25. В чем заключаются достоинства и недостатки систем с множеством несущих частот?

Достоинства: вычислительно эффективные методы формирования и приема сигнала (использование БПФ), изящный способ борьбы с МСИ. Недостатки: большое отношение пиковой мощности к средней, поэтому необходим линейный усилитель мощности (а у них низкий КПД), высокое энергопотребление.

26. Для чего используется циклический префикс в системах с многочастотной модуляцией? Как выбирается его длительность?

При наличии МСИ между передаваемыми символами вводятся защитные интервалы, для заполнения которых используется циклический префикс: ν=αN последних отсчетов добавляются перед началом символа. В результате, если сквозная ИХ канала связи будет короче, чем ν+1 отсчетов, линейная свертка передаваемого сигнала с ИХ канала связи может быть представлена как циклическая свертка. Тогда Фурье-образ символа перемножается с Фурье-образом ИХ канала, а это позволяет эффективно реализовать компенсацию искажений в частотой области.

27. Приведите формулу, связывающую мощности переданного и принятого радиосигналов при распространении радиоволн в свободном пространстве. Одну из четырех?

P_RX – принятая мощность, P₀ – излученная мощность, G_TX – коэффициент направленного действия передающей антенны, G_RX – КНД приемной антенны, d – расстояние между передатчиком и приемником.

28. Каковы причины возникновения замираний в радиоканале? Приведите формулу, описывающую во временной области преобразование сигнала каналом связи с замираниями.

Сигнал попадает на приемную антенну по нескольким путям (лучам) из-за отражения от различных объектов. В результате сложения лучей формируется общий коэффициент передачи канала. При изменении условий распространения коэффициент передачи канала меняется – происходят замирания. , где r(t) – принятый сигнал, h_k(t) – комплексный коэффициент передачи k-го луча, s(t) – переданный сигнал, τ_k(t) – задержка k-го луча. Обычно задержки τ_k(t) считаются константами.

29. Что такое селективные и неселективные замирания? Опишите различия между этими двумя случаями во временной и частотной областях.

В зависимости от разброса времени прихода лучей ∆τ выделяют селективные и неселективные замирания. При неселективных замираниях ∆τ<<1/W (W – ширина спектра сигнала). Лучи неразрешимы для приемника, они суммируются и воспринимаются как один суммарный луч со случайными амплитудой и фазой. Форма спектра искажается слабо. В случае селективных замираний ∆τ>>1/W. Лучи разрешимы, приемник воспринимает их раздельно. Спектр имеет изрезанный характер.

30. Что такое быстрые и медленные замирания? Из-за чего они возникают?

Быстрые замирания связаны с изменением фазовых соотношений в принимаемых лучах. Для этого достаточно небольших (не превышающих длины волны) перемещений передатчика, приемника или отражающих объектов. Медленные замирания происходят из-за изменения амплитуд лучей и/или их набора. Это связано со значительными относительными перемещениями объектов.

31. Приведите формулу для плотности распределения вероятности отношения сигнал/шум при использовании рэлеевской модели канала связи.

32. В чем состоит основной принцип разнесенного приема? За счет чего при разнесенном приеме получается выигрыш в помехоустойчивости?

При разнесенном приеме реализуется несколько ветвей распространения сигнала от передатчика к приемнику таким образом, чтобы замирания сигнала в разных ветвях, а также аддитивные шумы разных ветвей были статистически независимы. Так как замирания сигнала в разных ветвях независимы, то маловероятно, что уровень сигнала сильно упадет во всех ветвях одновременно.

33. Перечислите и кратко опишите возможные способы реализации каналов разнесенного приема.

Пространственное разнесение: на приемной стороне используется несколько антенн, расположенных в разных точках пространства (на расстоянии не меньше половины длины волны сигнала друг от друга для обеспечение независимости замираний в разных ветвях).

Частотное: параллельная передача сигнала на нескольких несущих частотах (для независимости разнос частот должен превосходить полосу когерентности канала).

Угловое: использование направленных приемных антенн для раздельного приема лучей из разных секторов пространства (это само по себе обеспечивает независимость).

Временное: повторная передача одной и той же информации с задержкой по времени (для независимости задержка должна превосходить время когерентности канала).

Многолучевое: если отдельные лучи приема являются разрешимыми для приемника, то они могут быть использованы в качестве ветвей разнесенного приема.

34. Чему равны коэффициенты суммирования ветвей при разнесенном приеме с выбором канала с максимальным отношением сигнал/шум? Какое при этом достигается среднее отношение сигнал/шум (привести формулу)?