Влияние особенностей каналов передачи на выбор методов обработки сигналов, страница 4

Отличие от атмосферных объемов переизлучения состоит в том, что переотражающие характеристики отражателей гораздо более постоянны во времени. Поэтому колебания амплитуды принимаемого сигнала в основном обусловлены пространственным перемещением передатчика и приемника, а скорость изменения амплитуды – скоростью перемещения. Изменения амплитуды также могут вызываться перемещением отражателей. Однако в этом случае переменное пространственное поведение эквивалентно поведению, переменному во времени.

При движении мобильного приемника (передатчика) к новому пространственному положению, которое характеризуется иным профилем трассы, будут происходить колебания амплитуды, обусловленные изменением профиля. Однако вследствие того, что один профиль декоррелирует с другим достаточно быстро, скорость таких изменений зависит только от скорости движения, но не от общей геометрии местности.

Степень влияния замираний на информационный сигнал определяется соотношением между шириной полосы спектра сигнала и свойствами канала, которые определяют корреляционные свойства замираний амплитуды немодулированной несущей при ее передаче в различных точках частотной оси. Сигнал в приемнике создается суммой большого числа сигналов, пришедших по разным путям и имеющих разные фазовые набеги. При изменении частоты несущего колебания величина всех фазовых набегов меняется, поэтому меняются и соотношения между ними. В результате коэффициент передачи канала также значительно меняется на различных частотах, вызывая селективно-частотные замирания (СЧЗ), в отличие от “гладких” замираний, когда в полосе информационного сигнала все его частотные составляющие замирают приблизительно одновременно.

СЧЗ характеризуются радиусом частотной корреляции (R_F), который определяет такой частотный разнос двух немодулированных несущих, при котором замирания их амплитуды могут считаться независимыми. Функция подобной частотной корреляции имеет вид, близкий к колоколообразному, его ширина определяется величиной R_F.

В случае мобильной связи при неподвижном расположении приемника и передатчика могут иметь место медленные изменения переотражающих свойств, проявляющиеся как “гладкие” замирания. Однако при наличии движения приемника или передатчика за счет быстрого изменения относительных фазовых сдвигов по различным путям распространения коэффициент передачи начнет на различных частотах быстро меняться, и замирания станут селективно-частотными.

Поскольку эффективным средством борьбы с замираниями является разнесенный прием, то имеют значения взаимные корреляционные свойства различных каналов разнесения, так как эффективность борьбы определяется независимостью замираний. При частотном разнесении причина декорреляции замираний разнесенных сигналов такая же, что и причина СЧЗ. Радиус частотной корреляции определит минимально необходимую величину разнесения. В атмосферных и городских каналах величина радиуса частотной корреляции зависит от многих факторов и имеет значение от сотен килогерц до единиц мегагерц .

В отношении радиуса пространственной корреляции замираний Rп минимального пространственного разнесения приемников, на котором замирания амплитуды входных сигналов этих приемников могут считаться некоррелированными, имеются различные данные. Для ионосферных и тропосферных каналов величина Rп колеблется в пределах 50 ÷ 100 длин волн в случае, когда направление пространственного разнесения, расположенного в горизонтальной плоскости, перпендикулярно трассе приемопередачи.

Радиус пространственной корреляции в вертикальной плоскости при тропосферной связи меньше, что обусловлено формой эффективного объема переизлучения. При отсутствии выраженных переотражающих слоев она сильно вытянута вдоль трассы связи, кроме того ее горизонтальный размер значительно больше вертикального.

Поскольку возможные переотражающие слои имеют также слоистую горизонтальную структуру, то при их появлении разница в величине радиуса пространственной корреляции в горизонтальном и вертикальном направлениях выражена в еще большей степени. Однако смещение антенн в вертикальной плоскости более трудоемко, поэтому вертикальное разнесение с большой кратностью не применяется. Радиус пространственной корреляции вдоль трассы связи значительно больше, чем в поперечном направлении, поэтому соответствующее разнесение вдоль трассы применения также не находит.