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

Окончание табл.52

15. Спектральная плотность шума (дБВт/Гц)

16. Принятое P/Affl (дБГц)

17. Скорость передачи данных (дБбит/с)

18. Принятое E/JNo (дБ)

19. Потери реализации (дБ)

20. Требуемое E/JNo (дБ)

21. Резерв (дБ)

82,5

(2 Мбит/с) lt;63,0 gt;

lt;-192, 5 gt; No = kT

{PrNo)r

(EJNo), M

19,5

lt;1,5 gt; lt;10,0 gt;

Передатчик


Приемник

Рис. 5.23. Ключевые параметры анализа канала связи

5.6.1. Элементы бюджета канала

Пример бюджета канала, приведенный в табл. 5.2, состоит из трех столбцов чисел. Собственно бюджетом канала является средний из них. Другие состоят из вспомогательной информации, например информации о ширине луча антенны, или включают вычисления, дополняющие основную таблицу. Потери взяты в скобки (стандартная форма записи при учете использования системных ресурсов). Если значение не заключено в скобки - оно представляет усиление. Промежуточные суммы показаны в прямоугольниках. Начиная с вершины среднего столбца, мы алгебраически суммируем все ослабления и усиления. Окончательный энергетический резерв линии связи заключен в двойной прямоугольник и приведен под номером 21. Вычисления проводятся согласно уравнению (5.24) (ниже оно приводится повторно, только в этот раз параметры и 7 собраны вместе в GJV):

М(дБ) = Е1КР(дБВт) + (дБ/К) -

(дБ)-/г(дБбиг/с)-

треб

- к(дБВт/кГц) - идБ) - (дБ). Рассмотрим пункты из табл. 5.2 подробнее.

1. Мощность передатчика равна 100 Вт (20 дБ Вт).

2. Потери в канале между передатчиком и антенной равны 2 дБ.

3. КНД передающей антенны равен 51,6 дБ[1].

4. Суммарный вклац пп. 1-3 дает EIRP = 69,6 дБВт.



5. Потери в тракте вычисляются для указанного в заголовке таблицы диапазона, соответствующего углу возвышения 10 deg; над наземной оконечной станцией.

6, 7. Скидка на погодное поглощение сигнала и некоторые другие, не указанные, потери.

8. Принятая изотропная мощность - это мощность, которую бы приняла антетна (-143,1 дБВт), если бы была изотропной.

9. Максимальный КНД принимающей антенны равен 35,1 дБ[1].

10. Потери на границе охвата, вызванные внеосевым усилением антенны (по сравнению с максимальным усилением) и увеличенным диапазоном для пользователей на краях зоны обслуживания (здесь указаны номинальные потери, равные 2 дБ).

11. Мощность, подаваемая на вход приемника (сумма пп. 8-10), равна -НО дБВт.

12. Температура системы находится с помощью уравнения (5.46). Впрочем, в данном примере мы предполагали, что линия от антенны приемника до входного каскада является линией без потерь, так что коэффициент потерь в линии L равен 1, а температура системы, вычисленная в столбце 3, равна 7 gt; deg; = Гм + Tr.

13. Добротность приемника GIT определяется при объединении КНД принимающей антенны (см. п. 9) с температурой системы Tj. Как интересующий нас параметр, данное отношение помещается не в центральный столбец, а в левый. Причина в том, что Gr учитывается в п. 9, а Ti - в п. 15. Если поместить GIT в центральный столбец, это приведет к двойному табулированию указанных величин.

14. Константа Больцмана равна -228,6 дБВт/КГц.

15. Сложение константы Больцмана (в децибелах, п. 14) и температуры системы (в децибелах, п. 12) дает спектральную плотность мощности шума.

16. Мы можем записать спектральную плотность отношения принятого сигнала к шуму 82,5 дБГц, вычтя спектральную плотность шума в децибелах (п. 15) из мощности принятого сигнала в децибелах (п. 11).

17. Скорость передачи данных указана в дБбит/с.

18. Поскольку EblNo = {llR) {PJNq), мы должны вычесть R в децибелах (п. 17) из PJNq в децибелах (п. 16), что дает {EiJNo)r = 19,5 дБ.

19. Потери реализации (здесь 1,5 дБ) учитывают отличия теоретически предсказанной достоверности детектирования и работы реального детектора.

20. Это и есть требуемое EiJNo, результат выбора модуляции и кодирования и задания вероятности ошибки.

21. Разность принятого и требуемого EiJNo в децибелах (здесь учтены потери реализации) дает окончательный энергетический резерв.

Пункты потери или усиления, показанные в бюджете канала, - первое приближение идеального или упрощенного результата, за которым следует параметр потерь или усилений, уточняющий этот результат. Другими словами, бюджет канала обычно придерживается модульного принципа разделения усилений и ослаблений, чтобы расчет можно было легко приспособить к нуждам любой системы. Рассмотрим следующие примеры этого формата. В табл. 5.2 п. 1 представляет мощность передатчика, которая подается с передатчика с помощью изотропной передающей антенны (упрощение). В то же время только после применения модулей линии потерь и усиления на пере-



дающей антенне (реальный результат) получается передаваемое EIRP, показанное в п. 4. Подобным образом п. 8 показывает мощность, принятую изотропной антенной (упрощение). В то же время только в п. 11 мы увидим (реальную) принятую мощность сигнала после применения модулей усиления принимающей антенны и потерь на границе охвата.

5.6.2. Добротность приемника

Ниже следует объяснение причины частого объединения КНД антенны и температуры системы в единый параметр GIV. На заре развития спутниковой связи G и Ts deg; задавались отдельно. Подрядчик, согласивщийся с заданными требованиями, желал оставить себе некоторый резерв для удовлетворения каждого требования в отдельности. Даже если пользователя обычно интересовал лищь конечный результат (итоговая строка бюджета), а не явные значения Gr или 7 deg;, подрядчик не мог использовать потенциальные компромиссы. В результате получалась переопределенная система, более дорогая, чем необходимо. Распознание этой переопределенности привело к определению антенны, входного каскада приемника и единого параметра GIV (иногда еще называемого чувствительностью приемника), так что теперь могли использоваться рентабельные компромиссы между структурами антенны и приемника.

5.6.3. Принятая изотропная мощность

Еще одной областью переопределения структуры приемника является отдельное задание требуемого Р/Ло (или EtlNo) и GIV приемника. Если P/Nq и GIV задаются раздельно, подрядчик обязан получать каждое заданное значение. Он должен планировать некоторый резерв по обоим пунктам. Как и при GIV, рассмотренном в предьщущем разделе, существуют определенные преимущества задания P,JNo и GIV в виде одного параметра; этот новый параметр, называемый принятой изотропной мощностью (received isotropic power - RIP), можно записать следующим образом:

RIP(дБВт) = -(дБГц) - (дБ/К) - к(дБВт/КГц). (5.49)

При переводе в отношения:

RIP=

(5.50)

Важно отметить, что Р/УУо - это отношение спектральных плотностей сигнала и шума до детектирования, требуемое для получения определенной достоверности передачи при использовании указанной схемы модуляции (обычно в этот параметр включается резерв, учитывающий потери при реализации детектора). Обозначим теоретическое отношение сигнал/шум, необходимое для получения определенной вероятности ошибки Рв, как (.PNo)r.Tf. Затем можем записать следующее:

(5.51)



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