Мордухович Л.Г., Степанов А.П. Системы радиосвязи. Курсовое проектирование (1987) (1152059), страница 27
Текст из файла (страница 27)
Решение этой задачи упрощаетсяпри использовании ретранслятора с обработкой сигналов на борту по промежуточной частоте.При выборе методов организации сети необходимо учитывать, что наиболее эффективны методы с незакрепленными каналами, позволяющие учесть статистический характер передаваемых сообщений. В этом случае большое преимущество имеет ретранслятор с обработкой на борту, так как можно легкоосуществлять любого рода коммутации на сравнительно низких частотах.При использовании спутниковых ТФ каналов в автоматических сетях связи имеется ряд особенностей, обусловленных большим (до 0,3 с) временем распространениясигналовмежду двумя ЗС. Ограничения вызываются такженеобходимостью передачи целого ряда дополнительных специальных сигналов,,требуемых для функционирования автоматической сети связи [13].ВЫБОР И РАСЧЕТ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВВ зависимости от выбранной структуры системы, методов передачи и обработки сигналов необходимо произвести распределение допустимого значениякритерия качества.
Напомним, что в роли критерия качества могут выступатьотношение сигнал-шум,мощность шума в точке с фиксированным уровнемсигнала и вероятность (частость) ошибок на выходе канала (Приложение 4).При этом все критерии качества однозначно связаны с отношением несущаяшум на входе демодулятора.
При распределении шумов удобно пользоватьсярис. 3.20. Для определения суммарного отношения- несущая-шум необходимоиметь в виду соотношение (3.16).При передаче ТФ сообщений с помощью ЧМ удобнее распределять непосредственно допустимую мощность шумов на выходе канала по всем составляющим и затем с помощью (3.2) или (3.3) найти соответствующие допустимые значения отношений несущая-шум.В процессе распределения шумов надо учесть, что нелинейные шумы ретранслятора проявляются только в многосигнальном режиме работы при МДЧР..Их уровень зависит от положения рабочей точки на передаточной характеристике конкретной ЛБВ, в отсутствие которой можно ориентироваться на результаты, представленные на рис. 3.21.
Предварительно необходимо выбратьположение рабочей точки на характеристике ЛБВ, задавшись энергетическимипотерями на входе (Ар в х), которые составляют обычно от 3 до 16 дБ. При;этом энергетические потери на выходе (Др в ы х) составят 6—8 дБ.146Внутрисистемные шумы имеют место лишь при многократнИ С П о л ь з о в а*Иии частот с помощью пространственного или поляризационного т ле н и явровень зависит от степени развязки между совмещенными по част'ТВ Лар и их количеством.
При большом числе совмещаемых стволов уровен° "рисистемных шумов может доходить до 10% от общего уровня шумовистемы.Нелинейные шумы ЗС обычно бывают небольшими, так как в отличие отЛ в спутниковой линии имеется лишь один модулятор и демодулятор (моцем). Уровень нелинейных шумов при ЧРК-ЧМ может составлять не болееобщей мощности шумов. Ухудшение качества, обусловленное воздействием мешающих сигналов от РРЛ и других ССС или ССВ, ограничивается рекомендациями МК.КР [12] (гл. 4). Необходимо сказать, что при распределениицумов внешние шумы можно и не учитывать.
В этом случае при воздействиирешающих сигналов может произойти ухудшение качества передачи настолько,что оно будет хуже допустимого. Такое решение было бы в настоящее времяразумным в диапазоне 30/20 ГГц и выше, в то время как в чрезвычайно загруженном диапазоне 6/4 ГГц это явно недопустимо.Тепловые шумы в значительной мере определяют энергетику спутниковойлинии и составляют до 70% общего уровня шумов. При распределении тепловых шумов необходимо иметь в виду, что обычно участки «вверх» и «вниз»имеют различный энергетический потенциал: на участке «вниз» мощность передатчика ограничивается емкостью источников электропитания на спутнике, вто время как на участке «вверх» такое ограничение практически отсутствует.Для учета неидентичности участков спутниковой линии удобно ввести коэффициенты запаса а и 6.
При этом с учетом принятых обозначений= a (H/UIf) J t [Н/Ш,Ц = [H/UIf]T + 10 lg a,л = Ы ( Ь - 1).Во многих случаях можно принять а=5—11, 6 = 1,1—1,3 и при проектировании пользоваться рис. 3.35.В отдельных случаях можно предусмотреть и другое распределение шумов, учитывающее особенности конкретной проектируемой системы.
