În cel mai simplu caz, transformarea aleatoare a semnalului se reduce la însumarea unui semnal cu zgomot aditiv sau zgomot aditiv. În canalele mai complexe, se adaugă modificări aleatorii în parametrii canalului, ca urmare a faptului că semnalul recepționat nu este determinat în mod unic de semnalul transmis.
În forma sa cea mai generală, un sistem liniar (sau un canal liniar) poate fi descris de un IC aleator reprezentând o funcție aleatorie a două argumente: t (momentul observării reacției) și # 964; (timpul scurs de la depunere # 948; puls la intrarea circuitului). Asemenea ORICE are un sistem liniar, ale cărui parametri sunt expuși influențelor externe aleatorii, de exemplu, temperatură, presiune, umiditate etc.
Un canal liniar aleator poate fi de asemenea caracterizat printr-o funcție de transfer aleatorie a variabilelor # 969; și t:
FC a procesului Y (t) la ieșirea unui canal aleatoriu cu o astfel de caracteristică atunci când procesul staționar X (t) este aplicat la intrare este dat de:
unde este sistemul caracteristic canalului aleatoriu.
Generalizând modelul unui canal liniar staționar pentru o acțiune de intrare aleatoare X (t), obținem:
în cazul în care parametrii # 964; și (sau) # 947; fluctuează. De obicei, astfel de fluctuații în liniile de comunicație cu fir sunt cauzate de condițiile externe schimbă- niyami și apar extrem de lent (adică, pe durata intervalului de timp în care Fc -. Lățimea spectrului semnalului, parametrii de canal nu au timp pentru a schimba în mod semnificativ), iar intervalul relativ non-foarte mare.
În canalele radio cu propagarea în mai multe căi de unde radio, în canalele hidroacustice fluctuațiile sunt mai pronunțate. În acest caz, semnalul de la intrarea canalului la ieșirea lui trece de-a lungul căilor paralele (Figura 5.1.1). La ieșirea fiecărei căi, semnalul are forma (5.1.1), dar valorile # 947; și # 964; pentru căile diferite sunt diferite și fluctuează în limite mici.
Figura 5.1.1 - Modelul canalului multipath
În mod tipic, energia valurilor se propagă într-un mediu neomogen și suferă reflexii din diferite neomogenități. Dacă neomogenitățile sunt distribuite într-un volum relativ mic de reflecție sau împrăștiere, atunci diferența de cale (diferența de valori # 964; ) pentru căile individuale sunt mici. În acest caz, durata unui impuls care a trecut printr-un astfel de canal nu va crește practic. Acest canal este numit un singur fascicul. În acest caz, prezența diferitelor căi nu cauzează dispersarea semnificativă (întindere) a semnalului în timp, ci conduce la fenomenul de estompare care are loc în mai multe sau mai puțin schimbări aleatorii ale funcției de transfer a canalului:
. unde L este numărul de raze care intră în punctul de recepție; - coeficientul de transmisie de-a lungul razei l; Timpul de propagare al razei l; - coeficientul complex de transmisie pentru l-ray.
Funcția de transfer în cazul general depinde de frecvență. Datorită deplasărilor haotice ale reflectorilor, valorile lui u Fluctuează, iar în acest caz depinde de timp, reprezentând o funcție aleatorie (interferență multiplicativă). În multe cazuri, această funcție fluctuează mult mai rapid decât cantitățile și # 964;
O caracteristică importantă a unui canal de decolorare este distribuția probabilității funcției complexe de transfer și, în primul rând, modulul său. Pentru cazul când toate aceeași ordine de mărime și de fază schimburi este suficient de fete, distribuția de probabilitate unidimensional este un Rayleigh-yatnosti:
Faza semnalului rezultat # 952; este distribuită uniform pe intervalul (-π, + π). Dispersarea componentelor de tip quadrature # 963; 2 este egal cu puterea medie a semnalului de intrare. Astfel de zamiraniya, precum și canalele în care se manifestă, se numesc Rayleigh.
