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

17 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

28568. Система электронной подписи Эль Гамаля (EGSA - ElGamal Signature Algorithm) 16.07 KB
  Затем выбирается секретное число х и вычисляется открытый ключ для проверки подписи y=gxmod p Далее для подписи сообщения М вычисляется его хэшфункция т = hM. Выбирается случайное целое k:1 k p1 взаимно простое с р–1 и вычисляется r=gkmod p. После этого с помощью расширенного алгоритма Евклида решается относительно s уравнение m=xrksmodp1. Получатель подписанного сообщения вычисляет хэшфункцию сообщения m=hM и проверяет выполнение равенства yrrs=gxrgks=gxrks=gmmod p.
28569. Система открытого шифрования Эль Гамаля 58 KB
  Для шифрования сообщения M проводится следующая процедура: Выбирается случайное число k kP1=1 Вычисляется G=AK mod P Вычисляется H=yK M mod P Пара G H является шифрованным сообщением M При расшифровании вычисляется: H GX mod P = yK M AXK mod P = M mod P Преимуществами системы ЭЦП и ОШ Эль Гамаля является простота генерации открытых и секретных ключей а так же то что параметры P и A могут быть общими для всех участников сети связи.
28570. Общая схема электронной подписи на основе дискретной экспоненты 14.29 KB
  Пусть DATA – пеpедаваемое Александpом Боpису сообщение. Александp подписывает DATA для Боpиса пpи пеpедаче: Eebnb{Edana{DATA}}. Боpис может читать это подписанное сообщение сначала пpи помощи закpытого ключа Eebnb Боpиса с целью получения Edana{DATA}= Edbnb{ Eebnb{ Edana {DATA}}} и затем откpытого ключа EeAnA Александpа для получения DATA= Eeana{ Edana {DATA}}. Таким обpазом у Боpиса появляется сообщение DATA посланное ему Александpом.
28571. Однонаправленные хеш-функции Понятие хеш-функции 13.67 KB
  Изменения в тексте сообщения приводят к изменению значения хешфункции. На бесключевые хешфункции накладываются определенные условия. однонаправленность устойчивость к коллизиям устойчивость к нахождению второго прообраза Применение ключевых хэшфункций Ключевые хешфункции применяются в случаях когда стороны имеют общий секретный ключ доверяют друг другу.
28572. Примеры хеш-функций 14.18 KB
  Расширение исходного сообщения Собственно хеширование . Расширение исходного битового сообщения M длины L происходит следующим образом. Алгоритм хеширования работает циклами за один цикл обрабатывается блок исходного сообщения длины 512 бит. Цикл состоит из четырех раундов каждый из которых вычисляет новые значения переменных A B C D на основании их предыдущего значения и значения 64битного отрезка хешируемого 512битного блока исходного сообщения.
28573. Примеры хеш-функций Классификация хеш-функций 13.05 KB
  На бесключевые хешфункции накладываются определенные условия. Предполагается что на вход подано сообщение состоящее из байт хеш которого нам предстоит вычислить. Эту операцию называют проверка хеша hashcheck.
28574. Примеры хеш-функций: применение хеш-функций в системах ЭЦП; хеш-функции с ключом 12.72 KB
  Чтобы избежать этого вместе с цифровой подписью используется хешфункция то есть вычисление подписи осуществляется не относительно самого документа а относительно его хеша. В этом случае в результате верификации можно получить только хеш исходного текста следовательно если используемая хешфункция криптографически стойкая то получить исходный текст будет вычислительно сложно а значит атака такого типа становится невозможной. Также существуют другие преимущества использования хешфункций вместе с ЭЦП: Вычислительная сложность.
28575. Примеры хеш-функций sha 12.54 KB
  Для входного сообщения длина которого меньше 264 бит алгоритм SHA1 выдаёт 160битовый результат. Предназначен SHA1 для использования вместе с алгоритмом цифровой подписи DSA. Цифровая подпись формируется на основе дайджеста SHA1 от сообщения что повышает эффективность процесса подписания.