Помехоустойчивость различных видов модуляции при воздействии замираний
Мощность сигнала на выходе многолучевого канала. Числовые характеристики. Модель Кларка гладких замираний. Имитационное моделирование многолучевого канала с рассеянием по частоте и по времени. Медленные дружные замирания и разнесенный прием, кодирование.
| Рубрика | Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника |
| Вид | диссертация |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 24.05.2018 |
| Размер файла | 6,6 M |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Государственный комитет связи, информатизации и телекоммуникационных технологий республики Узбекистан
Ташкентский университет информационных технологий
На правах рукописи
УДК 621.391
Маликова Алломахон Абдумажитовна
Помехоустойчивость различных видов модуляции при воздействии замираний
5А311103 - Устройства радиотехники и средств связи
Диссертация на соискание академической степени магистра
Научный руководитель:
А.А. Абдуазизов
Ташкент 2013
АННОТАЦИЯ МАГИСТРСКОЙ ДИССЕРТАЦИИ
В магистрской диссертации посвященной проблеме помехоустойчивости различных видов модуляции при воздействии замираний рассмотрены: вероятностные модели многолучевых радиоканалов, числовые характеристики, рассеивание во времени и по частоте, время когерентности; вероятностные модели сигналов на выходе многолучевых каналов; методы обеспечения эффективной работы системы радиосвязи по многолучевым каналам; выбор метода приема, способы кодирования и формирования сигналов при передаче информации по радиоканалам с замираниям.
SUMMARY OF MASTER DISSERTATION
In dissertation of master to the devoted problem of a noise stability of various kinds of modulation at influence zamiraniy are considered: likelihood models of multibeam radio channels, numerical characteristics, dispersion in time and on frequency, time coherent; likelihood models of signals on an exit of multibeam channels; methods of maintenance of effective work of system of a radio communication on multibeam channels; a choice of a method of reception, ways of coding and formation of signals at an information transfer on radio channels with zamiraniy.
ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. ВЕРОЯТНОСТНЫЕ МОДЕЛИ МНОГОЛУЧЕВЫХ РАДИОКАНАЛОВ
1.1 Многолучевой радиоканал
1.2 Мощность сигнала на выходе многолучевого канала
1.3 Числовые характеристики многолучевых каналов
1.3.1 Рассеяние во времени
1.3.2 Полоса когерентности по частоте
1.3.3 Рассеяние по частоте
1.3.4 Время когерентности
ГЛАВА 2. ВЕРОЯТНОСТНЫЕ МОДЕЛИ СИГНАЛОВ НА ВЫХОДЕ МНОГОЛУЧЕВЫХ КАНАЛОВ
2.1 Модель Кларка гладких замираний
2.2 Доплеровский спектр в модели Кларка
2.3 Имитационное моделирование многолучевого канала с рассеянием по частоте и по времени
ГЛАВА 3. МЕТОДЫ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОЙ РАБОТЫ СИСТЕМ РАДИОСВЯЗИ ПО МНОГОЛУЧЕВЫМ КАНАЛАМ
3.1 Классификация искажений сигналов, вызванных многолучевостью, и методов борьбы с ними
3.1.1 Классификация искажений
3.1.2 Классификация методов приема сигналов в многолучевых каналах
3.2 Медленные дружные замирания и разнесенный прием
3.2.1 Предпосылки и исходные соотношения
3.2.2 Помехоустойчивость при отсутствии разнесения
3.2.3 Кодирование с разнесением во времени
3.2.4 Другие варианты разнесенного приема
3.3 Когерентный прием цепочек элементарных сигналов в многолучевом канале
3.3.1 Модель сигнала основной полосы
3.3.2 Оценка максимального правдоподобия последовательности информационных символов
3.4 Ортогональное частотное разделение с мультиплексированием
3.4.1 Концепция ортогонального частотного разделения
3.4.2 Формирование OFDM-радиосигнала
3.4.3 Защитный временной интервал и циклическое продолжение
3.4.4 Уменьшение внеполосных излучений
3.4.5 Когерентная демодуляция OFDM-сигнала
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ВВЕДЕНИЕ
Обоснование темы диссертации и актуальность. В своем докладе посвященному итогам хозяйственной деятельности республики за 2012 год и задачам на 2013 год и далее Президент И.А. Каримов особо остановился в деятельности Узбекского государственного комитета по связи, информатизации и телекоммуникационных технологий и отметил успехи этой сферы по оказанию различных услуг населению, предприятиям и организациям, которая по сравнению с 2012 годом увеличилась на 24,5%, прямые инвестиции самых предприятий и иностранных участников по сравнению с планом выполнена на 110%, в разы увеличилась скорость обмена данными через сети Интернет, построены сотни километров волоконно-оптических линий связи между столицами вилоятов и между столицей вилоятов и районными центрами; внедрение широкополосных беспроводных сетей связи составил по количеству установленных на 55,5% и по количеству выделенных в эксплуатацию портов прирост составил 37,2%.
Перед государственным комитетом по связи, информатизации и телекоммуникационных технологий поставлена ряд задач, в том числе увеличение охвата населения отдаленных и труднодоступных территорий услугами оказываемыми филиалом Узмобайл АК Узбектелеком с 71,2% до 84%, путем установления дополнительно 201 базовых станций стандарта CDMA-450 и внедрение новых услуг связи другими операторами сотовых компаний направленных на переход от 3G к 4G. Для этих целей планирована выделение 175,7 млн. долларов США. Кроме этого предусмотрена в ближайшие годы перевод около 20 тысячи абонентов сельских АТС на обслуживание со стороны филиала Узмобайл сотовой связи стандарта CDMA-450.
Известно, что в мобильных - подвижных системах связи наблюдается многолучевой прием сигналов со стороны базовой станции и абонентских терминалов, в результате которой в некоторых случаях значительно снижается помехоустойчивость системы связи и ухудшается качество принятого сигнала (сообщения).
Магистрская диссертация посвящена актуальному вопросу, анализу и исследованию помехоустойчивости различных видов модуляции при воздействии замираний, при этом особое внимание обращена основным числовым характеристикам многолучевых каналов с замираниями; вероятностной модели многолучевых каналов и параметрам сигналов на их выходе; проведены модели многолучевых каналов для испытания некоторых радиосистем, в том числе сотовых систем связи; исследование помехоустойчивости различных цифровых методов модуляции при замираниях.
Объект и предмет исследований. Объектом исследования являются помехоустойчивость различных видов сигналов с цифровой модуляцией при замираниях, которые существуют во всех многолучевых каналах связи. Предметом исследования являются разработка научно обоснованных рекомендаций по увеличению помехоустойчивости в каналах с замираниями.
