Использование избыточности при коррелированных мешающих воздействиях, страница 2

Общая структура системы, реализующей квазиоптимальные методы, представлена на рис. 1. В блоке амплитудно-фазовой регулировки (БАФР) производится регулировка комплексной амплитуды входных сигналов таким  образом, чтобы на его выходах помеховые составляющие сигналов были между собой равны и синфазны. Это производится измерением амплитудно-фазовых соотношений между данным разнесенным сигналом и опорным (Изм), усреднением полученного результата (Уср) и перестройкой амплитуды и фазы входного сигнала в блоке подстройки (БП).

Изменения комплексной амплитуды полезных сигналов (за счет замираний) в различных ветвях разнесения некоррелированы, а амплитудно-фазовые соотношения между помеховыми составляющими по сравнению с такими же соотношениями полезных составляющих меняются значительно медленнее (практически константы или близки к ним). В связи с этим на выходах Уср присутствуют напряжения, пропорциональные соотношению лишь помеховых составляющих (если постоянный сдвиг фаз между полезными компонентами отсутствует).

В вычитающих блоках (-) производится вычитание компенсационного сигнала из каждого входного сигнала. Поскольку до этого  амплитуда и фаза помехи в каждом из входных сигналов была выравнена по помеховой составляющей компенсационного сигнала, то после вычитания во всех сигналах помехи компенсируются.

Очищенные таким образом разнесенные сигналы далее складываются в блоке комбинирования (БК). В разных станциях БК может реализовывать различные методы сложения.

Рис. 30.1

Компенсационный сигнал, который используется  для вычитания в блоках, обозначенных (-), может также быть сформирован различными вариантами (в блоке формирования компенсационного сигнала, БФКС). Также возможны различные варианты выбора сигнала, используемого для фазирования в БАФР в качестве опорного. Рассмотрим их:

Вариант а) - для вычитания используется сигнал каждой соседней ветви разнесения (для ветви под номером N - сигнал первой ветви).

Вариант б) - компенсационный сигнал, используемый для вычитания, равен сумме всех разнесенных сигналов с весовым коэффициентом  (рис. 30.2.)

Рис. 30.2.                        Рис. 30.3.

Варианты в) и г) - компенсационный сигнал - наибольший (наименьший) из всех разнесенных сигналов (рис. 30.3, рис.30.4).

Рис. 30.4.                    Рис. 30.5.

Вариант д) - компенсационный сигнал - наибольший из набора сигналов, в который наряду со всеми разнесенными сигналами, включается и их сумма с весовым коэффициентом  (рис. 30.5).

Вариант А - для фазирования в качестве опорного используется сигнал соседней ветви.

Варианты Б и В - в качестве опорного используется наибольший (наименьший) из разнесенных сигналов.

Вариант Г - в качестве опорного сигнала используется наименьший из набора в который, кроме всех разнесенных сигналов, включена их взвешенная сумма (рис. 30.6).

Вариант Д (рис. 30.7) – конструктивное объединение вариантов В и Г.

Меньший уровень составляющей информационного сигнала связи позволяет при фазировании по помеховым компонентам точнее измерять их амплитудно-фазовые соотношения.

Рис. 30.6.                                Рис. 30.7.

Графики сравнительной помехоустойчивости (вероятности  падения отношения С/Ш ниже уровня ), для различных параметров четырехпараметрического распределения сигнала  и разнесения N=4 приведены на рис. 8.

Использование при моделировании четырехпараметрического закона распределения вероятности замираний обусловлено стремлением более полно отразить особенности различных компенсационных методов. Поскольку характеристики помехоустойчивости изменяются в широких пределах, то при различных сочетаниях параметров распределения близкие характеристики могут наблюдаться у различных методов. Тем не менее, вывод о сравнительной помехоустойчивости методов сохраняет силу для достаточно разнообразных сочетаний параметров быстрых замираний.

По осям абсцисс отложено нормированное отношение С/Ш, по осям ординат – вероятность того, что отношение С/Ш  сигнала после обработки будет меньше данного уровня. Приведены графики для алгоритмов компенсации с раздельными (2) и общим (1) компенсирующим сигналом, компенсация с автовыбором сигналов (3) и распределение С/Ш одного из  разнесенных сигналов для случая, когда он не поражен внешними помехами (4). Параметры распределений выбирались из условия нормировки средней мощности сигнала.

Графики позволяют сделать вывод, что наибольшую помехоустойчивость обеспечивает алгоритм компенсации с общим сигналом, меньшую - с раздельными компенсирующими сигналами. Оба алгоритма значительно помехоустойчивее алгоритма компенсации с автовыбором, который, тем не менее, обеспечивает все же большую помехоустойчивость, чем одиночный разнесенный сигнал при отсутствии внешних помех.

Таким образом, в реальных условиях работы систем связи часто не представляется возможности использовать отдельный компенсационный канал приема помеховых сигналов. В этом случае он может быть организован из имеющейся совокупности разнесенных сигналов. Структуры, реализующие компенсационную обработку, могут быть реализованы в виде приставок к имеющейся аппаратуре объединения разнесенных сигналов. Предложены различные варианты соответствующих структур.