Феер К. Беспроводная цифровая связь (2000) (1151861), страница 38
Текст из файла (страница 38)
Еь///а. Однако на практике более удобно ; измерять отношение средних мощностей несущей и шума (Сгг»з/) а;ще всего в ходе испытаний используются всегда имеющиеся в нали:.'чии измерители мощности и излтерители среднеквадратических значе- 4 ний напряжения Для перехода от Еь/Лге к С/)т' существуют следующие простые со.: отношения; 1 2(/ — /з)Ть (45 2) 2 бит/(с Гц) 2 бит/(с Гц) 1+ а 1 + 0,2 = 1,67 бит/(с Гц) Фильтр с о = 0,2 обеспечивает ослабление 26 дБ, а на частоте в 1,2 раза выше частоты Найквиста — бесконечно большое ослабление (см рис 4.2 10) Сигналы ОМБК и ГЯРБК имеют практически одинаковые спектры для систем с линейным и нелинейным усилением Из рис 4 3 31 видна, что заданное ослабление внеполосного излучения, равное 26 дБ.
достигается при (/ — /а)Ть =- 0 52 для ГОРБК и при (/ — б,)Ть = 0.72 для СМ5К с филырам, имеющим ВТз = 0,5 Для обычных систем ОРБК из рис. 4 3 38 видно. что ослабление на 26 дБ имеет места на частоте 2,8/Т, или при (/ — /е)Т» = 1,4 Значения спектральной эффективности рассмотренных видов модуляции с линейньш и нелинейным усилением сведены в табл 4 5 1 Спектральная эффективность в паласе модулированного сигнала, бит/(с.Гц), определяется выражением Отношение Еь/Ва равно произведению отношения С//т' на отношение шумовой полосы приемника к скорости передачи (Вьг//ь).
Очевидно, что любой прибор, используемый для измерения С//5г, может быть при необходимости перекалиброван для непосредственного отсчета Еь/тх/а Пример 4.5.2. Модем с когерентной БАРБИ работает со скоростью /ь = 1,1Б2 Мбит/с. Предполагается воздействие стационарного АБГШ. Частота не модулированной несущей /о равна 1914,5 МГц. Какова значение вероятности ошибки Р», если отношение Еь/й/е составляет 8,4 дБ7 Полагать, что частотная характеристи ка канала имеет форму фильтра Найквиста, определить соответствующее значение отношения С/77 при измерении ега на выходе приемного ПФ Решение примера 4.5.3.
Теоретический график зависимости Р, =/(Вь/№), м соответствующий выражению (4,5.8), приведен на рис. 4.5.1. Из него следует, чта значению Вь/Г/е = 8,4 дБ соответствует Р = 10 4. Двусторонняя шумовзя паласа 22) ть 'ь (те ви то -е тоьйт', дб а то тз 14 -е О 2 4 ~ е — Вб(1 Х(~ т.т ) (', = ВГВ.= Г(т:,Ттуо) ег(с 1' гбь 7 (у„' Йь ег(с т1 —, У тто 1 для ВР5К Р, =- —, 2 т для ЯР5К 2 , =- ),Т'2().„Ъ„)(1 — 1~Я), нз радио тзстоте для системы Г)РЗК с фнлмром Нзйквиста реваз г|оловине ~ коот. г|ередзчн (т е бтб ктц) Йз выражения (4 3 б) имеем Р Е~ ть 1.162 гйбит,'с — .= — + б — - = 3,4 -т 10 13 - — — — т =- 11.4 Гтб. о Рттт бтб ктц 4.5.3, Энергетическая эффективность и характеристика вероятности ошибки на бит при воздействии аддитивного белого гауссовского шума Здесь рассматривается зависимость вероятности ошибки 1', от отношения 17Л' и и воз ,г ' р действии аддитивного белого гауссовского шума Величина В чац е в сего используется при теоретическом анализе, а то время как в и иклз ной р г д литературе и спецификациях используется зкви.
валентная величина частоты битовых ошибок* Энергетическая зф 'актив ' фот ность различкьгх видов ьзодуляции одре делается с помощью формул и графиков зависимостеи где Гь — средняя энергия на бгтт, тьто — спектральная плотность мост ности шума (мосцность шума, нормированная к полосе 1 Гц) на входе демодулятора. Чем вьгше вероятность ошибки. тем ниже зкергетическая эффективность, так как передаваемая мосцкость напрасно «тратится» при большом количестве искаженных данных С.б.З.1.