Цель и задачи исследований. Целью диссертационной работы является проведение комплексных исследований по определению наиболее помехоустойчивых методов модуляции и обработки сигналов в многолучевых каналах с замираниями.
Для достижения данной цели необходимо было решать следующие задачи:
- определение основных параметров сигналов в многолучевых каналах связи и разработка вероятностной модели таких каналов;
- выбор вероятностных моделей сигналов на выходе канала с замираниями;
- рассмотреть методы обеспечения эффективной работы систем радиосвязи по многолучевым каналам.
Гипотеза исследований. При проведении исследований в данной магистркой диссертации предполагается, что результаты исследований могут быть использованы для выбора вида модуляции, способа кодирования и метода приема в многолучевых каналах радиосвязи, каковыми являются реальные мобильные системы связи, в том числе широкополосные сети радиодоступа.
Краткий литературный обзор по теме диссертации. В настоящее время в научных статьях и специальных монографиях, даже в учебниках особое внимание уделяются системам подвижной радиосвязи и различным методам формирования сигналов для передачи информации и их оптимальному приему, особенно сигналам используемым многолучевым каналам связи с замираниями, каковыми являются условия распространения радиоволн и их приема на территории крупных городов, с застройкой с различной высотой и неравномерным рельефом местности. Этими вопросами занимаются крупные специалисты всего мира по разработке техники и технологии радиосвязи. Результаты исследований опубликованы в виде научных статьей, оформлены в виде стандартов, изданы в виде монографий и учебников, можно найти в сайтах Интернет.
Методы исследований. В работе использованы методы анализа, синтеза, индукции и дедукции полученных результаты по передаче и приему сигналов по каналам с замираниями, т.е. по многолучевым каналам радиосвязи.
Теоретическая и практическая значимость полученных результатов заключается в том, что полученные результаты могут быть использованы при проектировании узкополосных и широкополосных сетей подвижной радиосвязи, телерадиовещания.
Научная новизна исследований. На основе проведенных исследований получены следующие научные результаты:
- выполнена обзор работ по передаче и приему сигналов через канал радиосвязи с замираниями;
Разработаны ряд рекомендации, которых необходимо участь при проектировании и построении сетей подвижной связи для передачи данных, речи, сигналов телерадиовещания.
Структура диссертации. Диссертация состоит из введения, трех глав, заключения и списка литературы. Основной текст диссертации занимает 117 страниц. Работа содержит 27 рисунка, включая графики, 3 таблицы, а также список литературы из 48 наименований.
ГЛАВА 1. ВЕРОЯТНОСТНЫЕ МОДЕЛИ МНОГОЛУЧЕВЫХ РАДИОКАНАЛОВ
1.1 Многолучевой радиоканал
Распространение радиоволн накладывает фундаментальные ограничения на качество передачи информации по радиоканалам. Путь распространения радиоволны от передатчика к приемнику может иметь самые разнообразные геометрические представления. В простейшем случае прямой видимости в свободном пространстве это прямая линия. При наличии одного отражателя, не прерывающего линию прямой видимости, приемник принимает электромагнитные волны, распространяющиеся по двум путям -- по линии прямой видимости (прямой луч) и ломаной линии «передатчик-отражатель-приемник» (отраженный луч с углом прихода на приемную антенну ). В реальных условиях в точку приема может приходить много лучей, прошедших от передатчика к приемнику по очень сложным путям, имеющим разную длину. В условиях интенсивной городской застройки число возможных путей прихода радиоволн к приемнику может оказаться неограниченно большим, когда значения углов их прихода заполняют непрерывный интервал [0, 2р]. Таким образом, отражение радиоволн от различных препятствий на пути их распространения является первым существенным эффектом, который приходится учитывать при построении вероятностных моделей различных радиоканалов.
Во многих современных радиосистемах передачи информации типичным условием функционирования считается отсутствие прямой видимости между антеннами передатчика и приемника. Более того, большая часть энергии принимаемого суммарного электромагнитного поля обусловлена эффектом дифракции -- рассеянием распространяющейся радиоволны на препятствиях в виде зданий, неровностей рельефа местности и других объектов. Таковыми являются, например, условия организации связи с подвижными объектами, когда передатчик и приемник системы передачи располагаются в интенсивной городской застройке. Передатчик и приемник могут находиться внутри зданий, в лесных массивах и т.д., когда приходится учитывать эффекты проникновения электромагнитных волн в препятствия, их рассеяние на различных предметах, находящихся в зоне их распространения.
Цель данного раздела -- привести описание сигнала как функции времени в точке приема при наличии многих путей распространения радиоволн от передатчика к приемнику. Полагаем, что форма сигнала s(t), излучаемого передатчиком, известна, а радиоканал вдоль каждого пути распространения радиоволны не вносит искажений формы сигнала, т.е. является широкополосным и имеет постоянные параметры. В этом случае сигнал в приемнике, созданный радиоволной, пришедшей к антенне приемника по пути длиной r, можно записать следующим образом:
snp(t) = ks(t-??), (1.1)
где ф = r/c -- время распространения радиоволны со скоростью с от антенны передатчика до антенны приемника; к - коэффициент, учитывающий изменение мощности сигнала при распространении волны вдоль рассматриваемого пути. Средняя мощность принимаемого сигнала на любом интервале времени длительностью T определится обычным образом:
(1.2)
если принять равной единице среднюю мощность сигнала, излучаемого передатчиком.
Если сигнал в приемнике создается n радиоволнами, каждая из которых прошла по своему пути распространения длиной ri, i=1,2,3, …, n, то вместо (1.1) можно записать
Очевидно, что вместо (1.3) можно записать более общее выражение
(1.4)
если принять, что канал является линейным устройством с импульсной характеристикой
где д(ф) -- дельта-функция Дирака. Понятие импульсной характеристики канала передачи широко используется в настоящее время при описании любых каналов связи.
Однако для радиоканала здесь требуется одно существенное уточнение, которое можно пояснить с помощью рис. 1.1.
Рис. 1.1 - Формирование одного луча в многолучевом канале
Здесь антенны передатчика П и приемника Пр изображены в плане и помещены в фокусы эллипса с большой 2а и малой 2b осями. На рисунке изображен путь прямой волны длиной г0 и пути двух отраженных от препятствий волн с длиной =и . Если точки отражения волн находятся на эллипсе, то , так что время распространения радиоволн от антенны передатчика до антенны приемника оказывается одинаковым, т.е.
