2. Системы связи с разнесенной передачей,

ПРИЕМОМ СИГНАЛОВ

Известно, что при глубоких общих замираниях сигнала надежность связи существенно снижается.

Можно показать [7], что при общих замираниях огибающей сигнала, например, по закону Накагами, и оптимальном некогерентном приеме при АБГШ двоичных ортогональных в усиленном смысле сигналов с активной паузой , средняя вероятность ошибки равна:

(2.1)

где - среднее (по замираниям коэффициента передачи К канала связи) значение ОСШ на входе приемника; а - ОСШ на входе канала;

т - параметр распределения Накагами, определяющий глубину замираний огибающей сигнала, которая увеличивается при уменьшении т, а при т = 1 определяет закон Релея;

- вероятность ошибки некогерентного приема ортогональных в усиленном смысле двоичных сигналов с активной паузой в канале без замираний и АБГШ:

(2.2)

Результаты расчетов по выражениям (2.1) и (2.2), иллюстрирующие снижение достоверности связи в канале с общими замираниями относительно канала без замираний, представлены на графиках рис.2.1.

Методы разнесённого приёма предполагают наличие нескольких раздельных трактов передачи с независимыми замираниями или малым значением коэффициента взаимной корреляции замираний огибающей сигнала в трактах, по которым передаётся одно и то же сообщение. При соответствующем комбинировании сигналов, поступающих из этих трактов передачи, формируются результирующий сигнал с гораздо меньшей глубиной замираний, который обеспечивает большую надёжность передачи информации.

10^-1

10^-3

P_ош

Рис.2.1. Графики вероятности ошибки некогерентного приема ортогональных в усиленном смысле двоичных сигналов с активной паузой в канале с АБГШ: 1- без замираний сигнала; M=1- при общих релеевских замираниях (т=1); т=0.5-при одностороннем нормальном законе замираний; M=2,3-разнесенный прием с экстремальным алгоритмом автовыбора ветви разнесения из М ветвей при т=1.

2.1. Методы разнесения

1. Пространственное разнесение - не требует расширения спектра частот. Каждый из М элементов антенной решётки передатчика или приемника формирует независимый сигнал в системе комбинирования, состоящей из М ветвей разнесения. Расположение элементов решётки должно обеспечивать некоррелированность сигналов отдельных ветвей, для чего достаточно обеспечить разнос между элементами, равный . Разновидностью пространственного разнесения является территориально-разнесенный прием, при котором передатчики или приемники разнесены на большое расстояние, обеспечивающее некоррелированность как по условиям распространения сигнала, так и по помехам. Для декаметрового канала связи это расстояние более 500 км.

2. Поляризационное разнесение.

Электромагнитное поле может быть разложено на две ортогонально поляризованные составляющие. При разнесении сигналы, передаваемые с помощью двух ортогональных поляризованных волн, имеют некоррелированные статистики замираний. При этом антенны могут быть разнесены в пространстве на малое расстояние.

3. Угловое разнесение.

При угловом разнесении используются направленные антенны,

ориентированные в самых различных направлениях. При этом рассеянные сигналы, поступающие с различных направлений, являются некоррелированными, а сигналы, принятые направленной антенной, имеют меньшую глубину замираний. Несколько таких антенн образуют систему разнесённого приёма.

4) Частотное разнесение.

Для получения независимых ветвей разнесения используют различные частоты с интервалом разнесения, превышающим ширину полосы когерентности канала связи Ω_к=1/τ_зс или Ω_к=1/τ_зmax. В этом случае замирания сигналов на различных частотах будут некоррелированными. В СПРС

Ω_к ≈500 кГц и частотный разнос ветвей должен быть не менее 1-2 МГц. В декаметровом диапазоне волн Ω_к 1 кГц.

Этот метод по сравнению с пространственным разнесением требует меньшего числа антенн, но более широкий диапазон частот и отдельный передатчик для каждой ветви разнесения. При одном передатчике пикфактор многочастотного сигнала имеет большие значения.

5) Временное разнесение.

Метод основан на некоррелированности последовательных отсчётов амплитуды случайно замирающего сигнала при разносе во времени между отсчетами не менее интервала корреляции (времени когерентности канала) τ_к=1/f_{д max}. Поэтому параметры временного разнесения зависят от скорости V движения ПО, например, при V =100 и диапазоне частот (1-10) ГГц значение τ_к=(5-0,5) мс, причем для неподвижных объектов метод не применим, т.к. и при величина , а τ_к= .

Кроме того, М ветвей разнесения для этого метода получают путем последовательной передачи пакета информации в каждом из М временном интервале. Поэтому требуется обеспечить запоминание и задержку информации в передатчике и приёмнике на время Мτ_к.