Методы комбинирования и коммутации при разнесенном приеме

Существует несколько методов комбинирования некоррелированных сигналов при разнесенном приеме. Обычно они классифицируются по следующим трем категориям:

) оптимальное (по критерию максимального отношения сигнал/помеха) сложение,

) сложение с равными весами,

) автовыбор.

При когерентной демодуляции характеристики додетекторного и последетекторного сложения оказываются одинаковыми. Однако при некогерентной демодуляции цифровых ЧМ сигналов, осуществляемой с помощью дискриминатора или автокорреляционного демодулятора, характеристики додетекторного и последетекторного сложения оказываются различными. На Рис.2 приведены структурные схемы, иллюстрирующие методы додетекторного комбинирования.

При идеальной реализации метод оптимального додетекторного сложения обеспечивает максимальное улучшение характеристик помехоустойчивости по сравнению с другими методами. Однако для него требуются блоки фазирования, весовой обработки и сложения (рис.2, а), что существенно усложняет его реализацию.

Структурная схема, иллюстрирующая метод сложения с равными весами, изображена на рис.2, б. Она во многом схожа со схемой оптимального сложения за исключением того, что в ней отсутствуют блоки весовой обработки.

Улучшение характеристик помехоустойчивости, обеспечиваемое сложением с равными весами, по сравнению с оптимальным сложением, оказывается несколько меньше, поскольку помехи и шум, искажающие сигнал и содержащиеся в "зашумленных" ветвях разнесения, могут суммироваться с "чистыми" сигналами ветвей разнесения, не содержащими помех. Для ОВЧ, УВЧ и микроволновых систем подвижной радиосвязи методы оптимального сложения и сложения с равными весами представляются малопригодными. Это связано с трудностями реализации блока фазирования, обеспечивающего необходимую точность и устойчивость характеристик сложения в условиях замираний из-за многолучевости, порождающих быстрые случайные изменения фазы. По сравнению с этими двумя методами комбинирования метод автовыбора в силу простоты реализации представляется более приспособленным для применения в системах подвижной радиосвязи. Согласно этому методу всякий раз выбирается наилучшая ветвь разнесения, т.е. ветвь с максимальным уровнем сигнала (в более современных системах выбирается ветвь с минимальным значением Рс) (см. рис.2, в). Кроме того, устойчивая работа здесь может быть обеспечена даже в условиях быстрых замираний из-за многолучевости. По сравнению с предельным улучшением характеристик помехоустойчивости, обеспечиваемым оптимальным сложением, их улучшение при автовыборе оказывается несколько меньше.

Рис. 2.

Структуры методов комбинирования сигналов при разнесенном приеме: а - оптимальное сложение; б - сложение с равными весами; в - автовыбор.

Главный недостаток этого метода состоит в том, что при его реализации требуется иметь ровно столько приемных каналов с непрерывным контролем, сколько необходимо иметь ветвей разнесения. Этого недостатка лишены приемники с переключением или сканированием. На рис.3 приведены структурные схемы подобных приемников.

Рис.3

Методы автовыбора с фиксированным (а) и переменным (б) порогами. Хотя метод автовыбора с фиксированным порогом проще при реализации и характеризуется большим быстродействием, но невозможно выбрать значение порога, оптимальное для всей области обслуживания. Введение обратной связи решает эту проблему, но может вызвать искажения огибающей и фазы.

В схеме, изображенной на рис.3, а, переключение ветвей разнесения происходит всякий раз, когда уровень сигнала ниже порога. Порог может устанавливаться фиксированным только для небольшой области обслуживания, и он не является наилучшим для всей области. Поэтому уровень порога должен адаптивно подстраиваться при перемещении подвижного объекта, как показано на рис.3, б. Улучшение характеристик помехоустойчивости, достигаемое при использовании метода переключения, зависит от точности установки порога, временной задержки в цепи обратной связи, необходимой для выполнения контроля, оценивания, принятия решения и осуществления переключения.

Следует также отметить, что переходные процессы, возникающие в ВЧ каскадах при переключении и вызывающие искажение огибающей и фазы сигнала несущей, могут снизить достигаемое улучшение. При угловой модуляции, используемой в системе GSM, искажения фазы из-за переходных процессов будут вызывать появление ошибок в демодулированных данных, а искажения огибающей могут быть устранены с помощью предмодуляционных полосовых ограничителей. В Приложении приведены схемы формирования сигналов для стандарта GSM, устойчивых к возможным искажениям. Там же рассмотрены их разновидности, запатентованные Феером.

Рис.4

Статья в тему

Графоаналитический расчет звукоизоляции ограждающих конструкций помещения
звукоизоляция защита информация безопасность Аттестация объекта информатизации по требованиям безопасности информации представляет собой комплекс организационно-технических мероприятий, в результате которых подтверждается, что на аттестационном объекте выполнены требования по безопасно ...