В результате сигнал в приемнике в соответствии с (1.3) можно записать в виде
где коэффициенты k1 при i=0, 1, 2 в общем случае имеют разные значения, поскольку коэффициенты отражения радиоволн на разных путях могут быть существенно разными. Второе слагаемое в (1.6) приемником с ненаправленной антенной воспринимается как одна радиоволна. Поэтому вместо (1.6) приходится записать следующее выражение:
где b1=k1+k2 -- коэффициент, определяющий мощность суммарной радиоволны. В соответствии с (1.6) или (1.7) принято говорить, что приемник принимает два луча, временная задержка между которыми равна ф= . Абсолютное значение времени задержки первого луча т0 в теории передачи информации не играет существенной роли, в то время как относительная задержка между лучами является важным параметром, существенным образом влияющим на качество передачи.
Поскольку в данном разделе рассматриваются радиосигналы, то вместо вещественных функций в (1.6) или в (1.7) удобнее использовать их комплексные огибающие, что позволит рассматривать более реальные условия распространения радиоволн с учетом дифракции на препятствиях, отражений с комплексным коэффициентом отражения, проникновениями через препятствия и т.д.
В общем случае при любом способе модуляции радиосигнал, излучаемый передатчиком, на любом интервале времени можно записать в виде следующей функции с вещественными значениями:
s(t) = ka(t)cos[2р+ц(t)+ш] = Re{k?a(t)exp{j[2р+ц(t)+ш]}} =
= Re{k exp{j?a(t)exp{jц(t)?exp{j2рt}} = Re{k?a(t)exp{j j2рt }}=
=Re{b(t)exp{ j2рt }}.
где
a(t)=a(t)exp{jц(t)}. (1.8) (8.8)
называют комплексной огибающей вещественного сигнала s(t). Если теперь рассмотреть данный сигнал на выходе широкополосного канала с постоянными параметрами, т.е. на входе приемника, то в достаточно реальных условиях распространения радиоволн для него справедливо представление:
s(t)=k•a(t)cos[2р+ц(t)+ш]=
Re{k•a(t)exp{j[2р+ц(t)+ш]}}=
=Re{kexp{jш}•a(t)exp{jц(t)}•exp{j2рf0t}}
=Re{k•a(t)exp{ j2р }}=Re{b(t)j2р}}. (1.9)
Здесь функция
b(t)=k•a(t) (1.10)
является комплексной огибающей сигнала на выходе канала, а
=k exp(jш) (1.11)
именуют комплексным коэффициентом передачи радиоканала.
Основным здесь принимается равенство (1.10), которое легко позволяет найти комплексную огибающую сигнала на выходе канала, если известен коэффициент передачи этого канала.
Теперь можно вернуться к равенству (1.6), в котором коэффициенты i = 0,1,2, допустимо считать комплексными величинами, т.е. полагают, что при распространении радиоволны вдоль каждого пути происходит изменение не только уровня сигнала, но и его фазы; форма сигнала остается неизменной; эти изменения на разных путях распространения различны. В этом случае вместо (1.6) можно записать
Здесь
комплексная огибающая сигнала на выходе канала передачи, который представляет собой сумму двух лучей с относительной задержкой между ними ф=. Мощность сигнала первого луча пропорциональна величине , . Обратим внимание на то, что второй луч является суммой двух радиоволн, распространявшихся разными путями, коэффициенты передачи каналов вдоль которых различны. Величины и можно назвать комплексными амплитудами первого и второго луча сигнала в приемнике. На комплексной плоскости комплексные амплитуды можно представлять векторами, длины и углы которых определяются как модули и аргументы соответствующих величин.
Представление (1.12) для сигнала в приемнике -- все же частное. В более общем случае этот сигнал -- сумма большего числа лучей, каждый из которых в свою очередь является суммой многих радиоволн, имеющих одинаковое время распространения от передатчика к приемнику, хотя и прошедших разными путями. Комплексная огибающая принимаемого сигнала может быть представлена следующим выражением
в котором параметр п определяет число лучей. Комплексные коэффициенты каждого луча могут представлять собой сумму конечного или даже бесконечного числа комплексных величин, каждая из которых может интерпретироваться как комплексный коэффициент передачи канала вдоль соответствующего пути распространения радиоволны.
Представление комплексной огибающей сигнала на выходе радиоканала в виде (1.13) может послужить основой для описания такого канала с помощью комплексной импульсной характеристики
Канал с такой импульсной характеристикой обычно называют многолучевым. Если значения параметров и число лучей п такого канала не изменяются во времени, то такой канал называют многолучевым с постоянными параметрами.
Модуль импульсной характеристики (1.14) радиоканала полезно представить графически; пример соответствующего графика приведен на рис. 8.2, на котором, по оси ординат откладываются значения коэффициентов , i=0,1,2,3,…, n-1, определяющих мощности соответствующих лучей, а по оси абсцисс -- время распространения радиоволн i-го луча от передатчика до приемника.
Такое графическое представление импульсной характеристики иллюстрирует рассеяние мощности принимаемого сигнала по времени в многолучевом канале. Эффект рассеяния обусловливает существенные ограничения на достижимое качество передачи информации по многолучевому каналу и приводит к необходимости заметного усложнения алгоритмов демодуляции принимаемого сигнала в приемнике. Опыт построения систем передачи информации по многолучевым каналам позволил установить наличие зависимости многих важных показателей качества систем передачи от некоторых обобщенных параметров импульсной характеристики каналов. Одним из наиболее важных таких параметров является расширение задержки Дт, который можно определить как интервал времени между первым и последним лучом импульсной характеристики канала, т.е. ?ф= Однако в действительности такое определение оказывается мало полезным по следующим причинам.
Так как с ростом времени задержки луча увеличивается длина пути, по которому распространяется соответствующая радиоволна, то мощность сигналов лучей в среднем падает с увеличением номера луча (штриховая линия на рис. 1.2); однако эта зависимость статистическая, поскольку потери распространения вдоль конкретного пути существенно зависят от наличия препятствий на данном пути. Не редки случаи, когда мощность первого принимаемого луча, прошедшего по кратчайшему пути, не является максимальной (имеет место при отсутствии прямой видимости между антеннами передатчика и приемника и наличии сильных отраженных лучей). Импульсная характеристика канала передачи существенно зависит от взаимного положения передатчика и приемника на местности и может существенно изменяться при их перемещении. Не всегда можно достаточно легко указать число принимаемых лучей и выделить луч с максимальной задержкой, поскольку число лучей может быть очень большим, а мощность многих из них может оказаться сравнимой или даже меньше мощности собственного шума приемника (пунктирная линия на рис. 1.2).
Рис. 1.2 - Лучи многолучевого радиоканала
Рис. 8.2 - Лучи многолучевого радиоканала
Кроме того, на рис. 1.2 приведен пример так называемой дискретной многолучевости, когда соседние лучи имеют конечную разность хода . В реальных радиоканалах нередки случаи, когда импульсная характеристика канала не является дискретной. На рис. 8.3 приведен график такой импульсной характеристики, который присущ интенсивной городской застройке. При изменении взаимного положения передатчика и приемника импульсная характеристика канала существенно изменяется, так что ее приходится рассматривать как случайный процесс. Следовательно, ее свойства можно характеризовать только статистическими числовыми параметрами.
