Znajomość właściwości kanału radiowego jest niezwykle istotna przy konstruowaniu systemów telekomunikacyjnych. Propagacja sygnału w środowisku miejskim powoduje, że do odbiornika dociera różnymi drogami wiele replik nadanego sygnału. Wywołuje to interferencje międzysymbolowe tym istotniejsze im rozproszenie opóźnień poszczególnych replik jest większe a ich poziomy energetyczne są porównywalne. Jak przedstawiono między innymi w [1, 2, 3, 6] stosunkowo łatwo można wyznaczyć estymatę odpowiedzi impulsowej kanału. Do podstawowych parametrów kanału radiowego należą: czas pamięci kanału Tm, pasmo koherencji Bcoh, przesuniecie częstotliwości DfD wywołane dynamiczną zmianą drogi sygnału między odbiornikiem a nadajnikiem, czas koherencji Tcoh. W artykule przedstawiono przykłady wyznaczania powyższych parametrów w oparciu o otrzymane estymaty odpowiedzi impulsowych kanału. 2. OPIS ZESTAWU POMIAROWEGO Badania przeprowadzono w oparciu o układ pomiarowy przedstawiony na rys. 1 a opisany między innymi w [3, 6]. Część nadawczą stanowił wektorowy generator sygnałowy. Promiennikiem sygnału była antena tubowa SAS 571 [9] o paśmie roboczym w zakresie od 0,7 GHz do 18 GHz, o zysku energetycznym 9 dBi dla częstotliwości 2,4 GHz i szerokości wiązki głównej dla polaryzacji pionowej 48° oraz 30° dla polaryzacji poziomej. Emitowany sygnał, o częstotliwości nośnej 2,42 GHz, był zmodulowany ciągiem pseudoprzypadkowym o długości 511 bitów. Zastosowano modulację BPSK o szybkości 20Mb/s. Komputer PC Generator sygn. wcz Odbiornik Przemiennik częstotliwości B=20MHz Karta przetwornika A/C fp.cz=57,4 fs=250 Msample/s MHz Zestaw nadawczy Zestaw odbiorczy Rys. 1. Schemat blokow[...]

  1. WSTĘP Znajomość odpowiedzi impulsowej kanału propagacyjnego (ang. Channel Impulse Response CIR) odgrywa bardzo ważną rolę przy opracowywaniu nowych systemów radiokomunikacyjnych oraz przy ich udoskonalaniu. Właściwości transmisyjne kanału są zależne od zjawisk w nim występujących, między innymi od występowania propagacji wielodrogowej [3, 4, 5, 6], która spowodowana jest przede wszystkim odbiciem, ugięciem i rozproszeniem fal radiowych. Propagacja wielodrogowa zależy ponadto od ukształtowania terenu, zmienności tego ukształtowania, zabudowy terenu. Czynniki te powodują, że charakterystyki kanału nie są stacjonarne. W rezultacie tych zjawisk każdy sygnał z nadajnika dociera do odbiornika w postaci wielu składowych o różnych i zmiennych w czasie tłumieniach oraz opóźnieniach. Wobec tego odpowiedź impulsową uwzględniającą tor komunikacyjny opisuje zależność [1] h( t) a (t)e ( ) [ (t)] n j t N n n t = - q n d t -t = Σ1 ; (1) w funkcji opóźnienia t i czasu t, gdzie: an(t) jest amplitudą a q n(t) wartością kątową przebiegu sinusoidalnego dla ścieżki n z wszystkich N dróg propagacji, d(.) stanowi deltę Diraca. W artykule przedstawiono wyniki badań eksperymentalnych prowadzonych w środowisku rzeczywistym i zwrócono uwagę na nieuniwersalny charakter wyznaczanych odpowiedzi impulsowych kanału. Natomiast podstawowe parametry kanału takie jak rozproszenie opóźnienia propagacyjnego, pasmo koherencji, rozproszenie dopplerowskie i czas koherencji zostały wyznaczone dla tego środowiska w [8] zgodnie z procedurami opisanymi w [2]. 2. OPIS METODY POMIAROWEJ Podstawą prowadzonych badań było wyznaczanie estymaty odpowiedzi impulsowej kanału poprzez wyznaczanie korelacji wzajemnej miedzy sygnałem odebranym a nadanym. Odbierany sygnał można określić jako [9]: ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) F t g t y t x t g t F t h t R R T T CIR Ä Ä = Ä Ä Ä (2) gdzie: x(t) - emitowany sygnał; gT(t), gR(t) - zysk energetyczny anteny na[...]

