Объединение разнесенных сигналов

редактировать

Объединение разнесенных сигналов - это метод, применяемый для объединения нескольких принятых сигналов устройства разнесенного приема в единственный улучшенный сигнал.

Содержание
  • 1 Различные методы
  • 2 Объединение по времени
  • 3 Пример двусторонней радиосвязи с объединением с переключением
    • 3.1 Как оцениваются сигналы
    • 3.2 Дальность обратной связи для рации
    • 3.3 Снижение помех
    • 3.4 Охват
    • 3.5 Блокировка голосования или опция голосования и удержания
  • 4 См. Также
  • 5 Ссылки
  • 6 Дополнительная литература
Различные методы

Различные Можно выделить методы объединения разнесенных сигналов:

  • Объединение с равным усилением: все принятые сигналы когерентно суммируются.
  • Объединение с максимальным коэффициентом часто используется в больших системах с фазированной решеткой : принятые сигналы взвешиваются по отношению к их SNR, а затем суммируются. Результирующий SNR дает ∑ k = 1 NSNR k {\ displaystyle \ sum _ {k = 1} ^ {N} SNR_ {k}}\ sum _ {{k = 1}} ^ {{N}} SNR_ {k} где SNR k {\ displaystyle SNR_ { k}}SNR_ {k} - ОСШ принятого сигнала. k {\ displaystyle k}k .
  • Комбинирование с переключением: приемник переключается на другой сигнал, когда текущий выбранный сигнал падает ниже заранее определенного порога. Это также часто называют «сканирующим объединением».
  • Выборочное объединение : Из N принятых сигналов выбирается самый сильный сигнал. Когда N сигналов независимы и распределены по Рэлею, ожидаемый выигрыш от разнесения оказался равным ∑ k = 1 N 1 k {\ displaystyle \ sum _ {k = 1} ^ {N} {\ frac {1} {k}}}\ sum _ {{k = 1}} ^ {{N}} { \ frac {1} {k}} , выраженное как коэффициент мощности. Следовательно, любое дополнительное усиление быстро уменьшается с увеличением количества каналов. Это более эффективный метод, чем переключаемое объединение.

Иногда используется более одного метода объединения - например, lucky imaging использует объединение выделения для выбора (обычно) лучших 10% изображений, за которыми следуют равные -усиление объединения выбранных изображений.

Для уменьшения шума были разработаны другие методы комбинирования сигналов, которые нашли применение в отдельных молекулах биофизике, хемометрии среди других дисциплин.

Комбинирование по времени

Когда основное внимание уделяется беспроводной передаче более длинных последовательностей сигналов, таких как, например, пакеты Ethernet, могут наблюдаться конкретные характеристики производительности, касающиеся выигрыша от разнесения в системе беспроводной передачи с параллельным резервированием. Для «временного объединения» пакеты данных одновременно отправляются с избыточностью по параллельным путям. На принимающей стороне из ветвей выбирается первый приходящий пакет и немедленно обрабатывается в направлении конечного приложения. Дальнейшие копии пакета, если они прибывают, отбрасываются. Этот тип объединителя после обнаружения называется "синхронизатором", поскольку значительное улучшение производительности достигается за счет немедленной обработки первого прибывающего пакета.

Пример двусторонней радиосвязи с коммутируемым объединением

В наземно-подвижная радиостанция, где автомобильные и портативные радиостанции связываются с базовой станцией на одной частоте, в пространстве разнообразие достигается за счет наличия нескольких приемников в разных местах. Объединение разнесения, или голосование, в системах двусторонней радиосвязи - это метод увеличения дальности обратной связи от рации и автомобильных мобильных радиостанций.

Схема системы для воды система двусторонней радиосвязи с голосованием. Объекты водоснабжения.

Приемники подключаются к устройству, называемому компаратором голосования или избирателем.

Компаратор голосования выполняет оценку всех принятых сигналов и выбирает наиболее пригодный для использования принятый сигнал. В системах с ретранслятором проголосовавший сигнал передается повторно. В симплексных системах он поступает на динамик консоли на базовой станции. Звук от получателя, за который не проголосовали, игнорируется. Компараторы голосования в аналоговых FM системах могут переключаться между приемниками за десятые или сотые доли секунды (быстрее, чем один слог). Пока понятный сигнал поступает на единственный приемник в системе, повторяющийся звук или звук, отправляемый на динамик консоли, будет понятным.

В этой схеме приемники на удаленных объектах подключаются к компаратору для голосования с помощью частных телефонных линий, канала в банке каналов D4 на DS1 или аналоговой микроволновой канал основной полосы частот.

