B-CDMA: синтез и анализ систем фиксированной радиосвязи - Архипкин В.Я.
ISBN 5-88405-038-0
Скачать (прямая ссылка):
В более общих случаях необходимо использовать специальный формирователь опорного сигнала (ФОС), оптимальный алгоритм усложняется, но в отличие, скажем, от известных [35] квадратурных автокомпенсаторов оптимальный алгоритм всегда устойчив, паразитная компенсация полезного сигнала практически отсутствует, а показатели подавления помехи как минимум на 25-30 дБ выше за счет полного предварительного (априорного) описания многомерной статистики всей совокупности сигналов и помех, что часто является задачей вполне реальной.
На базе метода «расщепления единицы», позволяющего легко контролировать основные статистические выводы и важнейшее условие нормировки [33], развита теория анализа цифровых ансамблей сигналов и помех в системах B-CDMA-3G с заданными свойствами, необходимая для дальнейшего углубления теории цифровой обработки сигналов B-CDMA-3G-4G. Была решена проблема синтеза оптимальных адаптивных систем обработки с компенсацией мешающих воздействий произвольной цифровой природы. В частности, подробно проанализирована схема с почиповой компенсацией мешающих сигналов, которая требует синхронизации поступающей на вход приемника пачки сигналов B-CDMA с опорной пачкой сигналов, что приводит к чрезвычайно высоким показателям качества обработки. Указанное свойство наглядно поясняется, в том числе на примере системы «СТС-Исток 3/5.0» и ее модификаций, при различных моделях пачки (от детерминированной до полностью случайной) и разнообразных способах усреднения отношений правдоподобия и методов обработки, с учетом хвостов распределений и экстремальных значений выбросов при гауссовом и негауссовом распределениях вероятностей пачек. Синтезированы оптимальные алгоритмы обработки и вычислены показатели качества (вероятности ошибок различного рода).
Схемы компенсации часто можно использовать в отрыве от оптимального в целом [34] алгоритма обработки (поэтому они названы квазиоптимальными). При этом правомерно сравнение последних с известными квадратурными автокомпенсаторами помех при обратных связях с выхода на вход. Квазиоптимальность позволяет осуществить дополнительную экстремизацию по модулю и фазе комплексного при узкополосных помехах коэффициента взаимной корреляции по основному и опорному входам компенсатора, что позволяет увеличить эффективность их подавления по сравнению с квадратурными автокомпенсаторами на 30 дБ (при 5%-ных ошибках по модулю и фазе).
В гл. 3, самой «объемной», развиты методы статистического анализа и изложены результаты исследований помехоустойчивости (робастности) цифровых синтезированных и реально используемых алгоритмов, схем и блоков систем B-CDMA (в том числе «СТС-Исток» и его модификаций), цифровизация которых часто приводит к неожиданным свойствам систем, чему дано подробное физическое истолкование. Выполнен полный статистический анализ на базе метода «расщепления единицы» начальных моментов (средних значений, дисперсий, моментов четвертого и более высокого порядков) и смешанных моментов любого порядка (в частности, авто- и взаимно-корреляционных функций - АКФ и ВКФ соответственно) пачки из произвольного числа сигналов B-CDMA.
Удалось решить открытую до сих пор проблему полного статистического описания экстремальных выбросов и дать оценку влиянию хвостов негауссовых распределений вероятностей (именно поведение хвостов определяет вероятности ошибочных решений) на характеристики качества обработки цифровых сигналов системами B-CDMA ценою только одного упрощающего предположения, используемого во всей известной литературе, - статистической независимости чипов в ансамбле и пачке сигналов B-CDMA (иначе - применять оператор многократной свертки нельзя).
Проведен учет влияния трафика - детерминированного и случайного (гауссовая и равновероятные модели) - на статистические свойства сигналов в пачке B-CDMA, о
ВВЕДЕНИЕ
что эквивалентно дополнительной «стохастизации» полезных сигналов (это приводит к снижению скорости передачи).
Осуществлен практически важный анализ всех статистических характеристик пачки сигналов B-CDMA на выходе корреляторов (согласованных фильтров) с учетом степени априорной осведомленности о сигналах и фильтрах (от полной детерминированности до полной стохастичности). Доказано, что практически даже в момент сжатия сигнала нормализации нет (следствие негауссовости экстремальных значений и отсутствия наложения хвостов распределений), среднее значение скачком возрастает в E2IN раз при N сигналах с базой Б в пачке B-CDMA (дисперсия растет заметно медленнее), а отношение С/П растет пропорционально Б2. При этом увеличение степени априорной неопределенности о фильтрах (или сигналах) эквивалентно дополнительному «зашумлению» приема, приводящему к ухудшению показателей качества обработки и к снижению скорости передачи, наибольшему при полной взаимной неопределености.
Подробно рассмотрены практически важные для дальнейшего вопросы статистики квадратур полезных сигналов и помех, негауссовых и декоррелированных только при статистической независимости и равновероятности чипов псевдослучайной последовательности (ПСП), а также влияния ограниченности динамического диапазона на внутриимпульсную обработку чипов (в силу реального завала фронтов) и на точность синхронизации.
