69032

Каналы с замиранием. Физическая природа. Математические модели

Лекция

Коммуникация, связь, радиоэлектроника и цифровые приборы

В теме 6 речь пойдет о каналах связи при прохождении через которые форма сигнала существенно и случайным образом изменяется. Количество лучей в многолучевом канале случайно в каждом iтом луче имеет место случайное изменение амплитуды переданного сигнала и его фазы.

Русский

2014-09-29

83.5 KB

25 чел.

Лекция 6.1

Тема 6. Сигналы и помехи в каналах со случайной структурой.

Занятие 1. Каналы с замиранием. Физическая природа. Математические модели.

Физическая природа каналов с замиранием. (с дискретной многолучевостью)

Математические модели каналов с замиранеим.

/1/. 143-146


Учебные вопросы.

Физическая природа каналов с замиранием. (с дискретной многолучевостью).

В темах 4 и 5 рассмотрены каналы с неслучайными, либо с одномерными случайными параметрами. В теме 6 речь пойдет о каналах связи, при прохождении через которые форма сигнала существенно и случайным образом изменяется.

Такие изменения связаны с многолучевой природой многих реальных каналов, где сигналы приходят в место приема различными путями. Сигнал, приходящий по одному из путей, называется лучом.

Количество лучей в многолучевом канале случайно, в каждом i-том луче имеет место случайное изменение амплитуды переданного сигнала  и его фазы. Отсюда и термин — каналы со случайной структурой. Упрощенная модель такого канала имеет вид:

     (6.1.1)

К многолучевым каналам относятся радиоканалы при ионосферном и тропосферном распространении радиоволн, гидроакустические каналы, авиационные УКВ радиоканалы с отражением от земли и т. п.

При сравнительно небольшом числе лучей L, когда можно ставить задачу оценки или различения параметров каждого луча, говорят о канале с дискретной многолучевостью.

При большом числе лучей происходит рассеяние во времени сигнала за счет того, что между моментом прихода первого из лучей, t, до прихода последнего луча t, проходит определенное время (разность хода лучей)

      (6.1.2)

В течении этого времени в точке приема накапливается большое число откликов передаваемого сигнала. В результате обобщенная запись принятого сигнала (модель многолучевого канала!) имеет вид:

   (6.1.3)

где — множитель амплитуды и фазы искажений,

— часть предыдущих элементов сигнала, передававшихся до момента .

— часть последующих элементов сигнала, передаваемых после момента  .

— гауссова шумовая помеха.

Явление наложения сигналов (вследствие многолучевости) на сигнал  промежутке времени  называется интерференцией сигналов. При этом лучи практически разделить нельзя.

Сумма сигналов со случайными фазами и амплитудами придает результирующему сигналу свойство замирания (внезапных изменений уровня в значительных пределах).

Таким образом, многолучевость — основная причина замирений сигнала.

Замирания могут быть наблюдаемыми как в частотной области, так и во временной.

Если в частотной области замирания характеризуются примерно одинаковыми значениями изменений амплитуды и фазы, то такие замирания называются общими (гладкими).

Если замирания частотно-зависимы, то говорят о  селективных замираниях (разные значения затуханий и сдвигов фаз для разных частот).

Если во временной области затухания и сдвиги фаз остаются примерно одинаковыми на протяжении нескольких элементов сигналов, то говорят о медленных замираниях.

Если для каждого элемента сигнала наблюдаются разные затухания и сдвиги фаз, говорят о быстрых замираниях.

Общим замираниям соответствует условие:

      (6.1.4)

где — время запаздывания лучей,

— полоса частот сигнала.

Селективные замирания возникают, если:

      (6.1.4а)

Математические модели каналов с замиранием.

Характер изменения затухания при замираниях зависит от соотношения регулярной  и флуктуирующей  составляющих затухания сигнала в точке приема при многолучевом распространении. Фазы предполагаются равномерно распределенными в интервале .

В радиоканалах диапазонов КВ и ближнем УКВ интенсивность медленно меняющейся компоненты  и быстро меняющейся компоненты  соизмеримы. Тогда

  (6.1.5)

т. е. закон обобщенный Релеевский.

При сильных замираниях  распределение приближается к Релеевскому (дальнее тропосферное распространение)

     (6.1.6)

где — среднеквадратичное значение :

При слабых замираниях (радиорелейный канал)  распределение близко к гауссовому.

