- •Каналы со случайными параметрами
- •Вероятность ошибки приема флуктуирующих сигналов
- •Когерентный прием двоичных сигналов
- •Некогерентный прием двоичных сигналов
- •Разнесение сигналов
- •Широкополосные методы борьбы с многолучевостью
- •Оптимальный приемник при многолучевом распространении сигнала
- •Оптимальный приемник многолучевого сигнала. Случай известных запаздываний
- •Оптимальный приемник многолучевого сигнала. Случай неизвестных запаздываний
- •Приемник офм-сигналов
- •П (е) Отсчетные точки риемники, зондирующие канал
- •Межсимвольная интерференция
- •Приемник с последетекторным интегрированием сигналов
- •Цифровой вариант приемника «Рейк»
- •Сравнение различных приемников офм-сигналов
- •Установка пакетной радиосвязи (упр)
Оптимальный приемник многолучевого сигнала. Случай неизвестных запаздываний
Как отмечалось ранее, времена запаздывания лучей и число лучей К часто являются случайными и заранее не известными переменными. Для того чтобы определить структуру оптимального приемника в этом случае, мы несколько упростим модель многолучевости. Теперь мы будем полагать, что времена tk независимы и описываются одним общим распределением плотности вероятностей р(tк), 0<tк<, а их индексы переупорядочены в соответствии с ростом величины tк. Такая модель противоречит принятым допущениям, потому что условие разрешимости лучей (3.20) в данном случае уже не выполняется, так как возможны два луча, для которых | tk - tl|<1/W. Но вероятность этого события будет мала, если мала суммарная вероятность интервалов длительностью, равной или меньшей 1/W; следовательно, распределение p(tk) должно иметь размытый («диффузный») характер, не иметь высоких пиков и удовлетворять условию W>>1.
Однако для отыскания структуры нашего квазиоптимального приемника указанные отличия от реальности несущественны. Поэтому для случая неизвестных запаздываний интенсивности любых двух лучей ak и al для всех k1 будут полагаться независимыми, что отличается от реальности, так как лучи с незначительно различающимися запаздываниями имеют, как правило, коррелированные интенсивности. Однако интуитивно ясно, что, как и в. случае с упрощенной моделью запаздываний, приемник, полученный на основе этой упрощенной модели интенсивностей лучей, будет близок к оптимальному.
Такой приемник, с учетом сделанных допущений, должен вычислять величины
, l=(1, M) (3.26)
где где p(•) — определенная выше плотность распределения времен запаздывания лучей, Xl(•) — огибающая выхода l-го фильтра, a F[ • ] — некоторая нелинейная функция. Затем значения этих величин сравниваются и индекс наибольшей из них считается принятым сигналом. Таким образом, величину wi можно реализовать, пропуская Xi(t) сначала через нелинейность F, а затем через фильтр с импульсной характеристикой hp(t)=p(—t) и беря отсчет сигнала на выходе этого фильтра в момент времени t=T+. Заметим, что фильтр hp(t) в идеале должен быть согласован с импульсной характеристикой канала hc(t): hp(t) = hc(-t).
Решающая схема, показанная на рис. 3.3, в этом случае заменяется схемой, показанной на рис. 3.5.
С ледует отметить, что в отличие от выражений (3.24) и (3.25), где отсчеты xik, k=0, . . ., К-1, объединяются по линейному и квадратичному законам, для объединения отсчетов в (3,26) используются экстремальные нелинейности экспоненциального типа, показная на рис. 3.6.
Рис.
3.6. Используемый тип нелинейности F(
)
Такая нелинейность подчеркивает сильные сигналы и подавляет слабые. В этом проявляется определенная «самоадаптивность» приемника, в неявном виде присутствующая в (3.26). Следовательно, сигналы на выходе нелинейностей несут в себе информацию, непосредственно характеризующую апостериорные вероятности существования лучей. Согласно (3.26), эти сигналы далее взвешиваются в соответствии с априорными вероятностями размещения лучей, в неявном виде входящими в функцию p(•). Следует подчеркнуть, что изложенная позитивная роль нелинейности проявляется при относительно большой средней величине ОСШ, когда пики сигнала имеют большую величину по сравнению с шумом и уровнем боковых лепестков. При малом ОСШ эффект подавления шума нелинейностями будет выражаться слабее – тем слабее, чем меньше ОСШ. Можно показать, что в данном случае приемник сигналов с известными запаздываниями (например, приемник, реализующий соотношение (3.24) или (3.25)), в котором отсчеты выходных сигналов детекторов огибающей берутся только в моменты времени, соответствующие пикам сигналов, а вклады шума не учитываются, будет иметь более высокие характеристики, чем приемник сигналов с неизвестными запаздываниями.