При разработке современных систем передачи информации по многолучевым каналам ограничиваются дискретными моделями многолучевости. При любом числе обрабатываемых в приемнике лучей выбирают дискретные лучи с наибольшей мощностью принимаемого сигнала (рис. 1.3). Испытания таких систем также проводят при использовании дискретных моделей радиоканалов. Например, системы стандарта GSM-900 должны испытываться при дискретных моделях многолучевости радиоканалов.
Представление широкополосного многолучевого канала с помощью импульсного отклика эквивалентно моделированию канала соответствующим линейным фильтром. Импульсный отклик содержит полное описание фильтра, достаточное для решения любых задач, в которых такой фильтр фигурирует. В частности, могут быть решены задачи анализа качества системы передачи по такому каналу при фиксированной структуре приемника или синтеза оптимальных алгоритмов выделения полезной информации из процессов, наблюдаемых на выходе таких каналов.
Представление (1.14) для импульсной характеристики радиоканала справедливо только для узкого класса реальных радиоканалов, которые называются каналами с постоянными параметрами, или инвариантными во времени каналами. В действительности большая часть реальных радиоканалов не являются таковыми, поскольку их импульсная характеристика изменяется во времени. В частности, простейшее обобщение представления (1.14) состоит в том, что параметры , i= 0, 1, 2,…,п - 1 импульсной характеристики изменяются во времени, т.е. импульсная характеристика
оказывается функцией двух аргументов: для каждого фиксированного момента времени значения указанных параметров имеют некоторые фиксированные мгновенные значения (t'), фi (t'), так что можно построить график импульсной характеристики по переменной ф,
Параметры импульсной характеристики реального радиоканала изменяется во времени по многим причинам. Примером наиболее очевидной и наиболее часто имеющей место причиной является изменение взаимного положения на местности передатчика и приемника в системах связи с подвижными объектами, поскольку существенно изменяются пути распространения радиоволн. Как правило, эти изменения значительно медленнее, по сравнению с изменениями значений комплексной огибающей полезного сигнала, обусловленными модуляцией. Поэтому на интервале времени, длительность которого равна суммарной длительности десятков или даже сотен канальных символов, значения параметров импульсной характеристики можно приближенно считать постоянными. Следует отметить, что в реальных условиях некоторые лучи могут исчезать, могут появляться новые лучи; это означает, что коэффициенты могут принимать нулевые значения (число лучей п уменьшается) либо значение параметра n может увеличиваться. Подобные изменения импульсной характеристики радиоканала с переменными параметрами представлены на рис. 1.4.
Рис. 1.4 - Пример модели импульсной характеристики многолучевого радиоканала с переменными параметрами
Здесь в качестве начала отсчета значений переменной т принято значение ф0 времени распространения прямого луча; штриховыми линиями изображены возможные мгновенные значения параметров в момент времени третий луч исчез. В общем случае изменения параметров импульсной характеристики приходится рассматривать как случайные, так что функции ,i = 1, 2,... необходимо рассматривать как случайные процессы.
Иногда удобно к каналу относить не только среду распространения между антеннами передатчика и приемника, но и их полосовые фильтры: формирующий фильтр основной полосы передатчика и согласованный фильтр приемника. Канал оказывается узкополосным. В общем случае импульсная характеристика такого канала с постоянными параметрами имеет следующее представление:
(1.17)
где h0(ф) -- огибающая импульсной характеристики. Для описания такой импульсной характеристики удобно ввести комплексную огибающую по аналогии с комплексной огибающей узкополосного сигнала:
(1.18)
Если канал не является инвариантным по времени, то вместо (1.18) используют более сложную функцию
(t,ф)= h(t,ф)exp{jш(t,ф)}, (1.19)
в которой и огибающая, и угловая модуляция отклика зависят от времени. Соответствующая дискретная модель может быть представлена выражением
где и -- вещественные функции, определяющие огибающую и время задержки i-го луча в момент времени t; фазовый множитель ш()= характеризует смещение фазы, обусловленное дополнительной задержкой i-го луча при распространении и изменением фазы в канале.
1.2 Мощность сигнала на выходе многолучевого канала
Приведем соотношения, определяющие мощность сигнала, принимаемого приемником на выходе многолучевого канала, для которого используем дискретную модель (1.20), для случая, когда передатчик излучает немодулированное несущее колебание с комплексной огибающей . Средняя по времени мощность такого сигнала равна единице. Комплексная огибающая сигнала на выходе канала (1.20)
Мгновенная мощность такого сигнала
Амплитуды лучевых компонент принимаемого сигнала как функции времени t при изменении взаимного положения передатчика и приемника обычно изменяются сравнительно медленно, в то время как фазы этих компонент изменяются существенно даже при небольших изменениях t (или при небольших перемещениях передатчика или приемника), поскольку зависят от значения частоты несущего колебания (содержат слагаемые . Так как комплексные слагаемые в (1.22) складываются как вектора с учетом их фаз, то значение суммы может измениться существенно даже при незначительных изменениях расстояния между передатчиком и приемником (порядка длины волны). Таким образом, при непрерывном излучении передатчиком немодулированного несущего колебания значение огибающей сигнала на выходе канала может быстро и в широком диапазоне изменяться во времени при перемещении передатчика или приемника, приводя к глубоким замираниям. Этот эффект иллюстрирует рис. 1.5: мгновенная мощность принимаемого многолучевого сигнала может существенно изменяться при незначительном взаимном перемещении передатчика и приемника.
В представлении (1.22) векторы амплитуд h=[ и вектор фаз ш =[лучевых компонент приходится рассматривать как случайные векторы. Поэтому среднее значение мгновенной мощности для любого фиксированного момента времени можно вычислить как математическое ожидание функции P(t;h,ш) по совместному распределению случайных векторов h и ш:
L ~ 900 МГц, X = 33 см
X, см
Рис. 1.5 - Изменение мгновенной мощности принимаемого многолучевого сигнала при перемещении приемника
В (1.23) принято, что эти векторы взаимно независимы, что выполняется в реальных условиях. Кроме того, фазы и разных лучевых компонент можно считать независимыми равномерно распределенными случайными величинами, поскольку разные лучи формируются большим числом радиоволн, пришедших к приемнику по разным путям, длина которых может превышать несколько десятков или даже сотен длин волн. Поэтому в (1.23) все слагаемые M[exp{j( = 0 при i?j так что среднее значение мощности многолучевого сигнала равно сумме средних мощностей M[] сигналов всех принимаемых лучей,i=0,1,2,…,n-1.
