B-CDMA: синтез и анализ систем фиксированной радиосвязи - Архипкин В.Я.
ISBN 5-88405-038-0
Скачать (прямая ссылка):
Проще всего классификацию приемных антенных систем на активные и пассивные охарактеризовать словами: все, что способствует налаживанию устойчивой радиосвязи, относится к активным системам, а любые приемные средства, способствующие формированию процедуры компенсации мешающих воздействий, - к пассивным устройствам приема. Так, например, использование в технологии ODMA ближайших абонентов к AC для передачи информации позволяет отнести этих абонентов к активным. Все это конкретизировано чуть ниже, после введения матричных массивов авто- и взаимно-корреляционных функций путем разбиения на подблоки (ячейки, подматрицы и т.п.) полезных сигналов и мешающих воздействий, что в аппаратуре относительно несложно автоматизировать."ЛАВА 1 су|
НТЕЗ ОПТИМАЛЬНЫХ АДАПТИВНЫХ СИСТЕМ РАДИОСВЯЗИ B-CDMA
27
Отметим, что в случае CDMA возникает неоднозначность: при восходящей связи от AC к БС сигналы от всех AC по необходимости являются полезными (активными). При нисходящей от БС к AC каждому из абонентов наряду с полезным сигналом поступает пачка мешающих, поэтому здесь возможны более сложные методы приема с формированием опорных компенсационных процессов в «недрах» системы обработки, хотя на самом деле канал в данном случае выполняет роль пассивного канала приема (физически ясно, поскольку полезная для взаимосвязи информации не передается).
Обратим еще внимание на одну особенность, играющую большую роль в последующем изложении: если на этапе формирования (за счет нестабильностей) или при распространении (за счет МЛР) к манипулирующей фазе добавится равновероятная на интервале (-%, л) начальная фаза ф, то результирующая фаза Ф как любого из сигналов, так и всей пачки CDMA в целом будет равновероятной (многократная свертка результата не меняет):
<*> 1 " 1 *1 ДФ) = |/(ф)/(ф-ФУф = —|ДФ-Ф^Ф = — J f(x)dx =—,
-со -71 -К-Ф
|/(Ф)с/Ф = 1, -Я-Ф<ф-Ф<71-Ф.
1.3.1. Наглядные физические обоснования
Перейдем к систематическому изложению теории оптимальных адаптивных алгоритмов выделения полезных сигналов B-CDMA-3G-4G на фоне остальных мешающих с учетом воздействия негауссовых и нормальных помех и пространствен-но-временных параметров. Рассмотрим сначала общий случай выделения массива полезных сигналов из множества помех разнообразной структуры, обозначая для конкретности через АП активные пункты приема (типа БС), через ПП - пассивные; АПС - совместную активно-пассивную систему связи и обработки, характерную, как отмечалось выше, именно для B-CDMA-3G-4G.
На рис. 1.3,а изображена совокупность полезных сигналов, смесей помех и мешающих сигналов, попадающих как в активные, так и пассивные пункты, в которых никакой обработки заранее не предусмотрено. Подобная модель справедлива как для АС, БС и в целом для БС и совокупности АС. Учтена возможность попадания (просачивания) сигнала в опорные пассивные каналы (пункты). Справа приведен граф взаимосвязи (корреляции) помех основных у и опорных л; каналов, что приводит к появлению блочной матрицы корреляции К с блоками из автокорреляционных (Kxx и Куу) и взаимно-корреляционных (Kxy и Kyx) матричных функций различной размерности, зависящей от размерности векторов у их, многоканальное™ каждого пункта приема, числа модулей при использовании активных или пассивных фазированных антенных решеток (ФАР) и т.д.:
Ґ/ т\ / т\Л
(
K =
КУУ> КУХ
Ы)> Ы)
{у>у]}> (xIxI)
(1.33)ГЛАВА 1 син
а)
Рис. 1.3. Оптимальные адаптивные алгоритмы выделения полезных сигналов: АПС (слева) с графом (справа) корреляционного массива (а); матричные алгоритмы обработки (б, в); векторная диаграмма помех и остатка Y- BX компенсации (г)
в П мер диа ски учи ния (илі
сти бьп вен ляп
Ku
т.е.
вза
уел дел
ЛЄЇ
вле
MH Baf
ве/ /(
не; теї го. ст< но
ри"ЛАВА 1 су|НТЕЗ ОПТИМАЛЬНЫХ АДАПТИВНЫХ СИСТЕМ РАДИОСВЯЗИ B-CDMA 29
Здесь у есть вектор-строка j -й помехи в АП; X1 есть вектор-строка / -й помехи в ПП; индекс T означает транспортирование. Матрица Ay соответствующей размерности учитывает влияние диаграммы направленности антенн АП, а матрица Ax -диаграмм направленности антенн ПП. При использовании объемных (как и плоских) ФАР их можно «развернуть» различным образом (в строку или столбец), что учитывается при конкретизации матриц Ay и Ax. При необходимости учета влияния поляризации целесообразно воспользоваться трехкоординатными проекциями (или углами Эйлера), что утроит размерность матриц Ay и Ax.
Будем далее считать, что все необходимые параметры учтены, и хотя размерности всех рассмотренных матриц (в частности, строчных или столбцовых) могут быть различными, при перемножении матриц выполняется известное условие равенства строк и столбцов двух перемножаемых матриц. С учетом сказанного корреляционные блоки матрицы К имеют вид:
Ku =(AyYiAyYf) = AyKiyAl, Kn ^AxKyxA?, K2l=A2KxyA?, K22=A2KxxA?, (1.34)
т.е. корреляционные матрицы на выходе антенных систем меняются.
Естественно, что совместное рассмотрение АП и ПП приводит к использованию взаимной f(Y,X) или условной /(YIX) многомерных плотностей вероятностей.