Ха а р ктернстнкн систем с линейным усилением Внер. гетическая эффективность, определяемая граф, Р афиками ., и соответствующими выражениями, характеризует только приемник Она ке учитывает энергетическую эффективность передачика, включающую в себя 11 ( ие РЧ мощности к мощности источника постоянного тока его усилителя мощности П э ) П~~~~~у а этом р~зд~~~ исг|ользуемыа термин зкаттгатичаскагт зффактиакость означ качает энергети тескую эффективность приемника, включая демодулятор 1 еоретические характеристики тое ВР5К, С)Р5К и к(4-ОР5К с линейным усилением и когеректной демодуляцие „ОР5К Я 5 с автокорреляционной демодуляцией представлекы на рис 4 5 1 Подробный выво вги а д р жений для характеристик довольно длинный " Иногда в технической литературе встречается термин скозффициею ошибок ных нтовь -- Урь..
т т:-г зжре б 2 2 .с 10 -э з 2 со10 ' Ы Рис. 4 6.1. 1'еорети ~егкьте зависимости Р, =-. У(тбь(тоо) лри воздействии зддитивного белого гзуссовского ыумз Г1редстзвлетты характеристики идеальных ВРЗК. т)Рбк с линейным усилением и когерентной демодуляцией, з также оврбк с звтоко рреляцнонной демодуляцией Характеристики РОРЗК н бмбК с нелннейньяе усилением, идеальной с)РЗК с линейным усилением локзязны нз рис. 4 3 ЗЗ и (из (263)) См приложение 3 Он имеется в различной литературе, включая т(263) и 1111) Окончательные результаты для стацстокзрно~о канала с АБГШ представлены следующими выражениями для ОРВК Р =-;е (н; -е но (4 5.3) е 2 для О()Р5К Ре — (т(а,(г) — -)о(ао)ехр ---(а + о )), (4.5 10) 2 2 6 = ~?/2(Рь//уо)(1+ 1/,/2) Еб)Р5К-КЕ Е?2Р5К ЕС?Р5К Еб? Р5К-1 БЕ5К Параметр 4х4 бхб 1,5 1,0 Максимальная скорость передачи в полосе 1 МГц. Мбит/с Требуемое отношение Еь/т"-?о для Ре = 10 при гауссазском шуме, дЬ (4.5 ) 3) 10„5 15,7 19,3 (15,5э) где э При более сложном праце ссоре приемника БЕ5К с)РЗК Е?2Р5К Параметр 1,6 1 (нелинейный усилитель) 23 0,15 (линейный усилитель) 16 1 (некинейный усилитель) 16 1 (нелинейный усилитель) 20 ( ./2)«+21 '-(.) = ~: — Г(.
+ . + 1) * - '' в=о 0 5.. 10 (4.5.15) 100 КПД, % Вы Модуляция 19,6 ЕВР5К (нелинейный усилитель в насыще- нии) В?2Р5К (линейный усилитель*) Ев СЕвг С 4МГц С ??а Ю Гв Ж 4 Мбит/с Ю н соответствующее значение Р = 10 (/(а,6) — зто (,~-функция, определяемая выражением (/а,(а, 6) = т Я;(гэ нет)/1 ( .?ь о = (;?(о, 6)+ е("+ь'Ут ~ ь=] Гв)(0,6):= (ь??(0,6) = е + ~ Хь(06) 6 > и > и а /о(л) — модифицированная функция бесселя 1-го рода нулевого пс. рядка, определяемая модифицированной функцией бесселя 1-го рода о-го порядка, т.е Эти теоретические «оптимальные характеристики» справедливы для условий линейного усиления, идеальной фильтрации Наиквиста и стационарного АбГШ.
Графики теоретических зависимостеи (см рис. 4 5 1) показывают, что характеристики Р = /(Е /тв/ ) ВР5К, ЯР5К и х? 4- — ь о) для гт и х?т4-()Р5К при когерентной демодуляции совпадают. Следующий пример дает физическое толкование и интерпретацию представленных результатов. П име 4.5.4, П р р ... Предположим, что в системе радиосвязи прямой видимости ( ) р р еме обеспечивается относительно пос~оянное отношение С/?У = 9,5 (~ 05) и и и и д . то значение измерено в полосе частот (минимальной) Найквистэ для ВР5К, Б.