  Streszczenie: W artykule przedstawiono metodę wyznaczania odpowiedzi impulsowej kanału hydroakustycznego za pomocą sygnału zmodulowanego ciągiem pseudoprzypadkowym. Przedstawiono przykładowe odpowiedzi impulsowe wyznaczone w wodach płytkich, jakie stanowiło jezioro. Badania przeprowadzono w warunkach statycznych. Abstract: The paper describes a method of determination of a radio communication channel response by means of a signal modulated by a pseudorandom sequence. The cross-correlation between received and sent signals was applied to calculate the impulse response. Conducted experiments were realized in static conditions. Results of trials in shallow water (a lake) are showed. Słowa kluczowe: hydroakustyka, komunikacja podwodna, odpowiedź impulsowa kanału. Keywords: channel impulse response, hydroacoustic, underwater communication. 1. WSTĘP Potrzebą współczesnego rozwoju techniki jest coraz większe zapotrzebowanie na niezawodne systemy komunikacji bezprzewodowej. Naturalnym wręcz stało się oczekiwanie, że w dowolnym miejscu i środowisku propagacyjnym takie systemy telekomunikacyjne będą dostępne. Jednym z takich środowisk jest toń wodna, środowisko niezwykle złożone i niesprzyjające komunikacji bezprzewodowej o dalekim zasięgu i o dużej przepływności binarnej. Komunikacja realizowana w tym środowisku odbywa się przede wszystkim z wykorzystaniem fali sprężystej o stosunkowo niskich częstotliwościach nośnych, co oczywiście wynika z silnego tłumienia sygnałów o większych częstotliwościach [1]. Jednak w wielu przypadkach wystarczający jest zasięg nie przekraczający kilkudziesięciu metrów. Wówczas możliwym byłoby stosowanie sygnałów o relatywnie dużych częstotliwościach nośnych (kilkaset kiloherców) i możliwe byłoby stosowanie technik z rozpraszaniem widma przy zapewnieniu znacznej przepływności binarnej. Szczególnie kłopotliwym środowiskiem są wody płytkie z licznymi obiektami podwodnej infrastruktury technicznej. Wówc[...]

  1. WSTĘP Propagacja wielodrogowa jest nieuniknionym zjawiskiem występującym w systemach radiokomunikacyjnych. Dla propagacji wielodrogowej sygnał odebrany jest określony zależnością =Σ [ - ] n n n y(t) b (t) s t t (t) (1) gdzie: bn(t) - współczynnik tłumienia sygnału n-tej drogi propagacyjnej, s(t)-transmitowany sygnał, t n(t) - opóźnienie propagacyjne n-tej drogi. 2. OPIS METODY BADAWCZEJ Istotą przeprowadzonych badań była znajomość postaci odpowiedzi impulsowej kanału radiowego, czyli znajomość opóźnień pomiędzy kolejnymi replikami nadanego sygnału docierającymi do odbiornika. Wobec powyższego można wyznaczyć składowe cepstrum, które są wynikiem opóźnionych replik odbieranego sygnału. Zgodnie z analizą przedstawioną w [1, 2] cepstrum stanowi następujące przekształcenie C(y(n)) = F-1(ln(F(y(n)))) (2) gdzie: F - transformata Fouriera, F-1 - odwrotna[...]

  W artykule opisano metodę wyznaczania odpowiedzi impulsowej kanału radiokomunikacyjnego za pomocą sygnału zmodulowanego ciągiem pseudoprzypadkowym. Przedstawiono odpowiedzi kanału wyznaczone w warunkach statycznych oraz przy obracaniu anteny nadawczej w płaszczyźnie poziomej. Porównano odpowiedzi sygnału wyznaczone w warunkach rzeczywistych z symulacjami. 1. WSTĘP Przy projektowaniu cyfrowych systemów radiokomunikacyjnych niezbędna jest znajomość odpowiedzi impulsowej środowiska propagacyjnego. Znajomość odpowiedzi impulsowych pozwala na realizację adaptacyjnych systemów radiokomunikacyjnych. Jak stwierdzono w [1] wyznaczanie odpowiedzi za pomocą sygnałów zbliżonych do delty Diraca jest szczególnie trudne i wymaga stosowania specjalnych metod pomiarowych. W warunkach rzeczywistych, szczególnie w przypadku propagacji sygnału w środowisku zurbanizowanym, górzystym, wewnątrz budynków występuje wielodrogowość. Do odbiornika dociera sygnał w postaci wielu replik o różnych i zmiennych w czasie tłumieniach oraz opóźnieniach. Ważnym parametrem opisującym kanał jest tzw. pasmo koherencji kanału c B . Pasmo to definiowane jest jako zakres częstotliwości, w którym sygnały wejściowe, odległe na osi częstotliwości o mniej niż c B , posiadają na wyjściu kanału skorelowane odpowiedzi amplitudowe i fazowe [3, 5]. Pasmo koherencji można zapisać, jako m c T B 1 - (1) gdzie: m T - jest czasem pamięci kanału, czyli miarą rozrzutu opóźnienia, z jakim przychodzą do odbiornika, wskutek wielodrogowej propagacji, kolejne kopie sygnału nadanego. Parametr m T określa się jako czas, po którym funkcja korelacji maleje, w zależności od definicji, do  1/ e lub do 1/10 swojej wartości maksymalnej [2, 5]. Czas ten często też nazywamy czasem korelacji. Charakteryzuje on w przybliżeniu czas trwania odpowiedzi impulsowej kanału na pobudzenie impulsem w.cz. o bardzo małym czasie trwania. Kolejnym parametrem charakteryzującym [...]

