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 12

Третий класс –системы с многими входами и многими выходами (MIMO  many input many output) [24]. Данные системы используют метод пространственного разнесения с использованием нескольких антенн как на передаче, так и на приеме, сигналы при этом излучаются на одной и той же несущей частоте. Особенность систем с MIMO- необходимость разделения и сложения сигналов, пришедших от n-передающих антенн на вход одной антенны. Максимальное возможное число разнесения в системе с пространственным разнесением D= n•m (m-число приемных антенн). Для реализации выигрыша от разнесения сигналов, как правило, предлагают применять пространственно-временные коды и соответствующий алгоритм комбинирования кодированных сигналов на приемной стороне, в котором используются данные о состоянии канала.

  Как показано выше, сигнал, принимаемый на подвижном объекте (ПО), представляет собой сумму волн, приходящих с различных направлений:

   

где   , а λ-длина волны

Так как сигнал (4.1) принимается в различные моменты времени, когда ПО движется со скоростью V. Поскольку пройденный путь равен X=Vt, ьл мгновенное положение Х₁ соответствует моменту времени t₁, а X₂ моменту времени t_2. Можно также показать , что мгновенное значение напряженности поля принимаемого сигнала в точках X₁ и X₂ различны.

  Если в приемнике имеется несколько антенн(разнесенных в пространстве на расстоянии, достаточное для того, чтобы принимаемые сигналы  замирали независимо), то они могут быть использованы для осуществления разнесенного приема. При этом должно быть определено значение необходимого пространственного разнесения антенн, гарантирующего попарную некоррелированность сигналов.

  В  [18 ] был рассмотрен вопрос о корреляции принимаемых в точке расположении ПО сигналов. Коэффициенты корреляции p_r(d) как функция пространственного разнесения d может быть получена из p_r(d) как функция временного сдвига при постоянной скорости движения V, согласно [ 18]

При равномерном распределении углов, прихода волн, первый нуль функции      имеет место при d=0.4λ, как показано на рис. 4.2.    

                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                           

После первого нулевого значения нормированная коррелированная функция начинает снова возрастать; однако измерения показывают, что для сельской местности первому нулю p_r(d) соответствует расстояние d=0.8λ [ 18]. Это, возможно, объясняется тем, что распределение углов прихода волн отличается от равномерного.

  Разнос на 0,5λ обычно достаточен для получения на ПО двух слабо коррелированных сигналов. Если нормированная коррелируемая функция оказывается меньше 0,2, то считают, что сигналы коррелированны.

  Вопрос о корреляции двух сигналов, принимаемых на базовой был рассмотрен в  [19 ]. Разнос антенн на базовой и подвижной станциях может быть увеличен при уменьшении ширины угла прихода сигналов. При увеличении высоты антенны базовой станции, корреляция уменьшается, если при этом расстояние между антеннами не изменяется.

  Обобщение экспериментальных данных показывает, что необходимый разнос d между антеннами, базовыми станциями определяется по графику Рис. 4.3

где     , h-высота подвеса передающей антенны базовой станции, d-разнос антенн, α- угол прихода луча относительно направления движения подвижного объекта. Зависимость корреляции от η получена для частоты f=850МГц, поэтому при изменении частоты, следует воспользоваться следующим выражением:

f≥100 МГц.

  Пространственное разнесение не рекомендуется использовать на более низких частотах, поскольку фактический разнос двух антенн становится слишком большим и, следовательно, труднореализуемым. Например, при заданных h=30м, η=10 (которые соответствуют p=0.7 и α=0⁰) и f=100 МГц разнос d=26 метров.