Отметим также, что при вычислениях в (1.23) принято, что распределение вектора h не зависит от времени, вследствие чего среднее значение мгновенной мощности принимаемого многолучевого канала не зависит от времени.
Рассмотрим теперь случай, когда многолучевой канал зондируется широкополосным радиосигналом
s(t) = Re{2a(t)exp{j2рt}},, 0?t?, (1.24)
п-\1=0 (8.23)
длительность которого Тс намного меньше любого временного интервала ?ф=, i=0,1,2,...,n-1 между лучами, а огибающая = 1 на этом интервале. Средняя мощность такого сигнала на интервале 0?t?Tc равна 1. Комплексная огибающая сигнала на выходе канала с импульсной характеристикой (8.20) определяется формулой (8.21) и в данном примере будет иметь вид
(1.25)
Теперь слагаемые в формуле (1.25) отличны от нуля на непересекающихся интервалах времени. Исследуем произвольный момент времени t0 и найдем среднюю мощность этого сигнала на локальном интервале времени, содержащем t0, длительность которого равна расширению задержки ?ф рассматриваемого канала и который содержит все лучевые компоненты. На данном интервале амплитуды лучей можно считать постоянными, а фазовые множители -- постоянными на коротких интервалах длительностью Тс. Тогда средняя мощность сигнала (1.25) на локальном интервале времени для произвольного момента времени t0
равна суммарной мощности лучевых компонент, нормированной на отношение суммарной длительности лучевых компонент пТс к расширению задержки ?ф канала. Черта над буквой Р здесь обозначает среднее значение по времени.
В рассматриваемом случае широкополосного сигнала на входе канала лучевые компоненты на выходе канала полностью разрешены (не перекрываются во времени). Так как амплитуда каждой лучевой компоненты меняется во времени сравнительно медленно, то и суммарная мгновенная мощность всех лучевых компонент на любом локальном интервале времени сравнительно медленно изменяется во времени.
Поскольку амплитуды лучей i=0,1,…,n-1 являются случайными величинами, то можно найти математическое ожидание среднего по времени значения мгновенной мощности
Если распределения амплитуд лучей не зависят от времени, то из (1.27) получаем
что с точностью до постоянного множителя совпадает с (1.23).
Таким образом, средняя мощность сигнала на выходе многолучевого канала при излучении передатчиком как узкополосного, так и широкополосного сигналов равна сумме средних мощностей сигналов всех принимаемых лучей (при статистической независимости лучей). Однако мгновенная мощность многолучевого сигнала при узкополосном сигнале на входе канала испытывает быстрые и глубокие замирания, в то время как при широкополосном сигнале на входе эти изменения медленные и незначительные.
В современных системах передачи информации по радиоканалам предусматривается возможность измерения или прогноза импульсной характеристики. Для этих целей канал может зондироваться коротким импульсным сигналом, длительность которого должна быть значительно меньше значения расширения задержки ?ф. Поскольку для любого момента времени t импульсная характеристика радиоканала является непрерывной функцией по переменной ф, то для построения дискретной модели импульсной характеристики ось значений ф дискретизируется на интервале ?ф с постоянным шагом дф. Число учитываемых лучей может быть оценено значением ?ф/дф=n-1. Далее можно оценивать значения импульсной характеристики для значений i?дф,i=0,1,2,…,n-1. Существуют и так называемые слепые методы оценивания импульсной характеристики радиоканала, когда в качестве зондирующего сигнала используется информационный сигнал.
Если сигнал, используемый для зондирования радиоканала, имеет длительность, значительно меньше расширения задержки ?ф, то можно определить многолучевой профиль задержек
характеризующий распределение мощности принимаемого сигнала по переменной т для каждого момента времени t, т.е. распределение мощности между лучевыми компонентами на выходе канала. Для различных условий передачи информации (для различных каналов, различных взаимных положений передатчика и приемника и т.д.) можно получить локальные средние по времени значения профилей задержек Р(ф) наиболее характерные для данных условий и инвариантные по времени. Коэффициент k в (1.29) можно представить как отношение мощности зондирующего сигнала на входе канала к суммарной мощности принимаемого многолучевого сигнала.
Один из возможных способов экспериментального определения импульсной характеристики многолучевого канала состоит в зондировании канала сигналом с расширенным спектром. Расширение спектра осуществляется периодической псевдослучайной последовательностью, а прием многолучевого сигнала обеспечивается приемником с согласованным фильтром. Функциональные схемы передатчика и приемника для такого эксперимента представлены на рис. 1.6. Частота следования элементарных символов последовательности Fсл=1/; спектральную плотность мощности излучаемого сигнала можно приближенно выразить соотношением
(1.30)
при ширине спектра между нулевыми значениями 2?F = 2/ф0.
После прохождения через радиоканал сигнал подвергается полосовой фильтрации в приемнике в фильтре с полосой пропускания 2?F, а затем сворачивается по спектру в корреляторе с помощью генератора псевдослучайной последовательности, аналогичной той, которая используется в передатчике, но с несколько меньшей частотой тактового генератора = 1/. При таких частотах тактовых генераторов передатчика и приемника более быстрая последовательность передатчика со скоростью 1/(Fcл - )перемещается относительно последовательности приемника. Если эти последовательности смещены друг относительно друга, то спектр сигнала передатчика будет дополнительно расширяться. В тот момент, когда коды последовательностей одного луча принимаемого сигнала и приемника практически совпадут, на выходе перемножителя приемника будет сформирован узкополосный радиоимпульс, который будет выделен полосовым фильтром приемника с полосой пропускания 2?F? 2(Fcл -). Поскольку представленный на рис. 1.6 приемник является линейным, то подобным преобразованиям будут подвергнуты независимо друг от друга все имеющиеся на выходе радиоканала сигналы всех лучей.
При таком способе зондирования канала интервал времени между двумя соседними максимальными значениями корреляции периодических последовательностей передатчика и приемника в однолучевом канале
?T= ф0L
где L -- число элементарных символов псевдослучайной последовательности. Отношение =г, называемое коэффициентом скольжения, определяет эквивалентный масштаб времени измерения:
Время измерения = (Реальный интервал времени)·г. (1.32)
Рис. 1.6 - Система измерения импульсной характеристики многолучевого канала (разрешающая способность по времени равна длительности элементарного импульса ф0)
Длина последовательности должна быть выбрана таким образом, чтобы обеспечить однозначное измерение времени прихода луча с максимальным временем задержки фmах относительно прямого луча. Для данного период последовательности должен удовлетворять условию ф0L>фmах. Период последовательности определяет также зону на местности, из которой могут быть приняты лучевые компоненты; для этого достаточно период последовательности умножить на скорость распространения электромагнитной волны.