Это эн при скорости передачи /в = 4 Мбит/с. Эта «стационарнаяэ система подвержена воздействию только АБГВЕ а) Каково значение 12 в системе? б) Ка ) к изменится зто значение, если модем ВР5К са скоростью 4 Мбит/с заменить на идеальный модем?2РЗК со скоростью 4 Мбит/ст в) Приведет ли эта замена на?)Р5К к снижению требуемой паласы радиочастот и увеличению спектральной эффективности? г) Какова значение !', в системе с ВР5К при увеличении скорое~и /в до 8 Мбит/с и сохранении ширины полосы радиочастот ~акай же, которую имела исходная система ВР5К при скорости передачи 4 Мбит/с? Решение примера 4.6.4.
(а) Из графиков Р, -"- /(Ев//Уа), приведенных на рис. 4.5 1, и выражения (4 5.6) получаем 'Габлица 4.8.3. Сравнение Е?)Р5К-1, БЕ5К и Г?Р5К, а также усовершенств*- "анных видов ЕВЗР5К-КЕ, щР5К 4х4, Еб?Р5К 8хб. дополнительные данные для .рраанения представлены в тл. 9 и в приложении 3 .*: .Скорость передачи в по- ,Г лосе 1 МГц, Мбит/с Мощность РЧ на частоте 2,4 ГГц (макс), Вт Требуемое отношение '. С/? для Ре = 10 э при релеевских замираниях, дБ ,1': увеличение пикового излучения, дБ Емкость системы (относительно БЕ5К),% " При более сложном процессоре приемника (иэ !ЕЕЕ Рб Праямэанэе.
Данные получены дяя ИМС из арсенида га Схема представляет собой усилитель мощности нового п 1010а) с напряжением питания 3 В. Измерения проведе марте 1994 г. на соответствие трафарету спектра комите (6) Р, = 10 в (такое же, как и для ВРЗК), поскольку требуемые значения Еь/?Уа для б?РЗК и ВР5К одинаковы. (в) Замена на модем С)Р5К со скоростью 4 Мбит/с снизит требуемую полосу радиачастот с 4 МГц да 2 МГц, обеспечив тем самым увеличение спектральной эффективности. (г) Если скорость увеличится до 8 Мбит/с, то имеющееся отношение Ев/?Уа снизится, так кзк Ев = СТв, а длительность бита уменьшилась. Поэтому получим — = — — — = 9,5 дБ — 3 дБ = 6,5 дб.
Ев С 4 МГц Гта Ж 8 Мбит/с Соответгтвуюцвее значение Ре согласно рис. 4.5.1 равно 10 4.5.8.2. Зависимость Р, = /(Еь//т; ) длй систем с нелинейным усилением Системы с линейным усилением требуют линейных усилителей, линеиных преобразователей частоты вверх/вниз и линейных схем автоматического регулирования усиления (АРУ). Теоретические харак теристики Р, .= /( суь/Ло) у таких систем наилучшие, однако режим ли нейного усиления знергетически неэффективен (определяется отноще нием РЧ мощности к мощности источника питания), не так дешево и просто реализуется, как нелинейные усилители и нелинейные схемы АРУ Обычные виды 6)РБК, ОРБК и т/4-ЯРБК требуют линейных усилителеи, так как в системах с гтелинейным усилением спектр этих сигналов расширяется и часть его попадает в соседние каналы. По этой причине сосредоточим внимание на характеристиках систем БМ5К и ЩРБК с нелинейным усилением Зависимости Р, = /(Еа/Руе) для МБК и БМБК с нелинейным усилением при воздействии стационарного АБГШ пр пред.
ставлены на рис 4.3.25 (см. табл. 4.5 3). Результаты оптимизации, полученные путеь1 компьютерного моделирования и анализа, показывают, что оптимальная когерентная БМ5К с фильтром В7ь =- 0,25 при Р, —. 10 ~ приблизительно на 1,6 дБ хуже по сравнению с идеальной С)РБК с линейным усилением. На рис. 4.3.33 приведены характеристики ЩРБК и БМБК с нелинейным усилением (в качестве сспростейшего» нелинейного усилителя используется усилитель с «жестким ограничением») и ЯРБК с линейным усилением Из приведенных данных следует, что при Р, = 10 е энергетические по. терн ГОРБК и БМ5К примерно одинаковы, в то время как при 10 для ЩРБК потери на 0,7 дБ меньше, чем для БМ5К с фильтром ВУь = 0,3.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
