Феер К. Беспроводная цифровая связь (2000) (1151861), страница 37
Текст из файла (страница 37)
Помехи по соседним каналам Помехи по соседним каналам (АС/) вызываются неидеальностью реализации модулятора, фильтра и радиотракта. Спектр передаваемого '!'', сигнала не имеет четких границ, поэтому часть энергии сигнала будет ::,, излучаться в соседних каналах, как показано на рис. 4 4.8.
Если Сов мощность полезного сигнала, то заштрихованная площадь представляет ~!'.. собой мощность АС/, попадающую в заданную полосу частот. Здесь ~'.. считается, что только два соседних канала создают помехи в основном :,'-' канале разнос между центральными частотами каналов равен ';:";Е з идеальный прямоугольныи фильтр приемника иь|еет полосу Игл.
Примечаний (ул < /т/ Мощность помех, создаваемых первыми верхним и нижним каналами, обозначена АС/-1 Передатчики, имеющие большой "';, ' разнос частот, также вызывают АС/, как показано на рис. 4 4.6 Широкополосный !е ПгР д! =1,з-! гнала порядка моугольная актеристика фильтра 1, 21, З1, емного филыра е) (4А33) Рис. 4.4.З. Помехи по соседним каналам (АС!), создаваемые двумя близлежащими каналами В не екоторых спецификациях предполагается, что приемный фильтр имеет прямоугольную частотную характеристику.
Например, в амариканскои цифровой сотовой системе (5-54) значение АС! первого порядка установлено на 26 дБ никее мощности несущей полезного сигнала, т.е. АС! = — 2б .. АС = — дБ а полосе И'л =- 30 кГц канала с прямоугольной частотной характеристикой Ближайший разгюс частот в этои системе ЛГ =- 30 кг ц, т.е Игл = Ь1. В европейской цифровой системе бесшнуровой телефонии (ПЕГ Г) частотный разнос между кана„! —, М ц, в то время как АС1 задана в полосе частот Ил = ),1 МГц Характеристика демодулятора определяется уровнем суммарной помехи АС1 или отношением С/1 на входе порогового детектора демодулятора. По этой причине предлагается использовать следующее определение ЛС1.
!т ! Рис. 4.4.4. Помехи по соседним каналам нв РЧ, ПЧ и в полосе мадулирующих часто»: о и 6 — суммарная АС! в полосе идеального фильтра с прямоугольной частотной характеристикой; е — АС! после приемнога фильтра где С(1) — спектральная плотность мощности сигнала; Н(1) — ча",','-, стотная характеристика приемного ПФ: 1у1 — разнос несущих сосед-":,. них каналов При этом учитывается ранее введенное определение для АС1 (4.3.48) На основе этого определения рассчитывается фактическая мощЯег ность АС1 в демодуляторе. Некоторые комитеты по стандартизации используют концепцию идеального приемного фильтра с прямоугольной частотной характеристикой, что позволяет упростить вычисления, но усложняет измерения Для измерения АС1, соответствующей вы ражению (4,4.13), не требуется иметь фильтры с прямоуголыюй час,, статной характеристикой 2)Т 4.4.4.
Внешняя помеха по основному каналу приема В «чистых» или хорошо регламентированных диапазонах радио- частот СС! и АС/ являются основными видами помех. Основываясь на подробной информации о конструктивных параметрах оборудования условиях распространения и частотном планировании сот можно прогнозировать суммарное значение С// с учетом СС/ и АС/. Для регламентируемых диапазонов, например диапазонов, указан. ных Федеральной комиссией связи в ч 15' 902 ..928 МГц, 2,4..2,485 П ц, 5,725..
