www.chms.ru - вывоз мусора в Балашихе 

Динамо-машины  Сигналы и спектры 

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 [ 101 ] 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233 234 235 236 237 238 239 240 241 242 243 244 245 246 247 248 249 250 251 252 253 254 255 256 257 258 259 260 261 262 263 264 265 266 267 268 269 270 271 272 273 274 275 276 277 278 279 280 281 282 283 284 285 286 287 288 289 290 291 292 293 294 295 296 297 298 299 300 301 302 303 304 305 306 307 308 309 310 311 312 313 314 315 316 317 318 319 320 321 322 323 324 325 326 327 328 329 330 331 332 333 334 335 336 337 338 339 340 341 342 343 344 345 346 347 348 349 350 351 352 353 354 355 356 357 358

б) Найдите SNR вне предварительного усилителя.

5.18. Приемник с шум-фактором 13 дБ соединен с антенной с помощью 75 футов линии передачи, имеющей сопротивление 300 Ом и потери 3 дБ на 100 футов.

а) Вычислите общий шум-фактор линии и приемника.

б) Между линией и приемником внесен предварительный усилитель (усиление - 20 дБ, шум-фактор - 3 дБ). Определите общий шум-фактор линии, предварительного усилителя и приемника.

в) Вычислите общий шум-фактор, если предварительный усилитель вставлен между антенной и линией передачи.

5.19. Система спутниковой связи использует передатчик, дающий 20 Вт мощности на несущей частоте 8 ГГц, которая подается на параболическую антенну диаметром 2 фута. Расстояние к принимающей наземной станции равно 20 ООО морских миль (37 072 км). Принимающая система использует 8-футовую параболическую антенну, а ее шумовая температура равна 100 К Пусть эффективность антенны равна 0,55. Случайные потери равны 2 дБ.

а) Вычислите максимальную скорость передачи данных, если используется дифференциальная когерентная модуляция PSK (DPSK), а вероятность битовой ошибки не превышает 10

б) Повторите п. а, предполагая, что передача на наземную станцию ведется на несущей 2 ГГщ

5.20. Пусть автоматический космический аппарат с несущей 2 ГГц и транспондером 10 Вт работает в непосредственной близости от Сатурна (расстояние 7,9 X 10* миль от Земли). Размер антенны принимающей наземной станции равен 75 футов, шумовая температура системы - 20 К. Вычислите граничный размер антенны космического аппарата, необходимой для закрьпия канала со скоростью передачи 100 бит/с. Пусть требуемое отношение EJNo- 10 дБ, а случайные потери не превьш1ают 3 дБ. Эффективность каждой антенны считать равной 0,55.

5.21. а) Имеем входной каскад приемника со следующими парамефами: усиление - 60 дБ, ширина

полосы- 500 МГц, шум-фактор- 6 дБ, мощность входного сигнала = 6,4 х 10 Вт, температура источника, 7д deg; - 290 К, потери в линии - О дБ. Между антенной и приемником введен предварительный усилитель со следующим характеристиками: усиление- 10 дБ, шум-фактор- 1 дБ. Определите общий шум-фактор (в дБ). Каково при данной реализации было получено улучшение шум-фактора (в дБ)?

б) Найдите (в дБ) улучшение параметра SNR на выходе, связанное с улучшением шум-фактора.

в) Повторите п. б для Т = 6000 К. Чему (в дБ) равно улучшение SNR на выходе?

г) Повторите п. б для 7/ = 15 К. Чему (в дБ) равно улучшение SNR на выходе?

д) Какой вывод можно сделать из ответов на предыдущие вопросы относительно влияния улучшения шум-фактора на улучшение параметра SNR на выходе? Ответ аргументируйте.

5.22. а) Используя данные парамефы канала, найдите максимальный допустимый шум-фактор

приемника. Применяется когерентная схема BPSK с вероятностью битовой ошибки 10 при скорости передачи данных 10 Мбит/с. Частота передачи - 12 ГГц, мощность EIRP- ОдБВт, диаметр принимающей антенны - 0,1 м (эффективность предполагается равной 0,55), а температура антенны - 800 К. Расстояние между передатчиком и приемником равно 10 км. Резерв равен О дБ; также предполагается отсугствие непредвиденных потерь.

б) Если в условии п. а удвоить скорость передачи данных, то как это скажется на шум-факторе?

в) Если в условии п. а удвоить диаметр антенны, то как это скажется на шум-факторе?

5.23. а) Десять пользователей одновременно (используя схему FDMA) получают доступ к нереге-

неративному спутниковому ретранслятору с шириной полосы 50 МГц. Пусть мощность



EIRP каждого пользователя равна 10 дБВт, А, = GrJLJL = -lAOji. Чему равна общая мощность Pj, полученная приемником спушика?

б) Пусть шумовая температура спутника равна 2000 К. Чему равно значение шума спутника (в Вт) относительно входа приемника?