Способ зондирования многолучевого канала сигналом с расширенным спектром обладает определенными преимуществами по сравнению с зондированием коротким одиночным импульсом: обеспечивает подавление узкополосных помех, расширение зоны исследования на местности при фиксированной мощности передатчика; существенно снижаются требования к динамическому диапазону передатчика и приемника; использование этого метода исключает необходимость синхронизации передатчика и приемника; чувствительность метода легко регулируется путем изменения коэффициента скольжения г и полосы пропускания узкополосного фильтра коррелятора. Эти преимущества сопровождаются и некоторыми недостатками: результаты измерений получаются не в реальном времени; время измерений значительно возрастает; используется некогерентный прием, так что фазы отдельных лучей не измеряются.
Прямое преобразование Фурье импульсной характеристики многолучевого канала с постоянными параметрами
определяет комплексный коэффициент передачи радиоканала, для которого также предложено несколько способов экспериментального измерения. Обратное преобразование Фурье
позволяет найти импульсную характеристику.
Измерения характеристики (1.33) осуществляется на некоторой сетке частот, расположенной симметрично относительно частоты несущего колебания системы передачи. Число частот и расстояния между ними определяют разрешающую способность во временной области при нахождении импульсной характеристики канала. На каждой частоте на вход канала подается гармонический сигнал с известным значением амплитуды Авх; измеряется амплитуда Авых сигнала на выходе канала и его фаза ФВЬ1Х относительно фазы сигнала на входе; коэффициент передачи
Обратное дискретное преобразование Фурье обеспечивает возможность вычисления импульсной характеристики канала.
Такой способ измерения импульсной характеристики удобен тем, что позволяет получить оценку не только модуля коэффициента передачи ограниченного по полосе канала, но и соответствующую ему фазу. Однако требуется достаточно точная калибровка измерительного оборудования и жесткая синхронизация передатчика и приемника, что можно осуществить только при небольших расстояниях между передатчиком и приемником. Еще одним недостатком этого способа измерения является то, что измерения выполняются не в реальном времени. Для каналов с переменными во времени параметрами комплексный коэффициент передачи может изменяться во времени, приводя к значительным ошибкам измерения импульсной характеристики.
1.3 Числовые характеристики многолучевых каналов
1.3.1 Рассеяние во времени
Импульсная характеристика канала характеризует рассеяние мощности принимаемого сигнала по времени. Основная причина этого эффекта -- естественна и вполне очевидна -- наличие в радиоканале путей распространения радиоволн с различной длиной с отражениями и рассеянием. При проектировании и анализе различных радиосистем, использующих многолучевые каналы, полезно иметь числовые параметры, которые давали бы укрупненное описание каналов. Наиболее важными параметрами импульсной характеристики радиоканала, характеризующими рассеяние во времени, признаются среднее время задержки и среднеквадратическое расширение задержки, которые определяются с помощью следующих соотношений
где
.
Здесь в качестве начала отсчета времени задержки принят момент времени прихода первого луча. При практическом определении значений параметров учитывают наличие шума на входе приемника и необходимость обеспечения определенного превышения мгновенной мощности принимаемого луча некоторого порогового значения Рпoр, которое должно превышать мощность присутствующего шума, в результате интервалы интегрирования в (1.36) выбираются конечными Соответствующий пример для радиоканала внутри помещения и реальные числовые значения приведены на рис 1.7.
Рис. 1.7 - Пример измерений рассеяния мощности сигнала во времени для радиоканала внутри здания (=46 нс, =45 нс, =84 нс при Рпор=-10дБ)
В табл. 1.1 приведены не которые результаты статистической обработки таких измерений.
Таблица 1.1 - Результаты экспериментальных измерений рассеяния задержки
|
Условия измерения |
Частота, МГц |
Рассеяние задержки уф, нс |
Примечание |
|
|
Город |
910 |
Среднее значение 1300 Среднеквадратическое отклонение 600 Максимальное значение 3500 |
г. Нью-Йорк |
|
|
892 |
10000-25000 |
г. Сан-Франциско (наихудшие случаи) |
||
|
Пригород |
910 |
200-310 |
Средний типичный случай |
|
|
910 |
1960-2110 |
Средний наихудший случай |
||
|
Внутри здания |
850 |
Максимальное значение 270 |
Офис компании |
|
|
3900 |
Среднее значение 70-94 Максимальное значение 1470 |
г. Сан-Франциско |
1.3.2 Полоса когерентности по частоте
Полоса когерентности по частоте как параметр радиоканала вводится на основе статистической связи с другим параметром -- среднеквадратическим расширением задержки, введенным в предыдущем разделе. Наличие связи между значениями этих параметров подтверждается экспериментально, однако установить аналитическую связь между ними не удалось. Поэтому, основываясь на экспериментальных данных, для практического использования рекомендуются некоторые приближенные соотношения.
Полоса когерентности представляет собой статистическую количественную меру интервала частот радиоканала, в которой канал может рассматриваться как «гладкий». В данной полосе канал имеет постоянный, не зависящий от частоты, модуль коэффициента передачи и линейную фазовую характеристику; все спектральные компоненты сигнала, попадающие в данную полосу, передаются по каналу с одинаковым коэффициентом усиления или ослабления и имеют одинаковое время задержки. Термин «полоса когерентности», сохраняет смысл и для каналов с переменными параметрами. Поэтому смысл термина можно пояснить и иными словами: полоса когерентности это интервал частот, в котором любые две спектральные компоненты прошедшего через канал сигнала имеют высокий коэффициент корреляции амплитуд. Два гармонических сигнала, разница частот которых больше полосы когерентности канала, подвергаются существенно разным преобразованиям в канале.
Если полосу когерентности определить как интервал частот, в котором любые две спектральные компоненты сигнала имеют коэффициент корреляции выше 0,9, то ее приближенно можно записать в виде соотношения:
FK=l/(50). (1.37)
Если в качестве минимально допустимого значения коэффициента корреляции принять 0,5, то полоса когерентности будет характеризоваться другим приближенным равенством:
FK=l/(5. (1.38)
Наличие взаимосвязи между полосой когерентности и среднеквадратическим расширением задержки можно пояснить следующим образом. Изменение разности фаз между спектральными компонентами лучей с частотой f1 вызванное разностью ?ф задержек лучей в канале, равно ?радиан, а для спектральных компонент с частотой f2 ?=2??f2. Поэтому изменение разности фаз этих спектральных компонент =2р=2р.
Сдвиг существенно влияет на результат сложения этих спектральных компонент лучей, когда, например, он достигает значения р/2 (критерий Релея). Отсюда полоса когерентности , что близко к соотношению (1.38).
