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 2

Итак, мы рассмотрели  вероятностные модели радиоканала [3], которые не в полной мере описывают характер поля в городе. Но эти  модели более пригодны для расчета помехоустойчивости цифровых подвижных систем связи.

Порядок обоснования модели канала складывается из следующей последовательности анализа

- задание высот подвеса передающей и приемной антенн.

- квалификация застройки зоны обслуживания систем связи

- рассмотрение структурной многолучевости, которая включает в себя количество лучей N и характер импульсной реакции канала

- выбора набора моделей,  так как уровень сигнала притерпивает очень сильные изменения даже внутри небольших зон обслуживания.

Для задач анализа помехоустойчивых цифровых систем только с гладкими замираниями рассмотренные модели очень приблизительны. Поэтому если анализ поля на этом заканчивается и модели не будут использованы в дальнейшем, то есть возможность усложнить модель и сделать ее более адекватной, учесть более тонкую структуру поля.

В [4 ] приведено вероятностное описание амплитуд сигналов в системах подвижной связи. Характерной особенностью такого канала передачи при движении подвижного объекта (ПО) являются флуктуации амплитуды сигнала, содержащие три составляющие: быструю, определяемую интерференцией копий сигнала, пришедших в точку приема по многим путям; медленную, вызванную затемнение трассы распространения рельефом растительностно и местными предметами; очень медленную, соответствующую изменениям дальности связи и рефракционных свойств атмосферы. В этом случае статистические принятые модели флуктуаций амплитуды сигнала, например, законы Рэлея, Райса во многих случаях неадекватны.

В работе [5] на основе экспериментальных данных предлагается следующая плотность распределения вероятностей:

  (1.13)

где 

Аm – медленное значение локального среднего уровня амплитуды в пределах глобальной зоны перемещения ПО

σ – среднеквадратическое отклонение нормального закона флуктуаций локального среднего значения уровня сигнала в пределах глобальной зоны, определяемое на основе типа подстилающей поверхности

α2 – отношение локальных средних мощностей регулярной и случайных компонентов сигнала

I0(x) и I1(x) – моделированные функции Бесселя первого рода 0- и 1-го порядка соответственно.

Данная модель универсальна, она соответствует условиям функционирования систем мобильной связи в городских условиях, пригороде и на открытой местности.

Для статистического представления амплитуды сигналов систем мобильной спутниковой связи также используются сложные законы распределения вида:

                                                                                                                          (1.14)

где b– средняя мощность переотраженного многолучевого сигнала (рассеянной составляющей)

m – среднее значение уровня огибающей сигнала

d– дисперсия огибающей при наличии затенения.

Такая модель удовлетворительно описывает огибающую сигнала, являющегося результатом взаимодействия прямого луча и многолучевой рассеянной компоненты.

Упрощение (13) и (14) с достаточно высокой точностью приводит к выражению следующего вида:

                             (1.15)

где α > 0, с ≠ 0 – параметры формы;

β > 0 – параметр масштаба;

Г(z) – Гамма-функция

Достоинством [6] является возможность получения путем вариации параметров α, с, β известных законов распределения амплитуд радиосигналов Так, при α = с = 1, β =  (1.15) преобразуется в закон Рэлея, при α = 0,5n, с = 0,5 и β = 0,05 в хи-квадрат распределения, при α = m,  и с = 1 – в закон Накагами, при с = 0,5 в Гамма-распределение, при α = 1, с = 0,5ν – в закон Вейбулла.

Плотность распределения вероятностей (1.15) позволяет также с высокой степенью точности аппроксимировать k-распределение, распределение Беккмана и Накагами-Райса . Предельным случаем распределения (1.15) при с → 0 является логарифмический нормальный закон, который также является предельным для (1.13), (1.14).