Скляр Б. Цифровая связь (2003) (1151859), страница 70
Текст из файла (страница 70)
Из уравнения (5.58) видно, что часть мощности Е1КР 818 ,,; . Глава 5. Анализ канала связи канала "спутник-земля", выделенной определенному пользователю (или относящейся к шуму канала), определяется отношением мощности этого пользователя к общей мощности суммарного сигнала плюс мощность шума.
Следовательно, если один из пользователей, совместно использующих канал, решит "смошенничать" путем увеличения мощности своего сигнала, результатом будет улучшение уровня сигнала этого пользователя за счет сигналов других пользователей. Заметим также из уравнения (5.58), что шум канала "земля-спутник" использует ресурс канала "спутник-земля" наравне с другими пользователями. Такое включение шума канала "земля-спутник" в канал "спутник-земля*' является отличительной особенностью нерегенеративных ретрансляторов.
Из уравнения (5.58) отношение Р77т' сигнала, переданного 1-м передатчиком и принятого ~-м терминалом, равно следующему: р, ЕЖР, у (А;Рг(Рг+Ф,)т)] (5.59) Ф 8 ЕЖР,У .(7У,ИГ7(Рг + Ф,И))+)Угй' Общее отношение Р/И, сигнала, переданного Г-м передатчиком и принятого 7'-м тер- миналом, равно следующему [141: (5.60) с Р ) Е1КР, у,А;р,!М,ут' А,р, Фе),, (ЕЖР, у /И') + )т'г Ф, (5.61) Уравнение (5.61) показывает, что при передаче, ограниченной каналом "земляспугник", общее отношение Р/Фе практически совпадает с 8ХК канала "земляспугник".
Более распространенной является передача, ограличелнал каналом "слутликзелил", когда Рт» )т,(т' и мощность ЕЖР спутника ограничена. В этом случае уравнение (5.60) можно переписать следующим образом: (5.62) Затем мощность транспондера распределяется между различными сигналами канала "земля-спутник'*; небольшой шум канала *'земля-спутник" передается по каналу "спУтник-земля". Производительность ретранслятора в этом случае ограничена параметрами канала "спутник-земля". Пример анализа канала связи для нерегенеративного ретранслятора (" полный обоРот") приведен в табл. 5.3. Часть "земля-спутник" сама по себе не завершает бюджета 5.7.
Спутниковые ретрансляторы Уравнения (5.58)-(5.60) показывают, что шум ретранслятора уменьшает общее значение параметра БЫК двумя способами — он "крадет" мощность Е1ВР канала "спутник-земля".и вносит вклад в общий шум системы. Если спутниковый шум канала "земля-спутник" доминирует, т.е. при Рт«Ф,И', говорят, что передача ограличена «амалом "слуалик-земля", и большая часть мощности ЕЖР, канала "спутник-земля" бесполезно выделяется мощности шума канала "земля-спутник".
В этом случае и если ЕЖР,у~ >> )т',И', уравнение (5.60) можно переписать следующим образом: Таблица Б.В. Бюджет канала связи для нерегенеративного спутникового ретранслятора с З 0 пользователями Канал "земля- спутник" Канал "спутник- земля'* Переданная мощность (дБВт) Потери в передатчике (дБ) Усиление антенны передатчика (максимум дБ! !)) Диаметр параболической антенны (футы) Ширина луча половинной мощности (градусы) 27,0 (500,0 Вт) 1„0 19,0 13,0 (20,0 Вт) 1,0 19,8 10,00 15,00 !9,!6 17,42 Е1ВР (дБВт) Потери в тракте Мощность переданного сигнала (дБВт) Мощность других переданных сипилов (дБВт) Мощносп шума, переданного по каналу "земля-спутник" (дБВт) 45,0 176,! В Другие потери (дБ) Изотропная мощность принятого сипела (дБВт) Изстропная мощность принятого шума (дБВт) Усиление антенны приемника (максимум лБВ)) Диаметр параболической антенны (футы) 2,0 2,0 -133,1 -!53,7 -160,6 22,5 16,3 15,00 10,00 320 Глава 5.
Анализ канала связи канала, поскольку передача не демодулируется на спутнике. Без демодуляции битое не сущесшвуеш, а следовательно, не существует возможности измерения вероятности появления битовой ошибки. После полного оборота сигнал демодулируется на наземном терминале; и только после этого определяется окончательный резерв канала связи.
Пример, приведенный в табл. 5.3, представляет одновременное обслуживание спутниковым транспондером 10 пользователей (частота канала "земля-спутник"— 375 МГц, частота канала "спутник-земля" — 275 МГц, расстояние — 22 000 морских миль или 40 779 км). В блоке "А" показано отношение Р)(Рг+ Ф,)т), описываюшее пропорциональное разделение мошности Е!ВР канала "спутник-земля" для интересующего нас сигнала.
