достоверность информации, что и идеальный канал.

8.1.3. Методы реализации разнесенного приема

Выбор наилучшего канала является простейшим методом реализации разнесенного (параллельного) приема. В приемнике используется M пространственно разнесенных антенн и M малошумящих усилителей, подключенных к антеннам. Приемник анализирует величину сигнала на выходе каждого малошумящего усилителя, и сигнал, имеющий наибольшую величину, используется для дальнейшей обработки. Очевидно, что постоянная времени анализа уровней сигнала должна быть существенно меньше, чем типовое время замирания в радиоканале. Этот метод не

PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version http://www.fineprint.com

находит особенно широкого применения, так как невозможно реализовать статистически достоверный анализ малых уровней принимаемого сигнала на фоне помех. В результате могут иметь место неоправданные переключения с одной антенны или, наоборот, длительная работа на канале с не самой большой величиной принимаемого сигнала.

Сканирование каналов является модификацией метода выбора наилучшего канала, но требует меньших аппаратурных затрат. Приемник циклически подключается ко всем M антеннам. Если принимаемый сигнал превышает некоторый пороговый уровень 1, который гарантирует нормальный прием сигнала с заданной достоверностью приема информации, то сканирование останавливается и осуществляется прием с выбранной антенны до тех пор, пока уровень сигнала не упадет ниже порогового уровня 2. После этого сканирование возобновляется до тех пор, пока вновь не будет найдена антенна, обеспечивающая уровень принимаемого сигнала выше порогового уровня 1.

Синфазное суммирование принимаемых сигналов предполагает определение амплитуды и фазы каждого из M сигналов, принимаемых M антеннами. В каждом канале также устанавливаются усилители с регулируемым коэффициентом усиления и фазовращатели. Оперативная подстройка каждого канала обеспечивает возможность синфазного суммирования всех принимаемых сигналов. Очевидно, что реализация подобного алгоритма возможна только на низкой промежуточной частоте или в baseband диапазоне и требует немалых аппаратурных затрат.

Формирование суммарного информационного сигнала.

В настоящее время этот метод оценивается как самый предпочтительный. Сигнал в каждом канале приема

PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version http://www.fineprint.com

демодулируется, и качество демодулированного сигнала (достоверность прима пакета данных) оценивается по количеству ошибок в известной тренировочной последовательности. Суммарный информационный сигнал формируется из сигналов всех каналов приема путем использования самых достоверных пакетов.

Поляризационный разнесенный прием предполагает использование только двух антенн, раздельно принимающих вертикальную и горизонтальную составляющие полезного сигнала. В условиях многолучевого канала эти две составляющие можно считать в значительной степени независимыми, хотя они и излучаются одной и той же антенной передатчика. Относительная статистическая независимость поляризационных компонент сигнала обусловлена различными коэффициентами отражения для различных поляризаций и большим количеством переотражений на пути от приемника к передатчику.

8. 2. Применение эквалайзера в частотноселективных каналах

Частотно-селективный канал характеризуется генерацией межсимвольных искажений в модулированном сигнале. Эти искажения возникают вследствие отклонения реальной частотной характеристики радиоканала от идеальной (постоянный коэффициент передачи и линейная фазовая характеристика во всей полосе частот передаваемого сигнала). Искажения сквозной амплитудно-частотной характеристики радиоканала обусловлены неидеальностью трактов передатчика и приемника, сложной частотнофазовой характеристикой многолучевого канала

PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version http://www.fineprint.com

распространения радиоволн. Неравномерность сквозной амплитудно-частотной характеристики радиоканала в полосе частот передаваемого модулированного сигнала вызывает искажения спектрального состава сигнала и, следовательно, приводит к межсимвольным искажениям. В общем смысле термин "эквалайзер" используется для описания устройств, которые уменьшают межсимвольные искажения путем исправления (выравнивания, спрямления) сквозной амплитудно-частотной характеристики радиоканала. Поскольку характеристики канала распространения не постоянны, а флуктуируют во времени, то и эквалайзер должен быть устройством адаптивным, изменяющим свою характеристику в соответствии с текущим состоянием канала.

8.2.1. Общие принципы работы эквалайзера

Работа адаптивного эквалайзера состоит из двух фаз: фазы обучения и фазы коррекции. В первой фазе обучения осуществляется прием тренировочной последовательности. Тренировочная последовательность представляет собой заранее известную в приемнике псевдослучайную последовательность заданной длины, которая передается вместе с полезной информацией. В процессе приема этой последовательности эквалайзер сравнивает декодированные символы тренировочной последовательности с заранее известными и изменяет свою частотную характеристику таким образом, чтобы минимизировать ошибку. Непосредственно за тренировочной последовательностью в принимаемом пакете информации следует информационная часть. Предполагается, что за время приема тренировочной последовательности параметры радиоканала не изменяются.

PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version http://www.fineprint.com

Поэтому прием информационной части пакета (фаза коррекции частотной характеристики радиоканала) осуществляется с той же самой частотной характеристикой эквалайзера, которая была установлена в фазе обучения. Каждый пакет информации предваряется тренировочной последовательностью, обеспечивая тем самым почти оптимальную коррекцию изменяющейся во времени частотной характеристики радиоканала и соответственно минимизацию межсимвольных искажений. Рассмотрим прохождение информационного сигнала по радиоканалу, функциональная схема которого показана на рис.8.4.

Пусть s(t) есть передаваемый цифровой сигнал (в baseband диапазоне), h(t) - сквозная импульсная характеристика

радиоканала (включая передатчик с модулятором, среду распространения, приемник с детектором). В условиях аддитивного шумового канала принятый сигнал r(t) (также

в baseband диапазоне) можно представить через интеграл свертки:

где n(t) - шумы в baseband диапазоне на входе эквалайзера. После прохождения эквалайзера, который характеризуется своей импульсной характеристикой heq (t) , принятый

baseband сигнал равен:

PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version http://www.fineprint.com

Среда

распространения

Передатчик

s(t)

Рис. 8.4. Эквивалентная схема радиоканала с эквалайзером

В идеальном случае сигнал на выходе эквалайзера req (t)

должен совпадать с исходным передаваемым цифровым сигналом s(t) :

В предположении малого уровня шумов взаимосвязь между общей импульсной характеристикой радиоканала и импульсной характеристикой эквалайзера очевидно следует из (8.22):

PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version http://www.fineprint.com

где H*( f ), Heq ( f ) - частотные характеристики радиоканала и

эквалайзера соответственно.

Частотная характеристика эквалайзера является обратной к частотной характеристике радиоканала и для частотноселективных радиоканалов испытывает сильные изменения в рабочей полосе частот. Для нестационарных радиоканалов частотная характеристика эквалайзера также должна изменяться со временем в соответствии с текущими значениями коэффициента передачи радиоканала в рабочей полосе частот.

Аппаратная реализация эквалайзера должна представлять собой цифровой фильтр, частотная характеристика которого оперативно изменяется в зависимости от величины ошибки, определенной решающим устройством. Ошибка определяется путем сравнения принятой тестовой последовательности с образцовой. Функциональная схема

PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version http://www.fineprint.com