Dacă într-unul din subgrilele coeficientul de transmisie este mult mai mare decât în altele, adică în plus, reflectată difuz grinzi în locul de recepție vine un fascicul regulat (nu fading), săpunul are modulul de coeficient ne-canal este supus distribuției Rayleigh generalizate:
unde este raportul puterilor medii ale componentelor regulate și fluctuante, este funcția modificată Bessel de ordin zero.
Dacă un semnal de bandă relativ îngustă este transmis pe un canal de fading cu un singur fascicul și deviația standard a întârzierii în fascicule individuale satisface următoarea condiție: <<. (5.1.2) где Fc – ширина спектра сигнала, то изменения начальных фаз на разных час-тотах в спек-тре сигнала почти одинаковы. При этом все состав-ляющие спектра сиг-нала замирают одновременно, т.е. их амплитуды и фазы изме-няются одинаково. Такие за-мирания называются общими или гладкими. Ес-ли же условие (5.1.2) не выполнено, то в разных областях спектра сигнала про-цессы замираний не совпадают (частотно селективные замирания ). При этом наблюдаются существенные изменения формы сигнала, что характерно для многолучевых каналов радиосвязи (приходящие в точку приёма сигналы образованы отражением от сильно разнесённых в пространстве рассеивающих объ-ёмов). Быстрота изменений во времени комплексного случайного процесса: (при фиксированной частоте) или скорость замираний сигнала характеризуется временем корреляции τкор квадратурных компонент X (t,ω )и Y (t, ω ) или шириной спектра замираний .
Interferența este orice impact aleatoriu asupra unui semnal care modifică valoarea parametrilor săi de informație și astfel agravează reproducerea mesajelor transmise. Interferența este diferită în ceea ce privește originea, proprietățile fizice și modul în care afectează semnalul.
În general, interferențele sunt împărțite în cele externe. Intrările sunt introduse la intrarea dispozitivului receptor de pe canalul de comunicație și intern. care apar în dispozitivul receptor însuși.
Ambele interferențe externe și interne sunt suprapuse peste semnal și le distorsionează. O caracteristică caracteristică a acestor tipuri de zgomot este faptul că acestea sunt independente de semnal și apar chiar atunci când semnalul de intrare al dispozitivului de recepție este absent. Pe baza acestei proprietăți, interferențele externe și interne se numesc interferențe aditive. iar impactul acestora asupra semnalului este reprezentat de operator:
unde semnalul de intrare, semnalul util, aditivul pom.
Prin proprietățile lor, interferența aditivă poate fi împărțită în trei grupe: fluctuație, concentrată în spectru (bandă îngustă sau sinusoidală) și pulsată (concentrată în timp).
Prin proprietățile lor, interferența aditivă poate fi împărțită în trei grupe:
1) Interferența fluctuațiilor în cazul general este o schimbare haotică, aleatoare a timpului de tensiune sau curent în orice circuit electric cauzat de mișcarea termică accidentală a electronilor în orice conductor.
Acesta este împărțit în: "zgomot alb" (BSh), "zgomot cvasi-alb" (KBS) și "zgomot gaussovsky" (GSH). Prin zgomot alb se înțelege un proces aleatoriu staționar care are un spectru uniform de frecvență în întreaga gamă de frecvențe de la 0 la ∞. Dacă spectrul este uniform într-o bandă limitată și este adesea zero dincolo de limitele sale, atunci un astfel de proces aleator se numește zgomot cvasi-alb. Un zgomot gaussian sau normal este numit o lege de distribuție (normală) Gaussiană, iar spectrul de zgomot poate fi orice. În conformitate cu această terminologie, zgomotul alb normal (NLS) sau zgomotul Gaussian alb (BSH) este un proces aleator staționar, având o lege normală de distribuție și un spectru uniform de frecvență.
2) interferență Concentrată - partea principală a puterii sale este concentrată în unele părți ale gamei de frecvență este de obicei lățime de bandă mai mică a dispozitivului de primire. De obicei, partea principală a puterii concentrate a zgomotului este situată într-o bandă de frecvență proporțională cu valoarea 1 / T. unde T - durata elementului de transmisie a semnalului interferențe soobscheniy.Takie discret au caracter relativ lungă și reprezintă oscilații sinusoidale de frecvență înaltă modulate LARG unul sau mai mulți parametri (amplitudine, frecvență, fază) generate semnale de interferență .Sosredotochennye sunt extraneous- stații radio, precum și oscilatoare de frecvență înaltă pentru frecvențe înalte (industriale, medicale, etc.).
