8.3.2.5. Рознесений прийом

Ідея рознесеного прийому (англійський термін diversity) як засобу боротьби з швидкими завмираннями полягає в одночасному використанні декількох сигналів, які відрізняються по певному параметру або координаті, причому рознесення повинно вибиратись таким чином, щоб ймовірність одночасних завмирань всіх сигналів, що використовуються, була набагато менша, ніж ймовірність завмирання одного з них. Іншими словами, ефективність рознесеного прийому тим більша, чим менша кореляція завмирань в складових сигналів. Крім того, важлива також технічна реалізація і простота методу, що використовується.

Можна виділити п'ять варіантів рознесеного прийому:

- з рознесенням в часі (time diversity). В цьому випадку використовуються сигнали, зсунуті в часі один відносно другого. Цей метод порівняно легко реалізувати в цифровій формі, проте покращення якості прийому відбувається за рахунок пропускної здатності каналу зв'язку;

- з рознесенням по частоті (frequency diversity). В цьому випадку використовуються сигнали, які передаються на декількох частотах, тобто цей метод вимагає розширення смуги частот;

- з рознесенням по напрямку (direction diversity). В цьому методі прийом відбувається на декілька антен з розузгодженими (без повного перекриття) діаграмами направленості. В цьому випадку сигнали з виходів різних антен корельовані тим слабше, чим менше перекриття діаграм направленості, проте при цьому одночасно падає і ефективність прийому (інтенсивність сигналу, що приймається), в крайньому випадку для всіх антен, крім однієї;

- з рознесенням по поляризації (polarization diversity). В цьому методі дві антени приймають сигнали двох взаємно ортогональних поляризацій. Практичного значення цей варіант не має, оскільки в НВЧ діапазоні завмирання на різних поляризаціях сильно корельовані;

- з рознесенням в просторі (space diversity). В цьому методі прийом відбувається на декілька антен, рознесених в просторі. Це єдиний метод, який застосовується на практиці, і саме цей метод мається на увазі, коли говориться про рознесений прийом.

Для методу просторового рознесення, тобто для рознесеного прийому, необхідні щонайменше дві приймальні антени, встановлені з деяким зміщенням одна відносно одної. З загальних міркувань очевидно, що виграш від рознесеного прийому тим більший, чим більша кількість антен, які використовуються при рознесеному прийомі. Проте із збільшенням кількості антен зростає складність технічної реалізації. Тому на практиці використовується проста схема з двома приймальними антенами на базовій станції. В рухомих станціях рознесений прийом в основному не використовується.

Суттєвими характеристиками системи рознесеного прийому є відстань між антенами і спосіб сумісного використання сигналів з виходів двох антен. Із збільшенням відстані між антенами зменшується кореляція між флуктуаціями рівня сигналів, що приймаються. Отже, чим більше рознесення антен, тим більша ефективність рознесеного прийому. Проте при збільшенні рознесення зростає складність технічної реалізації, тому на практиці рознесення береться мінімально можливе, при якому рознесений прийом є достатньо ефективний. Реально з врахуванням як аналітичних оцінок, так і емпіричних даних рознесення звичайно складає біля десятка довжин хвиль, тобто порядку декількох метрів.

Що стосується об'єднання сигналів з виходів двох антен, то можна використати наступні способи:

- використання одного (сильнішого) з двох сигналів;

- додетекторне (когерентне) сумування двох сигналів;

- післядетекторне сумування із рівними ваговими коефіцієнтами або із зважуванням, яке забезпечує отримання максимального співвідношення сигнал/шум.

У випадку двох приймальних антен різниця в ефективності цих способів відносно невелика, і на практиці звичайно застосовується найбільш простий з них - вибір максимального з двох сигналів з комутацією виходу відповідного приймача на вхід тракту подальшої обробки.