Как оцениваются сигналы

Самые ранние компараторы для голосования полагались на тональный код, закодированный на отдельном аудиотракте, требуя, чтобы каждый приемный узел имел 4-проводную схему или два аудиотракта. Высота тона изменилась, чтобы представить уровень принятого сигнала или напряжение ограничителя FM-приемника на удаленном приемнике. Это работало плохо, поскольку не учитывало микроволновый шум основной полосы частот или зашумленные схемы телефонной компании.

Новые компараторы для голосования сравнивают отношение сигнал / шум в компараторе для голосования, учитывая сквозной шум, плохие телефонные линии, низкий уровень дисциплины, а также лучший путь разнесенного приема.

Диапазон обратной связи рации

При связи с портативными радиостанциями (рациями ) базовые станции обычно говорят дальше, чем они могут принимать. Голосование между несколькими приемниками на разных сайтах увеличивает вероятность того, что один из приемников получит полезный сигнал от двусторонних радиостанций в системе.

Уменьшение помех

Объединение разнесенных сигналов сокращает один возможный отказ одной точки: любой отказ одного приемника или локальные помехи одному приемнику не будут блокировать прием во всей системе. На площадках оборудования можно разместить множество радиопередатчиков и приемников. Одиночный сайт подвержен локальным, зависящим от сайта сигналам помех. Эти мешающие сигналы могут приходить и уходить при включении и выключении передатчиков.

Потенциальная проблема с приемниками, расположенными на больших высотах, заключается в том, что они могут принимать сигналы из отдаленных округов, префектур или других провинций. Эти нежелательные удаленные сигналы могут быть сильнее, чем полезные сигналы от местных раций. В некоторых случаях удаленные сигналы могут блокировать местные слабые сигналы. Наличие нескольких приемных узлов увеличивает вероятность того, что один из узлов получит локальный сигнал при наличии удаленного, нежелательного сигнала. Выборочный вызов может избавить пользователей от необходимости слушать звук удаленных сигналов, даже если далекие сигналы находятся в пределах диапазона приема одного или нескольких приемников.

Покрытие

В литературе указывается как минимум 95% покрытие для систем двусторонней радиосвязи критических или аварийных служб. Одним из определений покрытия системы является стандарт TSB-88A Ассоциации телекоммуникационной промышленности (TIA).

Опция «блокировка голосования» или «голосование и удержание»

Большинство установок, использующих оборудование объединения разнесенных сигналов, постоянно оценивают лучший принимаемый сигнал по сравнению со всеми другими сигналами. На всем протяжении принятой передачи компаратор может переключать приемники каждые несколько десятых секунды. Когда пользователь рации вызывает затухание сигнала, поворачивая голову, или проезжающий трактор с прицепом блокирует его сигнал в выбранном месте приема, объединяющий блок быстро переключается на другой приемник.

В некоторых установках, оборудование комбинирования разнесенных сигналов сконфигурировано для захвата приемника. Например, в некоторых сельских, региональных системах покрытия каждый приемник покрывает уникальную географическую область. Особого совпадения нет. Если бы система состояла из двух узлов, северного и южного, она выбрала бы лучший из двух и оставалась заблокированной на этом приемнике до тех пор, пока передача не закончилась. Это лучше работает с мобильными радиостанциями, потому что их мощность сигнала обычно стабильна.

В некоторых случаях это голосование и удержание используется для управления выбором передатчика. Рассмотрим случай региональной системы с двумя базовыми станциями: северной и южной. Если оборудование, объединяющее разнесение, проголосует «на север», в следующий раз, когда диспетчер нажмет кнопку передачи, передатчик на север будет нажимать. Это называется управление передатчиком и предназначено для автоматизации выбора передатчика в системах, где доступно более одного места передатчика. В некоторых случаях это не работает.

В мобильных системах передачи данных предпочтительнее использовать блокировку голоса, поскольку постоянное переключение между приемниками приводит к потере пакетов данных. Оборудование объединения разнесения переключается достаточно быстро, чтобы слоги не терялись, но недостаточно быстро, чтобы не терялись биты. Системы мобильной передачи данных обычно используют модемы в мобильных радиостанциях. Мобильные радиостанции обычно передают устойчивые сигналы в более чем один приемный узел, поэтому сила сигнала достаточно высока для правильной работы блокировки голоса.

.

См. Также
Ссылки
Дополнительная литература
Последняя правка сделана 2021-05-17 09:34:04
Содержание доступно по лицензии CC BY-SA 3.0 (если не указано иное).
Обратная связь: support@alphapedia.ru
Соглашение
О проекте