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

34 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

44603. Подключение репитера в ЛВС 168.5 KB
  Подключение репитера в ЛВС Репитеры передают весь трафик в обоих направлениях и работают на физическом уровне модели OSI. Однако репитеры позволяют соединять два сегмента которые используют различные физические среды передачи сигналов кабель оптика кабель пара и т. Некоторые многопортовые репитеры работают как многопортовые концентраторы соединяющие разные типы кабелей.
44604. Удаленный доступ к ресурсам сетей 35.5 KB
  Основной характеристикой модема является его производительность измеряемая количеством битов переданных за 1 секунду. Изначально скорость модема измерялась в бодах 1бод = 1 бит с. Однако бод используется в технике связи и относится к частоте изменений аналогового сигнала переносящей биты данных по телефонной линии. В 80х годах скорость бодов равнялась скорости передачи модемов 300 бод было эквивалентно 300 бит с.
44605. Типы модемов 48.5 KB
  Передающий модем просто шлет данные а принимающий принимает а затем проверяет что они приняты без ошибок. Для обнаружения ошибок выделяется дополнительный бит бит четности.32 не предусматривает аппаратного контроля ошибок и он возлагается на специальное программное обеспечение работающее с модемом.42 используют аппаратную коррекцию ошибок и поддерживают MNP4.
44606. Линии связи, используемые модемами 35 KB
  Использование той или иной линии определяется такими факторами как: пропускная способность; расстояние; стоимость. Существует два типа телефонных линий по которым может осуществляться модемная связь: каналы общедоступной коммутируемой телефонной сети коммутируемые линии арендуемые выделенные линии. Коммутируемые это обычные телефонные линии.
44607. Методы удаленного доступа 89.5 KB
  Этот способ часто используется на мейнфреймах и миникомпьютерах но мало распространен в ЛВС. Удаленной управление remote control это метод который позволяет удаленному пользователю получить контроль над локальными ПК в ЛВС корпорации т. управлять одним из ПК в ЛВС.
44608. Совместное использование модемов 45 KB
  Естественно их сотрудники должны иметь возможность связываться со штаб-квартирой. Совместное использование модемов При выборе архитектуры построения таких систем и поддерживающих их ПО необходимо обратить внимание на возможность: поддержки Windows и конфигурации Windows NetWre; интеграции средств защиты сервера и аутенфикации в среде предприятия; способность отсеивания пользователей на уровне портов; возможность подробной регистрации статистической информации и выполняемых операций.
44609. Передача «точка-точка» 37 KB
  Передача точка-точка Технология передачи точка-точка основана на последовательной передаче данных и обеспечивает: высокоскоростную и безошибочную передачу применяя радиоканал типа точка-точка; проникновение сигнала через стены и перекрытия; скорость передачи от 12 до 384 Кбит с на расстояние до 60 м внутри здания и 550 м в условиях прямой видимости.
44610. Локальные и глобальные сети 37.5 KB
  Иногда компьютеры могут находиться на расстоянии нескольких миль и все равно принадлежать локальной сети. Компьютеры глобальной сети ГВС WN Wide re Network могут находиться в других городах или даже странах. Информация проделывает длинный путь перемещаясь в данной сети.
44611. Пакет как основная единица информации в ВС 41.5 KB
  При разбиении данных на пакеты скорость их передачи возрастает на столько что каждый компьютер сети получает возможность принимать и передавать данные практически одновременно с остальными ПК. При разбиении данных на пакеты сетевая ОС к собственно передаваемым данным добавляет специальную добавляющую информацию: заголовок в котором указывается адрес отправителя а также информация по сбору блоков данных в исходное информационное сообщение при их приеме получателем; трейлер в котором содержится информация для проверки безошибочности в...