть разделены друг от друга либо на частоте, углу прихода, либо на времени, если используется принцип временного уплотнения.

  Величина ωk(t)= 10log mk(t) имеет логарифмически нормальный закон распределения, и вероятность того, что локальное математическое ожидание ωk  окажется меньше А(дБ):

Где µωk и σωk –математическое ожидание и стандартное отклонение медленно замирающего сигнала ωk(t), выраженное в дБ.

Если все М медленно замирающих сигналов некоррелированны, то вероятность, что медленно замирающий сигнал ω(t), полученный в результате селективного комбинирования, будет меньше некоторого уровня А, есть:

Это дает основание полагать, что математические ожидания уровней медленно замирающих сигналов равны между собой, т.е. 

На рис 4.5 изображено семейство кривых функции 4.7 для М, равных 2, 3, 4.

Для σω =8 дБ, вероятность того, что уровень сигнала будет ниже математического ожидания, равного 0 дБ для одной базовой станции, составляет 45%, та же вероятность в случае разнесения с двумя базовыми станциями составляет 22%, с тремя базовыми станциями- 10%. Приведение значения вероятностей показывает , что характеристики сигнала значительно улучшаются при увеличении числа базовых станций.

                Рис.4.5. Характеристики   селективного  комбинирования  при

                               макроскопическом  разнесении:  М – число  базовых станций

  При микроскопическом разнесении, используемом при наличии быстрых замираний, весьма важно, чтобы комбинируемые при разнесении сигналы имели равные средние мощности.  Если средние мощности отдельных сигналов неодинаковы, то это вызывает ухудшение характеристик сигнала на выходе, пропорциональное значениям разности средних мощностей [ 18 ]. Здесь рассматриваются три метода линейного комбинирования сигналов при разнесении: селективное комбинирование или автовыбор, сложение, максимизирующие отношение сигнал/шум и сложение с равными весами. Эти методы линейного сложения при разнесенном приеме используют относительно простой принцип линейного суммирования множества принимаемых сигналов. Пусть комплексная огибающая в(t) на выходе устройства обработки записывается как:



где bk(t)-комплексная огибающая для k-ой ветви разнесения, αk –весовой коэффициент для этой же ветви разнесения.

  В случае передачи аналоговых сигналов линейное сложение оказывается эффективным методом не только для ослабления замираний, но и для уменьшения искажений при приеме. При передаче дискретных сигналов их искажение не имеет существенного значения, поскольку вероятность ошибки при приеме дискретных сигналов определяется только решениями, принимаемыми в оптимальные моменты времени.

          4.3.  Селективное  комбинирование  при  разнесенном  приеме

  Селективное комбинирование при разнесенном приеме является наименее сложным среди других методов линейного комбинирования: сложения с равными весами и сложения максимизирующего отношения сигнал/шум. Алгоритм автовыбора основан на принципе выделения наилучшего сигнала среди всех других, принимаемых на приемном конце по различным ветвям разнесения.

Результирующий сигнал при автовыборе двух отдельных сигналов изображен на рис 4.6.

                     Рис.4.6.  Результат  комбинирования  двух  быстро  замирающих

                                    сигналов  методом  автовыбора