5,850 П ц, внешние по отношению к сотовой системе помехи могут Быть наиболее опасными В ходе некоторых измерений внешних помех по основному кана лу приема (ЕС/) уровень помех ЕС/ составил от — 40 до — 60 дбм в диапазоне 2,4... 2,485 ГГц. Часто причиной увеличения мощности ЕС/ служили СВЧ печи В диапазоне 902...928 МГц разрешено также излучение мощностью до 1 Вт системам с многостанционным доступом на основе кодового разделения каналов с прямым расширением спектра (О5-СОМА) и с медленной перестройкой раБочей частоты (5ГН-СОМА) Такая большая излучаемая мощность вызывает значительную ЕС/ для близко расположенных приемников 181). 4.5. Определения и показатели спектральной и энергетической эффективности 4.5.1. Показатели спектральной эффективности Спектральная и энергетическая эффективности являются одними из наиболее важных показателей для цифровых систем связи вообще и особенно важными для сотовых и других беспроводных систем В этом параграфе дается практическое определение базовой спектральной эффективности.
Оно часто используется в книге. В гл. 9 демонстрируется влияние спектральной, энергетической, пространственной и временнби эффективностей на характеристики и емкость сотовых си стем. Термин базовая спектральная эффективность используется для того, чтобы подчеркнуть, что она является только одним из элементов эффективной сотовой системы Мы определим базовую спектральную эффективность следующим образоь1 ь передачи полоса частот (4 5 1) 2!8 ""Где и, — спектральная эффе и н ффективность или эффективность использова. кипя полосы, бит/(с.Гц), /т — скорость передачи, бит/с. /)гь. — ширина .полосы частот, включая необходимые защитные полосы (термин шири,';на полосы частот относится как к полосе модулирующих частот, так и полосе частот модулированного сигнала) Такое определение спектральнои эффективности иллюстрируется :,"Следующим примером г/ П име > 4.5.1.
Какова практическая спектральная эффективность в поло их частот и модулированного сигнала системы со скоростью /ь = Се модулирующих частот и а акте истикой ти- " - 1,152 Мбит/с, если используется фильтрация с частотной характер ', Па «приподнятый косинус» и коэффициеитами круг с гленияп = Она =0,5, а !(Внеполосная спектральная плотность долж на быть ослаблена на 15 и 40 дБ, саот.; ветственнот В этом примере использована скорость передачи, стандартизованная т'для системы ВЕСТ (64).
Решение примера 4.5.1 Иэ теорем передачи Найквисга получаем /гг = /ь/2 = 1,152 Мбит/с/2 = 576 «бит/с. Для идеального канала Найк»иста (с прямоугольной частотной характеристи кой), имеющего частоту среза /г:, баэовая сп ктр е альная эффективность на основании (4.5.Ц равна Й и ' = 2 бит/(с Гц). В / . 576 «бит/с 3': для случая. когда коэффициент округления о р авен О (п ямоугольнэя частот ( р ная характеристика), на частоте /н затухание фильтра равно 0 дБ, д Б,15 Би40дБи для всех эн че вс значений эатухания спектра эффективность равна 2 ит/(с ц) 4( ля и = 06 иэ рис 4.2,10 определяем. что ослабление, равное 15 д Б,имеет мегто на частоте , гг, а ос 1,3/, а ослабление 40 дБ — на частоте 1.45/н Для получения ем 4.2 19 Следованачений необходимо воспользоваться выражением ( .
) чного канала в тельно, практи тес«ах спектральная эффективность идеального двоич полосе модулирующих частот с фильтром «при д «п ипо пятый косин«с» и и = 0,5 равна — 54 б ./( Г ) 1,3Еч 1,3. 576 кбит/г если ослабление равно . д . ри 15 Б. П более сильном ослаблении внеполосных излучений, равном д, е 40 Б, сп ктральная эффективность оказывается меньше: 1.152 Мбит/с 1,152 Мбит/с 1.45/н 1,45 ° 576 кбит/с Таковы значения спектральной эффективности в паласе модулирующих частот. Д их дв хполосных видав модуляции эн*чения спектральной эффектна т вычисленных значений ности в полосе модулированного сигнала равны половине от вычислен о ли ющих частот (однополосной спектральной эффективности) Другими словами, практические значения спектральной эффективности дулированнаго сигнала следующие и, = 1 бит/(с .