   (6.1.7)

Поэтому слабые замирания называют гауссовыми.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

21292. Діаграма послідовності 571.5 KB
  Іншими словами хоча повідомлення і має інформаційний зміст воно набуває додаткове властивість надавати направлений вплив на свого одержувача. Повідомлення зображуються у вигляді горизонтальних стрілок з ім'ям повідомлення і також утворюють порядок за часом свого виникнення. Іншими словами повідомлення розташовані на діаграмі послідовності вище ініціюються раніше тих що розташовані нижче. Графічне зображення актора рекурсії та рефлексивного повідомлення на діаграмі послідовності 2.
21293. Методологія обєктно-орієнтованого аналізу і проектування ПЗ. Мова UML 72.5 KB
  Мова UML Зіставлення і взаємозв'язок структурного та об'єктноорієнтованого підходів Граді Буч сформулював головне достоїнство об'єктноорієнтованого підходу ООП наступним чином: об'єктноорієнтовані системи більш відкриті і легше піддаються внесенню змін оскільки їх конструкція базується на стійких формах. Буч відзначив також ряд наступних переваг ООП: об'єктна декомпозиція дає можливість створювати програмні системи меншого розміру шляхом використання загальних механізмів що забезпечують необхідну економію виразних засобів. Системи...
21294. Структурний підхід до проектування інформаційних систем 477 KB
  Основними з цих принципів є наступні: принцип абстрагування полягає у виділенні істотних аспектів системи і відволікання від несуттєвих; принцип формалізації полягає в необхідності суворого методичного підходу до вирішення проблеми; принцип несуперечності полягає в обгрунтованості та узгодженості елементів; принцип структурування даних полягає в тому що дані повинні бути структуровані і ієрархічно організовані. Кожній групі засобів відповідають певні види моделей діаграм найбільш поширеними серед яких є наступні: SADT...
21295. Мета та завдання дисципліни 88.5 KB
  CASEтехнологія являє собою методологію проектування ІС а також набір інструментальних засобів що дозволяють в наочній формі моделювати предметну область аналізувати цю модель на всіх етапах розробки і супроводу ІС і розробляти програми відповідно до інформаційними потребами користувачів. Поняття моделі та моделювання Модель це об'єкт або опис об'єкта системи для заміщення однієї системи оригіналу іншою системою для кращого вивчення оригіналу або відтворення будьяких його властивостей. Слово модель лат. При моделюванні...
21296. Діаграма варіантів використання (use case diagram) 504 KB
  Діаграма варіантів використання use case diagram Вступ Візуальне моделювання в UML можна уявити як певний процес поуровневого спуску від найбільш обший і абстрактної концептуальної моделі вихідної системи до логічної а потім і до фізичної моделі відповідної програмної системи. Для досягнення цих цілей спочатку будується модель у формі так званої діаграми варіантів використання use case diagram яка описує функціональне призначення системи або іншими словами те що система буде робити в процесі свого функціонування. Діаграма...
21297. Життєвий цикл програмного забезпечення 1.58 MB
  Життєвий цикл програмного забезпечення Одним з базових понять методології проектування ІВ є поняття життєвого циклу її програмного забезпечення ЖЦ ПЗ. Структура ЖЦ ПЗ за стандартом ISO IEC базується на трьох групах процесів: основні процеси ЖЦ ПЗ придбання поставка розробка експлуатація супровід; допоміжні процеси які забезпечують виконання основних процесів документування управління конфігурацією атестація оцінка аудит рішення проблем; організаційні процеси управління проектами створення інфраструктури проекту...
21298. Моделювання за допомогою методу Баркера 243 KB
  З їх допомогою визначаються важливі для предметної області об'єкти сутності їх властивості атрибути і відношення один з одним зв'язки. Графічне зображення сутності Кожна сутність повинна мати унікальний ідентифікатор. Кожен екземпляр сутності повинен однозначно ідентифікуватися і відрізнятися від всіх інших примірників даного типу сутності. Одна і та ж інтерпретація не може застосовуватися до різних імен якщо тільки вони не є псевдонімами; володіє одним або декількома атрибутами які або належать сутності або успадковуються через...
21299. Діаграми класів 160.5 KB
  При цьому можливе використання графічних зображень для асоціацій та їх специфічних властивостей таких як відношення агрегації коли складовими частинами класу можуть виступати інші класи. У цих розділах можуть зазначатися ім'я класу атрибути змінні та операції методи.1 Графічне зображення класу на діаграмі класів Обов'язковим елементом позначення класу є його ім'я. На початкових етапах розробки діаграми окремі класи можуть позначатися простим прямокутником із зазначенням тільки імені відповідного класу рис.
21300. Технології та інструментальні засоби проектування 62.5 KB
  Інструментальні засоби моделювання та проектування інформаційних систем Технології та інструментальні засоби проектування Технології та інструментальні засоби проектування CASEзасоби Computer Aided System Engineering складають основу проекту будьякої інформаційної системи. Методологія реалізується через конкретні технології та підтримують їх стандарти методики та інструментальні засоби які забезпечують виконання процесів життєвого циклу. Особливостями сучасних CASEзасобів є наочні графічні інструменти для створення моделей...