В данном примере, где все пользователи осушествляют передачу с равными уровнями мощности, каждому сигналу выделяется 9,8% Е!ВР канала "спутник-земля". В блоке "В" мы видим пропорциональное разделение Е1ВР канала "спутник-земля*'. Общая мощность равна 1514,7 Вт; интересующий нас пользователь получает 148,5 Вт; другие пользователи получают в сумме 1336,1; шум канала "земля- спутник" получает мощность 30,1 Вт. Окончание таба. 5.3 12,77 Ширина луча половинной мощности (градусы) Мощность принятого сигнала (дБВт) Мощность принятого шума (дБВт) Температура антенны приемника (дБК) Шум-фактор приемника в порте антенны (дБ) Температура приемника (дБК) Температура системы (дБК) 26,13 -110,6 -! 37,4 -144,3 20,0 (100 К) 24,6 (290 К) 10,3 2,0 35,1 (3197 К) 35,4 (3487 К) -12,9 22,3 (170 К) 24,3 (270 К) -8,0 б7Т' системы (дБ/К) Константа Больцмана (дБВт/КГц) Спектральная плотность шума (дБ Вт/Гц) Ширина полосы системы (дБГц) Мощносп шума (дБВт) Мощность шума канала "земля- спутник" + мощность шума канала "спугник-земля" (дБВт) Одновременный доступ Мощность других пригглтых сигналов (дБВт) Другие сигналы + шум (дБВт) -228,6 -193,2 -228,6 -204,3 75,6 (36,0 МГц) -117,6 75,6 (36,0 МГц) -123,7 -128,6 1Π†1,1 -101,0 Р/(Рг + )т/Р/)(ЛБ) Р/И (дБ) Общее Р/И (дБ) Р/Ие (дБГц) 7,0 -8,7 66,9 66,8 Общее Р//то (дБГц) Скорость передачи данных (дБбит/с) Доступное Еь()цо (лБ) Требуемое Е,/)Уе (дБ) 50,0 (100 000 бит/с) 16,8 10,0 Резерв — — — + (5.63) 5,7.
Спутниковые ретрансляторы Оценить производительность, описанную в уравнении (5.60), можно, использовав значения Е/)те (или Р/Фе) каналов "земля-спутник" и "спугник-земля", объединенные следующим образом (ари отсу!латвии комбинационных помех) !15]: Здесь индексы общ, и и г( обозначают, соответственно, общее значение Е/Я„а также значения в канале "земля-спутник" (ир11п)г) и "спутник-земля" (йочгп1(п)г). Большинство коммерческих спутниковых транспондеров являются нерегенеративными. Однако очевидно, что в будущем коммерческие системы будут требовать встроенной обработки, коммутации или выборочной адресации сообщений и будут использовать регенеративную ретрансляцию для преобразования принятых сигналов в биты сообщений. Помимо возможности внедрения сложной обработки данных, одной из важных особенностей регенеративных ретрансляторов, по сравнению с нерегенеративными, является то, что каналы "земля-спутник" и "спутник-земля" разделяются, так что шум нз первого не переходит во второй.
Использование регенеративных спутниковых ретрансляторов позволяет значительно улучшить значения Е~И,, которые необходимы в обоих каналах, относительно значений, требуемых современными нерегенеративными ретрансляторами. В канале "земля-спутник" наблюдалось [1б] увеличение Е,|)Уа порядка 5 дБ, а в канале "спутник-земля" — б,8дБ (использовалась когерентная модуляция ОРБК с Рв = 10 '). 5.7.2. Нелинейное усиление ретрансляторов В большинстве спутниковых систем связи мощность существенно ограничена, и неэффективность, связанную с каскадами линейного усиления мощности, преодолевать обычно дорого. По этим причинам многие спутниковые ретрансляторы используют нелинейные усилители мощности.
Эффективное усиление мощности получается за счет искажения сигнала, вызванного нелинейностью. Рассмотрим основные недостатки нелинейностей усилителей. 1. Комбинационные помехи (1пгеппоби!акоп (1М) по(зе), вызванные взаимодействием различных несущих. Вред является двояким; полезная мощность может теряться, переходя в энергию комбинационных помех (потери обычно составляют 1-2 дБ), и в виде интерференции в канал могут вноситься паразитные комбинационные произведения. Последняя проблема может быть достаточно серьезной. 2. Преобразования амплитудной модуляции в амплитудную модуляцию (АМ-го-АМ сопчесйоп) — это явление, обычное для нелинейных устройств, подобных лампам бегущей волны.
На входе устройства любые флуктуации огибающей сигнала (амплитудная модуляция) подвергаются нелинейному преобразованию и приводят к искажению амплитуды на выходе устройства. Следовательно, работа лампы бегущей волны в ее нелинейной области не будет оптимальным выбором усиления мощности для схемы, основанной на модулировании амплитуды (такой, как ОАМ).
3. Преобразование амплитудной модуляции в фазовую (АМ-го-РМ сопчепйоп)— это еше одно явление, общее для нелинейных устройств. Флуктуации в огибающей сигнала производят колебания фазы, которые могут повлиять на достоверность передачи при использовании любой схемы, основанной на модулировании фазы (такой, как РБК или 1)РБК).
4. В ограничителях с резким порогом, ослабление слабых сигналов относительно сильных составляет порядка б дБ «2]. В лампах бегущей волны, работающих в режиме насыщения, подавление слабых сигнааов происходит вследствие не только ограничения, но и того, что механизмы связывания сигнала в лампе оптимизированы в пользу сильных сигналов. В результате слабые сигналы могут ослабляться на 18 дБ [17]. Глава б.днапиз канала связи Общепринятые нерегенеративные ретрансляторы обычно работают е релеекцией из области высокого насыщения; это делается, чтобы избежать заметных комбинационных помех, и, следовательно, позволяет эффективно испольэовать всю полосу системы.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