3) Impuls - este obișnuit să se înțeleagă o astfel de secvență regulată sau haotică de impulsuri de interferență, la care unul sau un număr mic de impulsuri ajung la intrarea dispozitivului de recepție pe durata semnalului elementar T. Un impuls deranjant este orice interferență, a cărei durată este # 964; este mult mai scurtă decât durata semnalului elementar T. Spectrul de astfel de interferențe umple întreaga bandă de frecvență a dispozitivului de recepție, iar energia sa poate fi foarte semnificativă. Impulsul de zgomot include numeroase perturbații atmosferice (de exemplu descărcările de trăsnet) și tulburări industriale (de la dispozitivele de aprindere ale motoarelor cu combustie internă, linii electrice, evacuări de gaze).
Modele de canale continue (cu zgomot aditiv, cu fază nedefinită și zgomot aditiv)
Canalul este afișat printr-un circuit liniar cu o funcție de transfer constantă concentrată într-o bandă de frecvență limitată. Pentru toate canalele continue, toate semnalele de intrare ale căror spectru constă în banda de frecvență Fc sunt acceptabile. având o putere medie limitată Pc (sau putere de vârf Ppek).
Într-un canal ideal, semnalul de ieșire s (t) pentru o intrare dată u (t) este determinat și este definit ca: unde este coeficientul de transmisie a canalului constant, este întârzierea constantă. Acest model este folosit uneori pentru a descrie canalele prin cablu.
Semnalul de la ieșirea unui astfel de canal este:
unde n (t) este zgomotul aditiv Gaussian cu zero așteptări matematice și o funcție de corelație dată.
Cel mai frecvent considerat este un leu sau cvasi-alb cu o densitate spectrala uniforma in banda spectrului de semnal s (t). În cazul general, coeficientul de transmisie și întârzierea sunt presupuse a fi funcții cunoscute ale timpului:
Acest model descrie în mod satisfăcător multe canale prin cablu, canale radio în comunicare în cadrul liniei de vedere, precum și canale de radio cu fading generală lentă, sub care se poate prezice în mod fiabil valorile și.
Acest model diferă de model (5.2.1) prin faptul că întârzierea este o variabilă aleatoare. Expresia pentru semnalele de bandă îngustă la ieșirea unui astfel de canal pentru o constantă și aleatoare poate fi reprezentată ca:
unde este transformarea Hilbert a u (t); Faza aleatorie.
Distribuția probabilităților este cel mai adesea uniformă în intervalul de la 0 la 2.
Acest model descrie în mod satisfăcător aceleași canale ca cel precedent dacă faza semnalului fluctuează în ele. Această fluctuație este cauzată de mici modificări ale lungimii canalului, de proprietățile mediului în care trece semnalul și de instabilitatea de fază a oscilatoarelor de referință.
-Beam un singur canal Gaussian cu fading generală așa cum este descris de (5.2.1) în care multiplicatorul și faza SP sunt, prin urmare, aleatoriu E va quadrature componente Schimbarea componentelor cuadratură X, Y la termenele oscilațiile primite descrise de expresia:
Distribuția unidimensională a coeficientului de transmisie a canalului poate fi Rayleigh sau Rayleigh generalizată. Astfel de canale sunt numite, respectiv, canale cu Rayleigh sau Rayleigh generalizate (sau Ray's) decolorare.
calea de un singur model de decolorare canal cu o descriere destul de bună a multor canale ra-diosvyazi în diferite intervale de lungimi de undă, precum și alte canale.
Un canal Gaussian cu mai multe căi, cu decolorare selectivă prin frecvență, generalizează modelul (5.2.2):
unde N este numărul de raze din canal; Durata medie de întârziere pentru raza n.
Pentru modelul (5.2.3), întârzierile dintre raze satisfac starea>. Modelul multi-fascicul general Gauss descrie multe canale de comunicare radio.
Trimiteți-le prietenilor: