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數(shù)字信號(hào)在傳輸過(guò)程中衰落與干擾
來(lái)源: 日期:2013-12-4 20:49:33 人氣:標(biāo)簽:
微波傳輸除考慮自由空間傳播損耗外,還要考慮地面反射、大氣折射、大氣層衰耗、雨致衰耗等因素對(duì)傳播的影響。
地面電視廣播工作在vhf和uhf頻段時(shí),其路徑損耗因素較多。在計(jì)算時(shí)一般采用作“剖面圖法”,要考慮自由空間傳播損耗,以及多個(gè)障礙物的繞射損耗和多個(gè)傳播區(qū)段的反射損耗。
同軸電纜傳輸時(shí),由于電纜內(nèi)外導(dǎo)體都存在一定電阻,再加上絕緣體中不可避免地存在著漏電流,使得高頻信號(hào)能量在傳輸過(guò)程中有一部分損失。這種信號(hào)的衰減與電纜的使用年限和環(huán)境溫度有關(guān),使用時(shí)間長(zhǎng),環(huán)境溫度高,衰減增加。
光纖傳輸時(shí)同樣有光鏈路損耗,包括:光纖的吸收損耗、散射損耗、熔接損耗等。
(2)陰影衰落。地面數(shù)字電視廣播接收到的信號(hào)常會(huì)受到室外的小山、建筑物以及室內(nèi)墻壁的阻擋。事實(shí)上,接收到的信號(hào)功率是一個(gè)隨機(jī)變量,取決于障礙物的數(shù)量和電氣特性。由于這些障礙物引起的信號(hào)改變稱為陰影衰落。
(3)多徑衰落。多徑是由于發(fā)射的信號(hào)經(jīng)不同路徑的反射到達(dá)接收機(jī)的時(shí)間不同造成的。反射路徑還會(huì)隨時(shí)間變化,有飛機(jī)飛過(guò),甚至是樹枝搖動(dòng),也會(huì)引起延遲和衰減的變化。它是地面?zhèn)鬏數(shù)闹饕獑?wèn)題。
(4)平坦衰落,頻率選擇性衰落。信號(hào)衰落還可以用衰落的延遲擴(kuò)展和信號(hào)帶寬的相對(duì)關(guān)系來(lái)描述。延遲擴(kuò)展是信號(hào)中從發(fā)射機(jī)到接收機(jī) 遠(yuǎn)路徑的那個(gè)分量對(duì)直接路徑分量的時(shí)間延遲。
延遲擴(kuò)展是個(gè)隨機(jī)變量,常用它的標(biāo)準(zhǔn)偏差來(lái)表征,叫作信道的延遲擴(kuò)展的方均根(rms)。如果信道在一個(gè)比傳送信號(hào)帶寬更寬的帶寬內(nèi),具有恒定增益和線性相位響應(yīng),那么接收到的信號(hào)承受平均的衰落。這時(shí)接收到的信號(hào)包括一個(gè)隨機(jī)的幅度和相位,但發(fā)送信號(hào)的頻譜特性在接收機(jī)中仍然保持,沒(méi)有附加的信號(hào)失真。
如果信道具有恒定增益和線性相位響應(yīng)的帶寬小于傳送信號(hào)帶寬,信道在接收到的信號(hào)上產(chǎn)生頻率選擇性的衰落,這時(shí)接收到的信號(hào)包括了多樣的傳輸波形。幅度被衰減,時(shí)間被延遲,接收到的信號(hào)當(dāng)然是失真了。頻率選擇性衰落對(duì)載波幅度的影響示意圖如圖所示。
頻率選擇性衰落引入自我干擾,因?yàn)檠舆t擴(kuò)展是那么大,使得某些比特同時(shí)到達(dá)接收機(jī)。這些符號(hào)間干擾(isi)在接收到的比特中形成了一個(gè)“誤碼層”。平坦衰落可增加發(fā)射功率來(lái)平衡,而頻率選擇性衰落不能靠增加發(fā)射功率來(lái)消除,因?yàn)檫@樣做同樣增加了自我干擾。
(5)脈沖干擾。數(shù)字信號(hào)在傳輸中,除有同頻干擾、鄰頻干擾之外,還有一種脈沖干擾。
脈沖干擾是由于燈的開關(guān)、汽車的點(diǎn)火裝置引起的時(shí)間短促而功率較大的電脈沖。它對(duì)數(shù)字信號(hào)的傳輸不利,會(huì)引起一連串的誤碼,是數(shù)字信號(hào)傳輸中的主要問(wèn)題之一。
對(duì)于低功率的脈沖干擾、多載波系統(tǒng)對(duì)它有比較強(qiáng)的抗干擾性,因?yàn)楦蓴_可以被平均地分到整個(gè)fft塊上:另一方面,一個(gè)短的大功率干擾脈沖會(huì)經(jīng)ofdm處理后,擴(kuò)展引起的許多符號(hào)周期的嚴(yán)重干擾,相當(dāng)于脈沖切過(guò)所有的載波,這就會(huì)出現(xiàn)大量的誤碼。
(6)抖動(dòng)與漂移。抖動(dòng)是數(shù)字信號(hào)傳輸過(guò)程中的一種瞬時(shí)不穩(wěn)定性。其定義為:數(shù)字信號(hào)的各有效瞬間相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間位置的偏差,偏差的時(shí)間范圍稱為抖動(dòng)幅度,偏差的時(shí)間間隔對(duì)時(shí)間的變化率稱為抖動(dòng)頻率。抖動(dòng)幅度的單位是ui,它表示單位時(shí)隙。
抖動(dòng)頻率的單位是赫茲(hz)。抖動(dòng)表現(xiàn)在兩個(gè)方面:一是輸入信號(hào)脈沖在某一平均位置左右變化;二是提取的時(shí)鐘信號(hào)在中心位置上的左右變化。
漂移定義為數(shù)字信號(hào)在特定時(shí)間(例如 佳提取時(shí)刻)相對(duì)其理想?yún)⒖紩r(shí)間位置的長(zhǎng)時(shí)間偏移,這里的長(zhǎng)時(shí)間是指變化頻率低于10hz的長(zhǎng)期相位變化。i-tu-tg.810建議規(guī)定,變化頻率高于10hz的短期相位變化稱為抖動(dòng),而將變化頻率低于10hz的長(zhǎng)期相位變化稱為漂移。
漂移將引起傳輸信號(hào)在時(shí)間上偏離理想位置,使輸入信號(hào)比特在判決電路中不能正確識(shí)別,從而產(chǎn)生誤碼,而大幅度的漂移終將轉(zhuǎn)化為滑動(dòng)損傷。
(7)馬賽克現(xiàn)象。在數(shù)字電視畫面上由于傳輸誤碼的增多將出現(xiàn)方塊形圖像丟失,丟失圖像的方塊里充滿噪聲,這種現(xiàn)象稱為馬賽克現(xiàn)象。
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