Глава 6. Канал с медленными общими замираниями (разнесенный прием)6.1. Методы разнесенного приемаЭффективным средством повышения помехоустойчивости в радиоканалах с замираниями является разнесенный прием в различных вариантах. Наиболее широко распространенным является прием на разнесенные в пространстве антенны, причем чаще применяется прием на две антенны (сдвоенный), реже - на три (строенный). Такие же результаты, как сдвоенный прием на пространственно разнесенные антенны, дает прием на две антенны, принимающие волны, поляризованные во взаимно перпендикулярных направлениях [1], что удобно при связи с подвижными объектами. В последние годы все шире начинает применяться разнесенный прием по частоте, основанный на селективном характере замираний. При этом сигнал в разных полосах частот излучается либо отдельными передатчиками, либо одним передатчиком. Первый вариант может использоваться в тех случаях, когда на приемной стороне условия размещения не позволяют применить разнесенные антенны (например, на подвижном объекте) и требуется любой ценой обеспечить надежную связь. В этом случае использование двух передатчиков, работающих на разнесенных частотах, значительно более выгодно, чем использование одетого в несколько раз более мощного передатчика. Второй вариант чаще всего используется в каналах с частотным уплотнением (см. гл. 9). При ухудшении условий связи передача сообщения дублируется в двух или нескольких каналах. Третий метод разнесенного приема - разнесение по времени - применялся в прошлом в виде так называемой системы Вердана, в которой каждый элемент передавался дважды или трижды с интервалами времени, превышающими время корреляции замирания. Общим для всех этих методов является то, что при разнесенном приеме на приемное устройство (или некоторую совокупность приемных устройств) поступает не один сигнал, смешанный с помехой, а несколько «образцов» этого сигнала с различными реализациями помехи. Число этих образцов будем называть числом ветвей разнесенного приема и обозначать буквой Помехи, действующие в различных ветвях, будем считать взаимно независимыми. Это, безусловно, справедливо, если помехой являются внутренние шумы приемника; в большинстве случаев это справедливо и для помех, поступающих в приемное устройство извне. Для канала с общими замираниями коэффициенты передачи
где индексы Для упрощения задачи мы будем иногда ограничиваться случаем Очевидно, наибольшая верность разнесенного приема может быть получена при полном использовании априорных сведений об ожидаемых сигналах в каждой ветви. При достаточно медленных замираниях, когда можно предсказать значения Помимо этого будут рассмотрены некоторые более простые неоптимальные схемы разнесенного (приема, используемые на практике, в том числе схема дискретного сложения. Следует отметить, что из всех методов разнесенного приема только прием на разнесенные антенны не влечет потери ни мощности сигнала, ни реальной пропускной способности системы. Снижение скорости передачи информации (например, при разнесении во времени) эквивалентно потере мощности, так как при той же скорости можно было бы для одиночного приема увеличить длительность элемента и соответственно повысить среднее отношение энергии элемента сигнала к удельной мощности помехи Для сравнения помехоустойчивости различных систем разнесенного приема следует учитывать эту потерю мощности. Будем обозначать через При разнесении по времени длительность элемента уменьшается в Во многих случаях можно отказаться от строгой линейности режима передатчика либо иметь некоторый запас пиковой мощности, позволяющий на короткие отрезки времени допускать перемодуляцию передатчика. В таких случаях Для наибольшей общности анализа положим
где показатель
|