Гц) в канале с филыром, имеющим о = О, и, = 0,77 бит/(с ° Гц) в канале с фильтром, имеющим о = 0,.5, при осла г( ".„:,, блении на 15 дБ; ,5, п и ослап, = 0,69 бит/(с - Гц) в канале с фильтром, имеющим о -- О,, при ослаблении на 40 дБ Следует отметить, что в еар в еаропеиской системе Г1ЕСТ частотныи раэнос между каналами принят равным 1,6 МГц, а скорост~, передачи равна 1,152 Мбит/с огда а 219 Таблица 4.5.1 Спектральная эффективность систем ЯРБК, ОМБК и ГОРБК Заданный уровень внеполосного излучения в соседнем канале составляет -26 дб Среди энергетически эффективных систем с нелинейным усилением ГЯРБК им»- ет самую высокую спектральную эффективность, из систем с линейным усилением наибольшей эффективностью обладает с)РБК Таблица 4.5.2 Сравнение спектральной эффективности систем ОМ5К, СГБК ГОР5К и ГОРБ-КГ, основанное на определении ширины полосы сигнала как полосы, в пределах которой содержится 99 % мощности; этот критерий эффективности саде- ржится в пункте 15 247 документа Федеральной «амиссии связи и также был одобрен комитетом !ЕЕЕ 802.11 по стандартизации беспроводных ЛБС (УУЕЯН) [109[ Подробно стандарт для ОГБК представлен в [218[ Сигналы с ГГ)РБК-КГ и нелинейным усилением, предложенные Ката и Феером [165[, описываются в равд 4.3.9 и в [164[ С игналы с ГОРБК-КГ извесп»ы также как сигналы с ХР5К или взаимокоррелироаангюй Р5К.
Подробнее о структуре данного вида модуляции и патенте см приложение 3 ая эффективн 0,8 1,0 1. 22 1,48 зевая спектральная эффективность системы ОГСТ составит 1,152 Мбит/с/1, 8 МГц = 0,64 бит/(с Гц). Пример 4.5.2. Определить спектральную эффективность систем ОРБК, ГОР5К и ОМБК с линейным и нелинейным усилением, полагая, что при ОМБК используется фильтрация с ВТ» = 0,5, а при ЯРБК вЂ” фильтрация с а = 0.2 тра буется, чтобы ослабление внеполаснаго излучения относительно внутриполосного составляла по крайней мере 25 дБ. Решение примера 4.5.2 Для ОРБК «линейным усилением и фильтрацией с коэффициентом скругления а, равным 0.2, спектральная эффективность составляет 'еэффициент 2 появляется из-за наличия двух боковых полос в спектре сигналов е квадратурной модуляцией.
Отметим, что спектральная эффективность систем ЯРБК с нелинейным усиле"ием, оцениваемых исходя из требуемого уровня ослабления внеполосного излучей»ия, разного 26 дБ, составляет талька 0,36 бит/(с Гц), в то'время «зк для систем 1РС)РБК она близка к 1 бит/(с Гц). Хотя ГОРБК и имеет наибольшую спектральную эффективность из систем с нелинейным усилением (с энергетически эффектив(Ьгым усилителем РЧ): ее спектральная эффективность оказывается меньше, чем у „:ЦРБК с линейным усилением ь Из этого примера видно, что хотя нелинейное усиление мощности имеет презимущество с точки зрения КПД усилителя РЧ, применительно к некоторым системам .оно может быть неэффективным с точки зрения спектральной эффективности (4.5.З) ( ') Еь = Сть = С//ь' С2'ь С//ь СВИ' /тг /у/Виг )'/Вту лг/ь (4.5.5) Еь С Ви /уо /1г /ь (4.5.6) зь.б.2. Связь отношения энергии на бит к спектральной плотности шума с отношением несуьцая/шум При проектировании систем и сравнении их характеристик удобно 1,:"использовать отношение требуемой энергии на бит (Еь) к спектральнои плоти ,, п тности шума (/те), т.е.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
