B-CDMA: синтез и анализ систем фиксированной радиосвязи - Архипкин В.Я.
ISBN 5-88405-038-0
Скачать (прямая ссылка):
реляции помех основного и опорного входов компенсатора). При воздействии пачки сигналов B-CDMA схема усложняется из-за необходимости формирования опорного сигнала в устройстве ФОС на рис. 2.5. Но даже если ограничиться минимально достижимым коэффициентом взаимной корреляции помех основного и опорного входов компенсатора показатели обнаружения оптимальной схемы выше простой корреляционной обработки без компенсации.
Развита теория дискретно-цифровых сигналов B-CDMA, необходимая для оптимизации их пачечной структуры и при формировании опорных сигналов в ФОС. Использование метода «расщепления единицы» позволило относительно легко установить статистические характеристики составных сложных ПСП.
Подробно изучена оптимальная схема (2.39) с компенсацией цифровых мешающих сигналов, показатели качества которой при некоторых условиях (главным образом при по-чиповом сцеплении, т.е. при надежной синхронизации мешающих и опорных по отношению к пачке сигналов B-CDMA) чрезвычайно высоки, чему дано подробное пояснение.
Раздел 2.4 можно назвать «квинтэссенцией» теоретической части в плане синтеза оптимальных адаптивных алгоритмов обработки полезных цифровых сигналов B-CDMA-3G. Изучены разнообразные модели пачки сигналов B-CDMA-3G: детерминированная (полностью известная заранее) и случайная пачки с различными способами обработки и методами усреднения отношений правдоподобия. Получен оптимальный алгоритм обнаружения при точном учете распределений вероятностей пачки сигналов с учетом хвостов распределений, сильно влияющих на вероятность ошибок (в известной литературе хвосты обычно отбрасываются, что делать нельзя, так как аномально большие выбросы описываются именно хвостами распределений), в том числе и в классических схемах (без компенсации помех).
Результаты оптимального синтеза при наличии и отсутствии компенсации более подробно обсуждены (неполный учет негауссовости приводит к заметному снижению показателей качества обработки полезных сигналов). Однако при некоторых условиях «вес» линейно-компенсационно-фильтровой системы обработки может превышать потенциальные выигрыши от нелинейно-фильтровой обработки при отсутствии компенсации. Но модель гауссовости распределения вероятностей пачки близка к правдоподобной, поэтому было проведено сравнение эффективностей различных квазиоптимальных схем с оптимальной (все три случая с компенсацией) и неоптимальной схемой без компенсации, но широко используемой в современных стандартах и системах связи.
Характеристики качества обработки изображены на рис. 2.14 с теми же номерами систем обработки (в скобках указано количество сигналов в пачке B-CDMA); кривая 1 и целый заштрихованный «коридор» кривых 2 соответствуют оптимальным схемам и при вероятностях правильного обнаружения P1 >0,99 при любых «/v
ГЛАВА 2
обстоятельствах позволяют понизить требуемые отношения С/П как минимум на 10 - (-10) = 20 дБ за счет, разумеется, усложнения схемы компенсатора, особенно в матричном компенсаторе (МК), хотя на самом деле все будет определяться про-граммно-аппаратной «начинкой». Поскольку схемы обнаружителей с компенсацией мешающих сигналов приводят к значительно более высоким показателям качества обработки, то совершенно закономерно сравнение классических квадратурных компенсаторов с обратными связями с выхода на вход схемы (KK) с оптимальными (OK). «Оторванность» компенсатора от оптимальных в целом алгоритмов обнаружения приводит иногда к некоторой потере «степени оптимальности», что позволяет провести дополнительную оптимизацию OK по модулю и фазе комплексного (при узкополосных помехах) коэффициента взаимной корреляции. Как и ранее, чем ближе модуль к единице (а рассогласование по фазам помех основного и опорного каналов компенсатора - к нулю), тем стремительнее нарастает выигрыш от использования OK по сравнению с KK, достигая 30 дБ при 5%-ной ошибке по модулю и фазе комплексного коэффициента взаимной корреляции. Глава З
СТАТИСТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ПЕРСПЕКТИВНЫХ И РЕАЛЬНО ИСПОЛЬЗУЕМЫХ СИСТЕМ РАДИОСВЯЗИ B-CDMA-3G ТИПА «СТС-ИСТОК 3/5.0»
3.1. Введение в проблему
Как показано в гл. 2, эффективность оптимальных систем обработки полезных сигналов B-CDMA-3G с компенсацией мешающих сигналов резко возрастает. В реальных условиях работы часто возможны сценарии (из-за воздействия иных помех, нежели учтенных при синтезе) из-за появления MJIP сигналов, интерференционных помех и т.д., которые уводят системы из «области оптимальности», заставляя заниматься либо переоптимизацией, либо, что предпочтительней, анализом эффективности синтезированных систем и оценивать степень их робастности (устойчивости характеристик при меняющихся условиях связи), поскольку учесть все разнообразие возможных сценариев попросту нереально. При этом цифровизация сигналов и систем часто приводит к неожиданным свойствам дискретно-цифрового вероятностного пространства (ДЦВП), которое к тому же непрерывно меняет свои свойства при любых преобразованиях (манипуляции, перемежении, кодировании и т.д., равно как и при обратных к указанным операциях). Поскольку ДЦВП оказывается в высшей степени «неизометрическим» [33-35], то приходится пользоваться более простыми и наглядными методами анализа, что и сделано ниже в данном разделе ценою одного, обычно используемого, но важного исходного предположения, а именно - статистической независимости чипов всех ПСП и всех сигналов в пачке B-CDMA на любой из временных позиций и при любом числе сигналов в пачке. Но и при этих предположениях проблема анализа отнюдь не тревиальна, требует значительных усилий; даже малозначительные на первый взгляд усложнения исходной модели с трудом поддаются последующему анализу, что, впрочем, уже в полной Мере проявилось при синтезе оптимальных алгоритмов обработки с компенсацией мешающих сигналов в гл. 1 и 2.