  Streszczenie: W pracy zostały przedstawione wyniki badań rozkładu obwiedni sygnału emitowanego w środowisku miejskim w paśmie ISM 2,4 GHz. W analizie zostały uwzględnione rozkłady Rayleigha, Weibulla oraz Nakagamiego. Celem przeprowadzonych badań było uzyskanie informacji o własnościach statystycznych sygnałów przesyłanych w warunkach statycznych. Abstract: The paper presents results of investigations of distribution of the envelope of a signal emitted in the urban environment in the ISM 2,4 GHz band. Rayleigh, Weibull and Nakagami distributions were considered in the analysis. The investigation was aimed at obtaining information about statistical properties of signal transmitted in static conditions. Słowa kluczowe: kanał transmisyjny, pomiary, rozkład obwiedni. Keywords: transmission channel, measurements, distribution of envelope. 1. WSTĘP Transmisja danych w kanale bezprzewodowym zależy od warunków propagacyjnych. Projektowanie tych systemów wymaga między innymi znajomości charakteru zakłóceń występujących w kanale transmisyjnym. Do ich opisu często stosuje się metody probabilistyczne. Najczęściej wykorzystuje się rozkład prawdopodobieństwa obwiedni, chwilowy oraz średni stosunek mocy sygnału użytecznego do mocy zakłócenia addytywnego, prawdopodobieństwo błędu [3, 4, 6]. Rozkład prawdopodobieństwa obwiedni sygnału opisuje losowy charakter zakłóceń, które wywierają duży wpływ na jakość transmisji. Określenie skutków różnych zjawisk fizycznych występujących w środowisku propagacyjnym nie jest zagadnieniem łatwym. Rozkłady Weibulla, Rayleigha, Nakagamiego, Rice’a są przykładami próby opisu zjawiska zaników sygnału [3, 4, 6]. W artykule zostaną przedstawione wyniki badań rozkładu obwiedni sygnału emitowanego w środowisku miejskim w paśmie ISM 2,4 GHz w warunkach statycznych. W analizie zostaną uwzględnione rozkłady Rayleigha, Weibulla oraz Nakagamiego. 2. OPIS SYGNAŁU ODEBRANEGO W dalszej analizie przyjmujemy z[...]

  Knowledge of a radio communications channel transfer function is essential in ensuring the correct reception of digital broadcasts. Classic determination of the channel impulse response using signals similar to the Dirac delta is extremely difficult. Therefore, there are noticed frequent cases of abandonment of determining the impulse response using high voltage EMD pulses because of the need to conduct separate studies on the methodology of measurements. For example, in the work [1] is proposed to find properties of the radio channel in time and frequency domains by tests with using a vector network analyzer. The measurement of the propagation channel impulse response plays a very important role both in improving and developing new radio communication systems. Properties of the transmission channel are dependent phenomena occurring in it and among them the presence of multipath propagation, caused primarily a reflection, deflection and dispersion of radio waves [1-5]. This propagation also depends on the terrain, the volatility of the formation, land development. Above factors make the channel characteristics are not stationary. As a result of these phenomena, any signal from the transmitter reach the receiver in the form of several components of different and time-varying attenuation and delay. The paper presents some results of experiments conducted in a real propagation environment. Radio communication channel A signal transmitted by the radio communication channel can be represented using formula [2]: (1) where: a(t) - an amplitude of the signal, φ(t) - a phase of the signal, f0 - carrier frequency, a~(t) = a(t) exp[ j (t)] - complex amplitude. For the multipath propagation the signal received is determined by [2]: (2) where: βn(t) - attenuation coefficient of the nth propagation path, τn(t) - propagation delay of the nth path. An important parameter describing the channel is so called channel cohe[...]

