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 6

       Рис. 3.2.  Диаграммы  направленности  на разных чатотах  при  затенени

                        основного луча

     Рис. 3.3.  Диаграммы  направленности  в разных точках (Рис.3.2)

             Формирование  задержек  хорошо  проиллюстрировано на рис.3.4., где

каждый  отражатель   формирует  свой сигнал,  отличный  по форме  от передан-

ного.   

     

                         Рис.3.4.  Механизм  расширения  задержки  при наличии  рассеива-

                                        телей:  N = 4 (а)  и  N >>4 (б).

     Как  видно из  Рис.3.4 (а) по мере  увеличения  числа  рассеятелей  в  непосред-

 ственной  близости  от  автомобиля  принимаемые  дискретные  импульсы  сли-

 ваются,  и  образуется  непрерывный  импульс  с  длительностью Δ ,  который     

  называется  расщирением  задержки  (Рис.3.4, б).  Расширение  задержки  опре-

  деляет  время  ожидания,  соответствующее  времени,  через  которое  может

  быть  передан  следующий  импульс  с  базовой  станции.  Это  требует   сниже-

  ния  скорости  передачи  информации  до  значения,  много  меньшего  1/Δ, для

  предотвращения  межсимвольной  интерференции  в  среде  с  Релеевскими

  замираниями.

      Диаграммы  направленности  при различных  условиях  приведены на рис.3.5.

      Измерения  были  проведены  на  частоте  11,2  ГГц  путем  сканирования  узко-

направленной  антенной  (ширина  луча  )  в  различных  местах  города.  На  рисунке  представлены  три  примера,  которые  позволяют  определить  мощность  принимаемого  сигнала  в  зависимости  от  угла  прихода  радиоволны.  В  одном  случае  ( на  Медисон – Авеню)  направление, в  котором  мощность  сигнала  была  наибольшей,  было  почти  противоположно  направлению  основного  луча  антенны  центральной  станции.

                           Рис.3.5.  Примеры  направлений  прихода  радиоволн  для  сильно

                                          застроенных  районов  Нью- Йорка

      Примеры  расширения  задержек показаны  на рис.3.6,  где  для определения  задержки  огибающей  в условиях  города  и пригорода [ 13 ]  применяли  широкополосный  псевдошумовой  сигнал на частоте  750  МГц.   Записи  реальных задержек  сделаны в  различных  районах  Манхаттана  и  в Нью-Йорке.  Каждая  запись показывает  зависимость  относительной  плотности  мощности  от  задержки.  Первый  пик  соответствует  сигналу,  распространяющему  по кратчайшему  пути,  и его  значение  не  обязательно  максимально.  Экспоненциальный  характер  спадания  огибающей  является  типичным  трендом,  однако   при  отдельных  значениях  задержки  могут  возникать  заметные  выбросы,  как  правило  в  результате  отражений  от высоких  зданий.

                      Рис.3.6. Задержка  огибающей  сигнала  для  измерений , проведенных             

                                     в  Нью-Йорке.

     Как показали исследования, сравнение экспериментальных результатов с теоретическими расчётами доказывает, что существующие методы расчёта непригодны для прогнозирования характера  многолучевости.  

         Исследование на простых моделях, учитывающих только однократно переотражённые  лучи в направлении зеркального отражения радиоволн показало, что  увеличение расстояния между корреспондентами приводит к росту времени задержки лучей, а увеличение высот антенны вызывает уменьшение числа лучей. Распределение вероятностей углов прихода лучей в соответствии с большим материалом исследований можно считать равномерным.

Рассмотрим экспериментальные зависимости мощности сигнала от времени задержки и вероятностные характеристики задержанных сигналов.

          На рис. 3.7 и 3.8 приведены результаты экспериментального исследования многолучивости  [14]. Измерение характеристик многолучевости проводилось методом импульсного зондирования канала при длительности импульса  =100 нс для трёх типов районов. Кривая 1 относится к районам с 20-30 этажными зданиями, 2 –с 10-20 этажными зданиями, 3 –с 1-2 этажными зданиями. Как видно из графиков, задержка сигналов в 1 мкс соответствует убывание мощности сигнала на 20-40 дБ, при этом среднеквадратическое отклонение измеряемой величины составляет 18-20 дБ. Эксперимент был проведен в Нью-Йорке в частотном диапазоне  836-1028 МГц.