Beam propagarea semnalelor radio

În cele mai multe cazuri, multipath apare ca rezultat al multiplelor reflexii ale semnalului transmis de la clădiri și alte obstacole în calea de propagare. Semnalele reflectate pot interfera cu fasciculul direct (fascicul 1) având cea mai mare intensitate. Semnale de fascicule sunt deplasate temporar în raport cu altele din cauza lor diferite de trecere piese de lungime. Ca întotdeauna, există mai multe modalități de propagare de la emițător la receptor, atunci semnalul primit este diferite copii ale aceluiași semnal interferează unul cu altul, creând un unde radio profund fading, care afectează în principal transferul de calitate și de informații și debitul sistemului.

Deplasările de frecvență ale semnalelor de timp într-o cauză canal de comunicație multipath așa-numita selectiv, adică în funcție de timp sau decolorare frecvență. multipath semnal: semnalul care vine de la emițător la punctul de primire de-a lungul diferitelor căi (raze) și reprezintă mai multe copii ale semnalelor cu o schimbare de timp, precum și cu amplitudini diferite, și fazele inițiale ale modificărilor de frecvență Doppler. Atunci când frecvența selectivă fading componentelor individuale ale semnalului recepționat au diferite amplitudini și deviațiile de faza inițială, dar cel mai important lucru este că semnalul răspândirea întârziere δτ (de exemplu, diferența de calea de timp fasciculelor ..) este proporțională cu valoarea de 1 / F (F - banda de frecvențe de semnal transmise) sau depășește. Acest tip de fading are ca rezultat o denaturare a formei spectrului și, ca o consecință, pentru a reduce calitatea comunicării. Cu toate acestea, natura fading frecvențelor strâns distanțate în mod substanțial aceeași, în timp ce gradul de corelare a semnalului este suficient de mare, astfel încât distorsiunea începe să apară numai în cazul în care lățimea de bandă transmisă semnalului depășește lățimea așa-numita banda canalului coerenta - Bc. Astfel, mai largă gama semnalului transmis, cu atât mai mult este supusă atenuarea selectivă de frecvență. Dacă diferența cale este proporțională cu timpul de transmisie a unui simbol T (sau lungimea cip), nu numai că apar căi multiple fading-frecvență selectivă, dar suprapus în elemente de semnal adiacent de timp. Și acest efect dă naștere la distorsiuni inter-simbol (ISI). Tipic pentru evaluarea lățimii a spectrului este așa-numitul proces de câștig B = 2FT. Dacă valoarea lui B este mică (ceea ce înseamnă, valorile 1 / F și T din aceeași ordine), fading selectiv de frecvență este însoțit de ISI. La valori mari ale semnalului de bază poate fi cazuri în care diferența cale δτ proporțională cu valoarea 1 / F, dar substanțial mai mică decât o lungime T. unitate Apoi efect ISI aproape imperceptibil. Decolorări, în care caracteristicile canalului de comunicare se schimbă în timp, provocând denaturarea simbolurilor transmise, numit timp fading selectiv. distorsiuni acompaniatoare se manifestă numai în cazul în care durata mesajului de date începe să depășească timpul de coerență Tc (intervalul în care orice mostre de semnal sunt interdependente, și este în mare parte decorelate). În același propagarea fading condițiile de unde radio pot fi netede în cazul în care semnalele transmise sunt selective și de bandă îngustă - atunci când semnalele de bandă largă. Viteza de fading: Numărul de treceri pe unitate de timp la un nivel constant predeterminat al semnalului anvelopei. Rapid fading: Schimbările rapide în anvelopa semnalului recepționat care rezultă din interferența de copii multiple ale aceluiași semnal la receptor. Aceste copii au diferite amplitudini, întârzierea de fază inițială și schimburi de frecvență Doppler. fading lent: variație lentă a anvelopei, care apar în cazul în care lungimea căii de propagare a undelor radio este schimbat la o valoare semnificativ mai mare decât lungimea de undă (de exemplu, atunci când se deplasează abonații de telefonie mobilă). Una dintre cele mai eficiente metode de combatere a multipath fading este așa-numita diversitate de semnal. Conform teoriei, câștigul de la recepție diversitatea poate fi realizată numai în cazul în cazul în care semnalul care cade pe mai multe căi independente până la punctul de recepție, este de aproximativ aceleași raze de putere medie. Există două clase principale de metode pentru a combate fading: diversitatea explicită și implicită. Cu diversitatea explicită a canalului de comunicare se transmite unul sau mai multe semnale redundante cuprinzând aceleași informații utile ca și grinda principală. In prezent, cele mai utilizate în mod obișnuit trei metode de diversitate aparentă - spațiu, frecvență și timp. Atunci când nu sunt utilizate semnale redundante de diversitate implicită. Rolul lor este jucat de copii multiple de semnal independente, care sunt formate la receptor din cauza semnalului decorelare în vigoare canal multipath.

Principiul de funcționare al Rake-receptor, care a fost creat pentru a primi semnale diverse, bazate pe prelucrarea separată a tuturor componentelor multipath și calcularea valorii lor medii. În canal radio terestru Caracteristicile acestor componente pot varia ușor (cu o valoare comparabilă cu durata simbolului un semnal cu spectru extins - cip) diferă. Componentele și distanțate mai mult de un cip, sunt însumate și prelucrate. În ceea ce privește variația întârzierii la scară mică (mai puțin de un cip), acestea pot fi eliminate prin utilizarea unui circuit de urmărire cod de recepție care măsoară timpul de întârziere pentru fiecare componentă de semnal multipath și o mică schimbare de nivel. multipath model de canal: canal multipath cu parametri variabili pot fi reprezentate ca k ramuri de transmisie paralele. Teoretic, numărul de sucursale într-un astfel de model la nesfârșit, dar este întotdeauna posibil să se restricționeze un număr finit (în general, este egală cu 6), având în vedere că energia semnalului de intrare este o bandă de frecvență predeterminată este neglijabilă. alfa (t) Coeficienții cu diferiți indici j sunt corelate unele cu altele, dar coeficientul de corelație scade rapid odată cu creșterea ramurilor de recepție diferență index. Pentru ieșirea semnalului aditivului interferență canal multipath este adăugat.

Există două tipuri de canale multiple, care sunt numite canale de „memorie“ și „fără memorie.“ „Memorie“ canal Dimensiune multipath determinată de perioada de durată între momentele de primire a primei și a ultimei raze (τk - τ1). canal de memorie este considerat „scurt“, în cazul în care este semnificativ mai mică decât durata semnalului elementului T, și un „lung“ în cazul în care este comensurabil cu durata sau mai mare. Canalul „nici o memorie“ este de fapt un canal radio, în care toate interferențele independente. Probabilitatea de a primi un semnal de la un astfel de canal depinde numai de natura distorsiunea pentru propagarea și nivelul de interferență, deoarece decizia se efectuează numai pe durata de un cip. Canalul „Memoria“ depinde de valorile de probabilitate de recepție ale elementelor anterioare sau ulterioare ale semnalului recepționat. Decizia este făcută în timpul T + L, unde L - memorie canal finit, numit uneori un timp de răspuns de canal.