в) Чему равно отношение SNR в канале земля-спутник для каждого пользовательского сигнала

г) Пусть спутник получает одинаковые мощности от всех пользователей. Чему равна доля E1RP спутника, выделяемая каждому из 10 пользовательских сигналов? Если мощность E1RP канала спутник-земля равна 1000 Вт, какая мощность (в Вт) на одного пользователя приходится в этом канале?

д) Какую мощность выделяет спутник для ретрансляции шума канала земля-спутник ?

е) Каким каналом ограничена система? Ответ аргументируйте.

ж) На наземной станции шумовая температура приемника равна 800 К. Чему равно общее среднее отношение спектральных плотностей сигнала к шуму {PJNo) для отдельной пользовательской передачи в полосе 50 МГц? Коэффициент у= ОЦЕ считать равным -140 дБ.

з) Пересчитайте PJNo, используя приближенный результат, полученный при ответе на п. е.

и) При отсутствии комбинационных помех часто используется следующее соотношение:

-1 / \-1

общее

(Рг]

(земля-спутник) +

(спутник-земля).

Вычислите PJNo с помощью приведенного выражения и сравните результат с ответами на пп. ж и 3.

5.24. Сколько пользователей могут одновременно получать доступ к нерегенеративному спутниковому ретранслятору, ширина полосы которого равна 100 МГц, так чтобы каждому пользователю доставалось 50 Вт из общей мощности спутника 5000 Вт Эффективная системная температура на спутнике 7j deg; = 3500 К. Пусть мощность EIRP в каждом пользовательском канале равна 10 дБВт, а коэффициент у= G/LjL равен -140 дБ.

5.25. Канал с шумом AWGN имеет следующие параметры и требования: скорость передачи данных - 2,5 Мбит/с; модуляция - когерентная BPSK с идеальной синхронизацией частоты, несущей и случайного смещения фазы; требуемая вероятность ошибки - 10 ; несущая частота- 300 МГц; расстояние между передатчиком и приемником 100 км. Мощность передатчика 10 Вт; диаметры передающей и принимающей антенны равны 2 м, их эффективность - 0,55; температура принимающей антенны - 290 К; потери в канале от выхода принимающей антенны до входа приемника - 1 дБ, иные потери отсутствуют. Найдите максимальный граничный шум-фактор приемника (в дБ), который может закрыть канал.

5.26. Ручной радиоприемник принимает и передает данные со скоростью 1 Мбит/с и вероятностью битовой ошибки 10 . Он должен работать на расстоянии 10 км на несущей 3 ГГц. В качестве схемы модуляции используется DPSK, а G/T = -30 дБ/К. Данное радио может использоваться в машинах и подвергаться потерям вследствие замирания. Разработчик радио желает исследовать компромиссы между минимизацией требуемой мощности EIRP и максимизацией сопротивления замиранию. Создайте таблицу, в которой будут показаны несколько пар значений EIRP-потери вследствие вами-рания . Интересующие нас значения EIRP должны принадлежать диапазону 300 мВт- 10 Вт. Можно ли удовлетворить системные требования, если потери вследствие замирания равны 20 дБ, а E1RP меньше 10 Вт?

5.27. Разработчик решил, что радио, описанное в задаче 5.26, не обязательно должно удовлетворять поставленным требованиям при использовании его в машинах, поэтому потери



вследствие замирания можно положить равными О дБ. Пусть в передатчике выбрана минимальная номинальная мощность EIRP, соответствующая потерям в О дБ (из решения задачи 5.26). Чему равно минимальное значение переданной мощности, которую можно использовать, если эффективная площадь поверхности антенны равна 25 см?

Вопросы для самопроверки

5.1. Почему потери в свободном пространстве - это функция длины волны (см. раздел 5.3.3)?

5.2. Как связаны отношение принятого сигнала к шуму (S/N) и отношение мощности несущей к шуму (C/N) (см. раздел 5.4)?

5.3. Какого резерва достаточно для работы канала (см. раздел 5.4.3)?

5.4. Существует два основных источника шума и интерференции на входе приемника. Назовите их (см. раздел 5.5.5).

5.5. Если мы желаем получить справедливое совместное использование нерегенеративного спутникового ретранслятора, то какая важная связь должна существовать между пользователями (см. раздел 5.7.1)?



1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 [ 101 ] 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233 234 235 236 237 238 239 240 241 242 243 244 245 246 247 248 249 250 251 252 253 254 255 256 257 258 259 260 261 262 263 264 265 266 267 268 269 270 271 272 273 274 275 276 277 278 279 280 281 282 283 284 285 286 287 288 289 290 291 292 293 294 295 296 297 298 299 300 301 302 303 304 305 306 307 308 309 310 311 312 313 314 315 316 317 318 319 320 321 322 323 324 325 326 327 328 329 330 331 332 333 334 335 336 337 338 339 340 341 342 343 344 345 346 347 348 349 350 351 352 353 354 355 356 357 358