Важно отметить, что между параметрами FK и не существует функциональной связи, а соотношения (1.37) и (1.38) являются усредненными. В общем случае для получения более точного соотношения для конкретного радиоканала необходимо проводить специальное исследование с помощью методов спектрального анализа и статистического моделирования для изучения эффектов воздействия изменяющейся во времени многолучевости канала на конкретный используемый для передачи сигнал. Поэтому при проектировании модемов для конкретных радиоканалов необходимо внимательно подходить к выбору адекватных моделей многолучевых каналов.
1.3.3 Рассеяние по частоте
Расширение задержки и полоса когерентности -- параметры, посредством которых описываются дисперсионные свойства канала во времени в условиях, когда передатчик, приемник и окружающие их объекты среды распространения радиоволн неподвижны. Эти свойства сохраняются и в динамическом режиме, когда передатчик, приемник или отражатели и рассеиватели радиоволн передвигаются в пространстве. Правда, в таком режиме дисперсионные свойства реальных радиоканалов могут существенно изменяться во времени. Однако в динамическом режиме возникают и новые эффекты, о которых данные параметры не содержат никакой информации. В первую очередь здесь следует назвать эффект доплеровского расширения, обусловленный изменениями во времени свойств радиоканала в динамическом режиме.
Мгновенная частота принимаемого колебания fпр=f0+ может изменяться при перемещении передатчика, одновременном перемещении передатчика и приемника, перемещении отражателей, окружающих передатчик и приемник. Во всех случаях изменение частоты пропорционально радиальной скорости храд= хcosи сближения или удаления приемника и источника излучения. Здесь х -- абсолютная скорость перемещения; и -- угол между направлением перемещения и направлением на передатчик; л -- длина волны при частоте несущего колебания f0.
В реальных условиях распространение радиоволн происходит по многим путям, в результате чего на приемную антенну падает много плоских волн с различными значениями угла и; поэтому сигналы некоторых волн будут иметь положительное значение доплеровского смещения, в то время как могут присутствовать и волны с отрицательными значениями смещения частоты. В результате принимаемый сигнал, представляющий собой сумму разных волн, будет иметь спектральную плотность мощности, отличную от нуля в диапазоне частот от f0 - Fдмах до f0 + Fдмин даже в том случае, когда передатчик излучает немодулированное несущее колебание, т.е. когда спектральная плотность мощности излучаемого сигнала представляется лишь одной спектральной линией. Величина ?Fд=2Fдмах называется доплеровским расширением спектра и является важным параметром многолучевого канала.
Таким образом, доплеровское расширение ?Fд признается количественной мерой расширения спектра сигнала на выходе канала, обусловленного изменениями во времени свойств радиоканала, и определяется как полоса частот, в которой спектральная плотность мощности доплеровского спектра существенно отлична от нуля. Простые вычисления позволяют указать, что для частоты несущего колебания около 2 ГГц и скорости перемещения объектов до 200 км/ч доплеровское расширение не превышает 500 Гц. Поэтому для большинства радиосистем доплеровское расширение пренебрежимо мало по сравнению шириной спектра полезного сигнала и на структуру линейной части приемника практически не оказывает влияния. Однако от значения данного параметра существенно зависят свойства радиоканала, которые, в свою очередь, приводят к существенному усложнению алгоритмов обработки сигнала при его демодуляции. Поэтому, как и в предыдущем разделе, при проектировании реальных радиосистем следует очень осторожно подходить к выбору численного значения данного параметра для конкретных радиоканалов.
1.3.4 Время когерентности
Время когерентности Тког сигнала на выходе радиоканала является параметром, который характеризует скорость изменения свойств канала во временной области, представляет собой временную характеристику канала, и в этом смысле она дуальна доплеровскому расширению, которое характеризует изменчивость канала во времени в частотной области. Можно принять, что параметры связаны обратно пропорциональной зависимостью
Тког = 2/?Fд. (1.39)
Время когерентности признается статистической количественной мерой длины интервала времени, на котором импульсная характеристика радиоканала остается практически не изменной, т.е. для любого момента времени из этого интервала импульсная характеристика одна и та же. Иными словами, время когерентности -- это интервал времени, на котором значения огибающей сигнала имеют высокий коэффициент корреляции. Например, время когерентности можно определить как интервал времени, на котором коэффициент корреляции двух мгновенных значений огибающей сигнала превышает значение 0,5. Результаты измерений приводят к следующему приближенному соотношению:
Tког=(1.40)
Практические измерения показывают, что на интервале (1.39) канал обусловливает достаточно существенные изменения огибающей сигнала, а оценка (1.40) приводит к заниженному значению длительности интервала когерентности. При проектировании современных цифровых систем часто используется оценка, равная геометрическому среднему указанных величин:
Tког=?. (1.41)
Время когерентности определяет такой интервал времени, что для двух моментов времени, отстоящих друг от друга на больший интервал, воздействие канала на сигнал оказывается разным. Например, если приемник движется с скоростью 90 км/ч и использует частоту несущего колебания 900 МГц, заниженная оценка (1.40) приводит к значению Тког = 2,22 мс, в то время как из (1.41) получаем Tког=6,77 указанных временных интервалах взаимное движение передатчика и приемника не приводит к изменениям свойств канала и, следовательно, к искажениям сигнала; однако искажения сигнала могут иметь место из-за многолучевого расширения времени задержки, зависящего от импульсной характеристики канала.
Часто прием сигнала осуществляется не на одну антенну, как это предполагалось выше, а на несколько с последующей совместной обработкой сигналов с выходов этих антенн.
В этом случае полезной характеристикой радиоканала служит интервал корреляции по пространству, для которого можно ввести следующее определение: это расстояние между точками приема, при котором коэффициент корреляции значений огибающих принимаемых сигналов в совпадающие моменты времени не превышает заданное значение (например, 0,1).
1. При многолучевом распространении радиоволн амплитуда принимаемых сигналов изменяется случайным образом вследствие различных условий распространение или характеристик среды передачи, изменением индекса рефракции, дополнительным затуханием из-за дожды и снега. Радиоканалы функционирующие в таких условиях называют многолучевым каналам с замираниями. При передаче через такие каналы сигналов гармонической формы с постоянной амплитудой, то сигнал на входе приемника, т.е. принимаемый сигнал, будет иметь случайно изменяющие амплитуду и фазу, т.е. описываются следующим математическим выражением
При этом во многих случаях изменение амплитуды сигнала можно моделировать релеевским случайным процессом, а полная фаза сигнала можно считать случайной величиной подчиняющийся равномерному закону распределения на интервале . В этом случае квадратурные составляющие сигналы и можно рассматривать как статистически независимые случайные процессы с нулевым средним значением подчиняющийся Гассову - нормальному закону распределения и одинаковыми дисперсиями. Такая модель является вполне приемлемой, т.к. принимаемый сигнал представляет собой сумму большого числа независимых отраженных или рассеянных составляющих. Такой модель радиоканала называют моделью медленных релеевских замираний, при этом отношение сигнал/помеха подчиняется экспоненциальному закону.
