4. Основы энергетического расчета систем подвижной радиосвязи. Понятие и классификация замираний. Числовые характеристики многолучевых каналов связи. Меры борьбы с замираниями.

Энергетический расчет связан с преодолением основных негативных особенностей канала связи:

- зависимость уровня сигнала от местных условий;

- постоянное изменение помеховой обстановки;

- присутствие многолучевого приема (замирания);

- возникновение межсимвольной и соканальной интерференции.

Основная цель энергетического – определение уровня излучаемой мощности, чувствительности приемника, в общем ОСШ для обеспечения заданной вероятности битовой ошибки на требуемое расстояние. Основной характеристикой энергетического расчета является расчет бюджета канала связи.

Введение декодера вводит дополнительный расход полосы частот, но может снизить ОСШ, при котором приемник будет нормально работать, а следовательно можно снизить мощность излучения.

Особенности:

Применение избыточного помехоустойчивого кодирования позволяет снизить требования к ОСШ и мощности излучения. Избыточное канальное кодирование требует обязательного перемежения данных.

Для использования избыточного кодирования существует пороговое ОСШ:

Использование помехоустойчивого кодирования требует существенного расширения полосы частот.

Свойства канала связи с замираниями.

Для каналов связи без замираний затухания равны:

LOS – без затенения.

n=2,5…5

Факторы, влияющие на уровень радиосигнала:

1). Отражение.

2). Дифракция.

3). Рассеяние.

См. рис. 2.1.

Крупномасштабные замирания отражают среднее ослабление мощности сигнала:

r₀=100м для микросотовой связи

r₀=1км для максисотовой связи

Мелкомасштабные замирания могут быть быстрыми и медленными:

Um(t) – медленные крупномасштабные (логарифмический нормальный закон распределения)

Uб(t) –быстрые мелкомасштабные (релеевский закон распределения)

Если существуют и быстрые и медленные замирания, то их закон распределения совпадает с законом Райса.

Логарифмический закон распределения:

– математическое ожидание = 6 – 10 дБ

Закон распределения Релея

Импульсная характеристика канала связи.

Огибающая на выходе канала связи

– нормирующий множитель, характеризующий амплитуду i-ой волны

– импульсная характеристика канала связи

– характеризует интенсивность лучей приходящих в точку.

Тм – избыточная задержка.

Импульсная характеристика изменяется медленно по сравнению со скоростью модуляции передаваемых данных. Изменения импульсной характеристики канала связи существенны на интервале 50…100 канальных символов и выше.

Характеристики многолучевых каналов связи.

1. Среднее время задержки _ср.

2. Среднеквадратическое расширение задержки.

3. Полоса когерентности: диапазон частот, в пределах которого канал связи характеризуется постоянным коэффициентом передачи линейной ФЧХ.

Полоса когерентности – интервал частот, в котором любые две спектральных составляющих, прошедшие через канал связи, характеризуются высоким коэффициентом корреляции амплитуд.

Полоса когерентности

Корреляция по уровню 0.9:

по уровню 0.5:

4. Скорость возникновения замираний (рассеяние по частоте):

Доплеровское расширение спектра, обусловленное изменением характеристик канала связи во времени.

V – линейная скорость МС

- угол

Смещение может быть в сторону уменьшения или увеличения частоты.

5. Время когерентности: интервал времени, в течении которого отклик канала связи неизменен.

_0.9

В зависимости от значений параметров многолучевого канала связи выделяются четыре вида замираний:

- частотно-неселективные (амплитудные, «дружные»). Способ борьбы: разнесенный прием. Условие возникновения амплитудных замираний: . Амплитудные замирания приводят к сильному ухудшению ОСШ.

- частотно-селективные замирания. Условия возникновения

Эти замирания сводят к частотно-неселективным, путем уменьшения Rc.

- медленные. Возникают в условии движения МС, БС, характеризуются мгновенным значением огибающей (10…100) λ. Условия возникновения

- быстрые. Возникают только при движении МС, БС. Характеризуются усредненным мгновенным значением огибающей в интервале λ. Условие возникновения

Самые сложными с точки зрения борьбы являются частотно-селективные и быстрые, поэтому их пытаются свести к медленным замираниям.