Flervägs

Den aktuella versionen av sidan har ännu inte granskats av erfarna bidragsgivare och kan skilja sig väsentligt från versionen som granskades den 14 augusti 2019; kontroller kräver 3 redigeringar .

Multipath är en effekt som ses i utbredningen av signaler . Det uppstår under förutsättning att det vid mottagningspunkten för radiosignalen inte bara finns en direkt, utan också en eller en hel serie av reflekterade eller/och bryta [1] strålar. Med andra ord kommer inte bara direkta strålar till mottagarantennen (direkt från själva källan), utan också reflekterade strålar (från jordens yta, byggnader, strukturer och andra föremål).

Effekter

Flervägsutbredning finns i de flesta radiolänkar och kan introducera fel som förvränger bestämningen av radiosignalparametrar. Uppkomsten av reflekterade signaler fördröjda i ankomsttid leder till en förvrängning av formen på signalens korrelationstopp och, som ett resultat, till en förskjutning i uppskattningen av den verkliga fördröjningen. Flervägsfenomenet kan orsaka fluktuationer i amplitud , fas och ankomstvinkel, vilket resulterar i en blekningseffekt .

Om utbredningsfördröjningen för alla strålar är liten jämfört med varaktigheten för kanalsymbolen, uppstår endast våginterferens , vilket leder till fädning.
- Styrmetoder: effektökning, diversitetsmottagning, AGC
Om utbredningsfördröjningen för alla strålar är jämförbar med varaktigheten för kanalsymbolen, överlappar de föregående kanalsymbolerna med de efterföljande (inter-symbol interferens).
- Kampmetoder: kanalutjämnare , bredbandssignaler , styrning av riktningsmönster , ökning av skyddsintervall mellan symboler.

Således kan två huvudkonsekvenser av flervägseffekten av signalutbredning särskiljas: enveloppfädning, intersymbolinterferens.

Intersymbolinterferens

Intersymbolinterferens (ISI) är effekten av överlappande symboler i en mottagare. Ett särdrag hos många radiolänkar (till exempel troposfäriska, satelliter, mobila, etc.) är flervägsnaturen hos radiosignalutbredning. Vid mottagningspunkten är signalen summan av ett stort antal elementära signaler med olika amplituder med en slumpmässig fördröjningstid. Enskilda strålar kan släpa relativt varandra med en betydande mängd (stor vägskillnad mellan olika strålar i radiokanalen), vilket orsakar ISI-effekten.

ISI - signalförvrängning på grund av svar på andra (tidigare) symboler, som kan uppträda som störningar. Denna effekt kan också observeras på grund av den begränsade bandbredden för radiovägen . Beroende på graden av pulsformsdistorsion kan intersymbolinterferensen vara stor eller liten, och själva denna grad, när signaler överlagras, beror på skillnaden i ankomsttiden för signaler vid mottagningspunkten. Skillnaden i utbredningstid över de maximala och minimala vägarna kallas vanligtvis för flervägstiden .

Som regel försämrar flervägsutbredning av signaler kommunikationssystemets prestanda. Genom att anta speciella åtgärder och metoder för signalmottagning kan systemets prestanda förbättras med avseende på envägsprestanda. I synnerhet realiseras denna situation i system med rake-mottagare.

Rake-mottagare

Vid flervägsutbredning är signaler som kommer från olika vägar svagt korrelerade. Effekten av fading kan minskas genom att kombinera sådana signaler. Men för detta är det nödvändigt att separera signalerna som kommer längs olika strålar.

Tänk på en bredbandssignal med en bandbredd som är större än kanalens koherensbandbredd . Med ett lämpligt val av signalmodulering är det möjligt att uppnå upplösning av mottagna flervägskomponenter med följande ankomstskillnad . Här är den maximala spridningstiden. Sålunda, vid den maximala spridningstiden, kan en signalkomponent existera . … Därför kan separerbara signalkomponenter erhållas på mottagningssidan . $W_{1}$ $W_2$ $1/W_{1}$ $Tmax$ $Tmax$ $N=W_{1}\cdot Tmax$ ${\displaystyle Tmax\simeq 1/W_{2))$ $W_{1}/W_{2}$

För att tidsförskjutna flervägskomponenter ska kunna observeras separat vid utgången av ett linjärt mottagarfilter, är det nödvändigt att filtersvaret på varje signalkomponent är kortsiktigt jämfört med deras inbördes tidsförskjutning. Som ett mottagande filter är det bäst att ta ett matchat, eftersom detta filters svar på signalen är autokorrelationsfunktionen (ACF) för signalen. Signaler med skarpa ACF:er är mer lämpade för att separera flervägskomponenter. Därför används bredbandssignaler för flervägsdiversitet: signalen är lång, men filtret förkortar den. Signalen som förvrängs av flervägskanalen (a) appliceras på det matchade filtret, och om signalen syntetiseras korrekt, observeras komponenterna i form av skarpa icke-överlappande toppar vid filterutgången. Dessa toppar liknar trädgårdskrattor ("rake" på engelska). Därför kallas en enhet som utför flervägsseparation en rake-mottagare (eller diversity-mottagare ).

Rake-mottagaren utvecklades av R. Price ( eng. Robert Price ) och P. Green ( eng. Paul Green ) 1958 i USA. Introduktionen av sådan teknologi i industriell skala har blivit relativt ny, och istället för dyra matchade filter används ekvivalenta enkla parallellkorrelatorer med antalet kanaler lika med antalet strålar som ska separeras.

Den mottagna oscillationen r(t) matas till M parallellkorrelatorer, till vars ingångar referenssignalerna k = 1 ... M matas, vilka är kopior av signalen med tidsförskjutningar . Vid utgången från varje korrelator bildas ett svar på motsvarande komponent i insignalen. Vidare matas de erhållna avläsningarna till den kombinerande anordningen. Kravet på signalbandbredd är nödvändigt men inte tillräckligt. Bland de många bredbandssignalerna är det bara de med "skarp" ACF som är lämpliga för en rake-mottagare. $s(tk\cdot \tau )$

Se även

Saleh-Valenzuela modell

Anteckningar

↑ Trådlösa lösningar för lagerautomationssystem . Hämtad 3 juni 2016. Arkiverad från originalet 5 augusti 2016. (obestämd)

Länkar

Litteratur

"GLONASS principer för konstruktion och drift" Fjärde upplagan, reviderad. och ytterligare Redigerad av A. I. Perov, V. K. Kharisov "Radio engineering" Moskva, 2010
"Digital kommunikation. Teoretisk grund och praktisk tillämpning” Andra upplagan, reviderad. B. Sklyar "Williams" Moskva-S:t Petersburg-Kiev, 2003
Bykhovskiy M. A. Informationsålderns pionjärer: The History of the Development of Communication Theory - M.: Technosfera, 2006. - 376 s. - (Telekommunikations- och radioteknikens historia; nummer 4).