Propagacja wielodrogowa jest nieuniknionym zjawiskiem występującym w systemach radiokomunikacyjnych. Zjawisko to jest szczególnie istotne, gdy mamy do czynienia z propagacją w warunkach NLOS (ang. non-line-of-sight), czyli przy braku bezpośredniej widoczności między antenami nadawczą i odbiorczą [4, 11]. Sygnał przesyłany przez kanał radiokomunikacyjny można przedstawić przy pomocy zależności [...]

  Jednym z podstawowych elementów ratownictwa jest lokalizacja obiektów (rozbitków), która warunkuje podjęcie działań ratowniczych SAR (Search And Rescue). Praktycznie wszystkie metody lokalizacji obiektów wykorzystują bezprzewodowe tory transmisyjne oparte na propagacji fal radiowych. W praktyce do określania położenia źródeł sygnałów radiowych wykorzystuje się sześć metod: COO (Cell Of Origin), AOA (Angle Of Arrival), RSS (Received Signal Strength), TOA (Time Of Arrival), TDOA (Time Difference Of Arrival), A-GPS (Assisted GPS, Assisted Global Positioning System) [1-3]. Zasadnicza ich część znajduje zastosowanie głównie w sieciach komórkowych dzięki rozbudowanemu systemowi stacji bazowych o ściśle zdeterminowanych położeniach oraz wykorzystaniu określonej struktury czasowo-częstotliwościowej transmitowanych sygnałów. Ze względu na swoją specyfikę, metody te - oprócz AOA i A-GPS - nie mogą być wykorzystane do celów ratownictwa. Ponadto każda z powyższych metod lokalizacji źródeł sygnałów ma zasadnicze wady. Wykorzystanie pierwszych pięciu metod jest możliwe tylko w przypadku, gdy lokalizowane źródło sygnału stanowi jeden z elementów funkcjonujących w danym systemie radiokomunikacyjnym. W tym przypadku jest możliwe wykorzystanie określonej struktury transmitowanych sygnałów oraz przesyłanie danych niezbędnych do wyznaczenia położenia wybranego elementu systemu radiowego, będącego ruchomym źródłem sygnału. Ostatnia z wyżej wymienionych metod, związana z metodami radionamierzania (DF - Direction Finding) [4,5], może być wykorzystana do wyznaczania położenia źródeł sygnałów funkcjonujących w warunkach pełnej niezależności od systemu realizującego procedury namiaru. Wyznaczanie kierunku na źródło promieniowania elektromagnetycznego w tym przypadku wymaga jednakże stosowania rozbudowanych systemów antenowych w odbiorczych urządzeniach namierzających [4,5]. Wada ta w znacznym stopniu utrudnia zastosowanie metody AOA (DF) w ratownictwie[...]

W ostatnim czasie wzrosło zainteresowanie nowymi materiałami pod kątem ich przydatności do zastosowania jako elementy absorbujące lub odbijające niepożądane mikrofalowe promieniowanie elektromagnetyczne. Przyczyną tego jest konieczność ochrony cywilnych oraz wojskowych infrastruktur i systemów elektronicznych, które mogą stać się obiektami ataków terrorystycznych i woj.- skowych z użyciem silnych sygnałów mikrofalowych. Poszukiwania nowych materiałów absorpcyjno-odbiciowych kierunkowane są szczególnie na tzw. metamateriały mikrofalowe, których niestandardowe właściwości elektromagnetyczne są mało znane i rozpowszechnione praktycznie. Pod względem geometrii metamateriały dzielimy na objętościowe i planarne [1]. Sposób oddziaływania promieniowania elektromagnetycznego ze strukturą metamateriałową silnie zależy od jej kształtu i wymiarów charakterystycznych oraz elementów składowych i ich parametrów materiałowych. Wymiary struktury metamateriałowej są znacznie mniejsze od długości fali promieniowania elektromagnetycznego. Generalnie oddziaływanie promieniowania elektromagnetycznego ze strukturą metamateriałową zależy od jego częstotliwości. Oddziaływanie to może mieć charakter rezonansowy lub nierezonansowy (szerokopasmowy) a najczęściej mieszany [2]. W niniejszej pracy przedstawiamy wyniki numerycznych badań symulacyjnych parametrów elektromagnetycznych wybranej struktury metamateriałowej pod kątem jej właściwości absorpcyjnych i odbijających promieniowanie elektromagnetyczne w zakresie mikrofalowym od 1 GHz do 20 GHz. Do symulacji wybrano zmodyfikowaną wersję jednej ze znanych planarnych mikrofalowych struktur metamateriałowych, występującą w literaturze pod nazwą struktury rozszczepionego rezonatora pierścieniowego SRR (Split-Ring Resonator) [3]. W badaniach symulacyjnych użyty został program CST Studio w wersji Student. Wybrana struktura metamateriałowa W niniejszej pracy zasymulowano oddziaływanie promieniowania mikr[...]