2015-05-30
2138
1. Основные характеристики радиоприемников. Структурные схемы радиоприемных устройств и показатели радиотракта приемника.
Рис. 7.6 Структурная схема приемника прямого усиления
Такая структура приемного устройства называется схемой прямого усиления, потому что принимаемый сигнал усиливается без дополнительных преобразований, на той же самой частоте, на которой он был излучен. При усилении слабых сигналов схема усилителя радиочастот усложняется, становится многокаскадной. Схема приемника очень проста, но с ростом частоты принимаемого сигнала становится все труднее обеспечить хорошую избирательность и чувствительность принимаемых сигналов, особенно при перестройке несущей частоты
– средней частоты настройки приёмникам f0;
– полосы частот принимаемого сигнала F;
– количества принимаемых частот связи или диапазона перестройки
– чувствительности приёмника PЧ;
– избирательности по соседнему каналу
– избирательности по зеркальному каналу;
– динамического диапазона входных сигналов;
– динамического диапазона выходных сигналов;
– характеристики входного сигнала (вид модуляции и т. д.);
– требований к выходному сигналу приёмника (амплитуда, напряжение и т. д.);
– стабильности и максимального уровня входного сигнала
Рис. 7.7 Структурная схема супергетеродинного приемника
Отличительной особенностью супергетеродинного приема является преобразование (перенос) спектра принимаемого сигнала из области несущей частоты в область промежуточной частоты с помощью местного маломощного генератора (гетеродина). Достоинством такой технологии приема является то, что при изменении несущей частоты принимаемого сигнала нет необходимости изменять параметры настройки многокаскадного усилителя радиочастот, достаточно изменить частоту гетеродина. Технически это гораздо проще, чем добиваться одинакового изменения параметров в каскадах со сложными характеристиками. В конечном итоге это дает возможность строить приемники радиосигналов с хорошими показателями чувствительности и избирательности, так как основное усиление сигнала осуществляется в постоянном диапазоне частот.
Приемные устройства характеризуются следующими параметрами: диапазоном принимаемых частот, видом принимаемого сигнала, чувствительностью, избирательностью, диапазоном частот и мощностью выходного сигнала.
Избирательностью (селективностью) - это способность радиоприемного устройства выделять нужный сигнал от множества электромагнитных колебаний, наведенных в приемной антенне, ослабляя все остальные мешающие сигналы.
Чувствительность – это мин. уровень сигпала, который воспринимается как полезный при известном уровне шума и заданном соотношении сигнал/шум
Под п омехоустойчивостью понимается способность приемного устройства функционировать с требуемыми характеристиками качества приема в условиях помех.
Под шумом РП устройства подразумевается шум возникающий в элементе при прохождении через него эл тока
2. Многолучевость распространения радиоволн. Методы борьбы с многолучевостью.
Многолучево́е распростране́ние — это эффект, наблюдаемый при распространении сигналов. Возникает при условии существования в точке приема радиосигнала не только прямого, но и ещё одного или целого ряда отражённых лучей. Другими словами, на антенну приёмника приходят не только прямые лучи (непосредственно от самого источника), но и отражённые (от земной поверхности, зданий, строений и прочих объектов).
Многолучевое распространение присутствует в большинстве радиолиний и может вносить погрешности, искажающие определение параметров радиосигнала. Возникновение отраженных, задержанных по времени прихода, сигналов приводит к искажению формы корреляционного пика сигнала и, как следствие, к смещению в оценке истинной задержки. Явление многолучевого распространения может вызвать флуктуации амплитуды, фазы и угла прибытия, что приводит к эффекту замирания.
Если задержка распространения всех лучей мала по сравнению с длительностью канального символа, то возникает только интерференция лучей, приводящая к замираниям.
Методы борьбы: увеличение мощности, разнесенный прием, АРУ(автомат.регули.усиления)
Для борьбы с быстрыми замираниями используются два основных метода: разнесённый приём и работа с расширением спектра (использование скачков по частоте или метода CDMA).
Разнесённый приём, то есть применение двух или более приёмных антенн, применим только для базовых станций. Вариантов разнесённого приёма несколько. Перечислим несколько из них:
– разнесение по времени (легко реализуется лишь в цифровой форме);
– разнесение по частоте (соответственно расширяется полоса частот);
– разнесение по углу (по направлению приёма);
– разнесение по поляризации;
– разнесение в пространстве (наиболее часто применяемый на практике).
Значительно целесообразней в сотовой связи применять методы, связанные с расширением спектра.
Конкретно этот метод реализуется в использовании скачков по частоте.
Скачки по частоте
Расширение спектра частот может осуществляться за счет модуляции прямой последовательностью (классический метод CDMA) или использованием скачков по частоте (используется в стандарте GSM). При использовании метода скачков по частоте каждый физический канал периодически переводится на новый частотный канал. Так как замирания сигнала являются частотно-селективными, то при изменении рабочей частоты на величину 100…300 кГц эти замирания будут с большей вероятностью устранены. Применяют медленные и быстрые скачки по частоте. При медленных скачках период изменения частоты значительно больше длительности передаваемого сообщения, при быстрых – меньше длительности символа. Скачки по частоте вовсе не являются обязательными. В зависимости от ситуации в линии связи (среде распространения) они начинаются с центра коммутации.
Если задержка распространения всех лучей сравнима с длительностью канального символа, то возникает наложение предыдущих канальных символов на последующие (межсимвольная интерференция).
Методы борьбы: канальный эквалайзер, широкополосные сигналы, управление диаграммой направленности, увеличение защитных интервалов между символами.
Эквалайзинг
Применяется этот метод в системах TDMA для уменьшения межсимвольных искажений.
Эквалайзер это по существу адаптивный фильтр, который настраивается так, чтобы сигнал на его выходе был по возможности максимально очищен от межсимвольных искажений. Всегда можно считать, что существует основной сигнал и один или несколько сигналов, пришедших с других направлений (многолучевое распространение). Сдвиг по времени между основным сигналом позволяет использовать при соответствующем сдвиге его и подбором весовых коэффициентов обеспечить значительную компенсацию второстепенных сигналов. Схем эквалайзеров множество и не в каждой сотовой системе они применяются. Устанавливаются эквалайзеры в приёмной части сотовой связи. Схемы и характеристики эквалайзера не регламентируются стандартами.
Таким образом можно выделить два основных последствия многолучевого эффекта распространения сигналов: замирание огибающей, межсимвольная интерференция.