2. Многолучевой канал можно рассматривать как эквивалентный четырехполюсника с коэффициентом передачи . При действии нескольких лучей сигнала на такой канал комплексная огибающая принимаемого сигнала определяется следующим выражением
,
где, - количество лучей принимаемого сигнала.
3. Многолучевые каналы в зависимости от количества принимаемых лучей, если называется радиоканалом с постоянными параметрами, если , то канал с переменными параметрами.
Основными числовыми характеристиками многолучевых каналов являются: рассеивание во времени; полоса когерентности по частоте; рассеяние по частоте; время когерентности.
Подобные документы
Разработка структурной схемы системы связи, предназначенной для передачи данных для заданного вида модуляции. Расчет вероятности ошибки на выходе приемника. Пропускная способность двоичного канала связи. Помехоустойчивое и статистическое кодирование.
курсовая работа [142,2 K], добавлен 26.11.2009Расчет спектральных и энергетических характеристик сигналов. Параметры случайного цифрового сигнала канала связи. Пропускная способность канала и требуемая для этого мощность сигнала на входе приемника. Спектр модулированного сигнала и его энергия.
курсовая работа [482,4 K], добавлен 07.02.2013Информационные характеристики источника сообщений и первичных сигналов. Структурная схема системы передачи сообщений, пропускная способность канала связи, расчет параметров АЦП и ЦАП. Анализ помехоустойчивости демодулятора сигнала аналоговой модуляции.
курсовая работа [233,6 K], добавлен 20.10.2014Модели структур многополюсных информационных сетей. Параметры и характеристики дискетного канала. Помехоустойчивость приема единичных элементов при различных видах модуляции. Краевые искажения в дискретных каналах. Методы синтеза кодеров и декодеров.
курсовая работа [2,2 M], добавлен 05.01.2013Вероятностное описание символов, аналого-цифровое преобразование непрерывных сигналов. Информационные характеристики источника и канала, блоковое кодирование источника. Кодирование и декодирование кодом Лемпела-Зива. Регенерация цифрового сигнала.
курсовая работа [1,2 M], добавлен 22.09.2014Выбор метода модуляции, разработка схемы модулятора и демодулятора для передачи данных по каналу ТЧ. Расчет параметров устройства синхронизации. Методика коррекции фазо-частотной характеристики канала ТЧ. Кодирование и декодирование циклического кода.
курсовая работа [910,4 K], добавлен 22.10.2011Схема цифрового канала связи. Расчет характеристик колоколообразного сигнала: полной энергии и ограничения практической ширины спектра. Аналитическая запись экспоненциального сигнала. Временная функция осциллирующего сигнала. Параметры цифрового сигнала.
курсовая работа [1,1 M], добавлен 07.02.2013Анализ структурной схемы системы передачи информации. Помехоустойчивое кодирование сигнала импульсно-кодовой модуляции. Характеристики сигнала цифровой модуляции. Восстановление формы непрерывного сигнала посредством цифро-аналогового преобразования.
курсовая работа [2,6 M], добавлен 14.11.2017Изучение и экспериментальное исследование влияния вида модуляции на помехоустойчивость системы передачи дискретных сообщений. Рассмотрение методики экспериментального измерения вероятности ошибки при когерентном приёме. Построение графика зависимости.
лабораторная работа [1,4 M], добавлен 13.10.2014Выбор метода модуляции, разработка схемы модулятора и демодулятора для передачи данных, расчет вероятности ошибки на символ. Метод синхронизации, схема синхронизатора. Коррекция фазо-частотной характеристики канала. Система кодирования циклического кода.
контрольная работа [294,2 K], добавлен 12.12.2012Основные параметры и тактико-технические характеристики цифрового телевизионного передатчика. Организация интерактивной системы в наземном цифровом телевещании. Разработка возбудителя для канального кодирования и модуляции сигнала по стандарту DVB-T.
дипломная работа [5,7 M], добавлен 06.06.2014Исследование функциональной зависимости параметров сети. Мощность мобильного терминала. Расчет параметров сетей связи стандарта CDMA. Анализа трафик-каналов прямого и обратного соединений, пилот-канала, канала поискового вызова и канала синхронизации.
курсовая работа [166,1 K], добавлен 15.09.2014Устройства обработки радиосигналов. Энергетические параметры случайного сигнала. Минимизация влияния помех на качество радиосигналов. Пиковая мощность, пик-фактор и динамический диапазон. Мощность случайного сигнала по частоте. Понятие белого шума.
реферат [462,2 K], добавлен 21.08.2015Определение плотности, мощности, начальной энергетической ширины спектра цифрового сигнала. Пороги и уровни, средняя квадратическая погрешность квантования. Расчет показателей дискретного канала связи. Спектр импульсно-кодовой модуляции и шумовых помех
контрольная работа [1,7 M], добавлен 05.12.2012Структурная схема технических средств канала измерения системы. Расчет статической характеристики измерительного канала, погрешностей дискретизации, числа каналов коммутатора, числа разрядов аналого-цифрового преобразователя. Опрос коммутатором каналов.
контрольная работа [247,6 K], добавлен 16.01.2014Предназначение канала связи для передачи сигналов между удаленными устройствами. Способы защиты передаваемой информации. Нормированная амплитудно-частотная характеристика канала. Технические устройства усилителей электрических сигналов и кодирования.
контрольная работа [337,1 K], добавлен 05.04.2017Структура измерительного канала, характеристики и параметры его элементов. Методика изучения влияния основных параметров на результаты измерения. Корреляционная функция входного сигнала. Моделирование датчика, усилителя, аналогового фильтра низких частот.
дипломная работа [4,2 M], добавлен 16.12.2012Структурная схема системы электросвязи, назначение отдельных элементов. Статистические характеристики и параметры передаваемого сообщения. Оценка помехоустойчивости и эффективности приема сигналов дискретной модуляции. Моделирование системы электросвязи.
курсовая работа [1,3 M], добавлен 14.01.2018Структура и информационные характеристики дискретного канала. Расчет энтропии приемника, потери информации при преобразовании цифровых данных в электрический сигнал. Применение единого ключа в симметрических криптосистемах при шифровании и дешифровании.
курсовая работа [371,6 K], добавлен 02.07.2015Временные функции, частотные характеристики и энергия сигналов. Граничные частоты спектров сигналов. Технические характеристики аналого-цифрового преобразователя. Информационная характеристика канала и расчёт вероятности ошибки оптимального демодулятора.
курсовая работа [1,2 M], добавлен 06.11.2011