Например,при большом числе приемопередающих ЗС при распределении тепловых шумовможет оказаться выгодным положить а = 6 = 2 (3 дБ). Для ССВ за счет увеличения мощности передатчика ЗС шумы на участке «вверх» (на фидерной линии подачи программ) могут быть сделаны пренебрежимо малыми, что соответствует 6 = 1 (0 дБ), (HlUIf) | =(H/IIIt)T,(H/UIf) t =oo. При этом в высокочастотных участках выделенных полос частот (табл. 3,3) возможности передатчика ЗС могут оказаться ограниченными уровнем развития техники СВЧ.Тогда коэффициент запаса на участке «вверх» целесообразно принять равнымпримерно 10 дБ (а=10).Для передачи сигналов звукового сопровождения в ССВ используют разпличные способы, наиболее распространенный из которых — способ передачи«а поднесущих частотах с помощью ЧМ (аналогично передаче сигналов звукового сопровождения в РРЛ с ЧРК-ЧМ). В этом случае занимаемая полосачастот может увеличиться на 10%, а эквивалентные энергетические потери147на 2 дБ.
Передача звукового сопровождения в ССС возможна и независимо, в томчислеи на отдельной СВЧ несущей или11, 1в другом стволе.1 I_J-_10 VВ процессе проектирования при распределении шумов требуется учесть пороговые1 1свойства при использовании ЧМ и предусмотреть аппаратурный запас на реализацию при использовании цифровых методов— \ —1модуляции несущей. С этой целью необходимо обеспечить выполнение условия (3.5)при ЧМ, а при цифровых методах увеличить результирующее отношение несущаяшум на 2—6 дБ в соответствии с (3.9).\В последнем случае при использова1?нии отношений (E3jNo), приводимых вразличных источниках, следует иметь в^ ^виду, что в рядеработтребуемыезначения отношения несущая-шум при0,t 0,50,60,10,6 1lfi 1,32 2,5 3ведены с™* учетом запаса на аппаратурную реализацию и межсимвольные искажения.Рис.
3.35. К расчету энергетических параметров участков «вверх»Далее,исходяизгеометрическихи «вниз»соотношений, определяется минимальноезначение угла места e s , соответствующее наихудшим условиям приема (§ 3.3),и суммарные потери энергии радиоволн на участках «вверх» и «вниз» для выбранного диапазона частот (§ 3.6).При дальнейшей разработке, исходя из значений (H/UIf) л и (Н/Ш,) -*полученных в результате распределения тепловых шумов, в зависимости от режима работы ретранслятора составляют уравнения связи для обоих участков.При известных значениях выбранных ранее параметров с учетом (3.11) ЭТИуравнения могут быть записаны в следующем виде:l a1,111,12»» a/(a•-!}1,151,2 1,26 1,33 1,52,0].\, , лconst — iY — G/T.Задаваясь одним из параметров соответствующего участка, можно определить значения остальных, при которых обеспечивается требуемое качествопередачи по всей линии. При этом удобно использовать рис.
3.17 или несложную программу для расчета на ЭВМ.В отдельных случаях при проектировании могут ставиться и более конкретные задачи. Например, могут быть заданы тип передающей аппаратурыЗС («Градиент», «Геликон», «Грунт» и др.) и аппаратуры формирования группового сигнала ствола («Градиент-Н», «Группа», «МДВУ-40» и др.). При этомопределяют добротность и ЭИИМ ретранслятора спутника, выбирают тип »параметры приемной ЗС и т. п.148•ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ ПАРАМЕТРЫ СУЩЕСТВУЮЩИХСПУТНИКОВЫХ СИСТЕМ, РАБОТАЮЩИХ Б РАЗЛИЧНЫХДИАПАЗОНАХ И РЕЖИМАХПример 1.Спутниковая линия в режиме МДЧР-ЧРК-ЧМв диапазоне 6/4 ГГцВ качестве примера приведем параметры ССС,«Symphonie» производства Франции и ФРГ [15].использующейспутникРетранслятор спутникаПолосы частот:п е р е д а ч а .
. . . . . .. • • •приемМинимальное усиление антенны на краю зоны обслуживания:передачаприемiРезультирующий коэффициент шумаВходной уровень, соответствующий режиму насыщения ЛБВ.. . .'.—97,Выходной уровень в режиме насыщения ЛБВ. .4060—4150 МГщ5950—6040 МГц;19,3 дБ16,2 дБ6,2 дБ2дБВт9,2 дБВтЗемная станцияУсиление антенны:передачаприемШумовая температура ..Максимальная мощность передатчикаПотери в фидере56,3 дБ53,4 дБ25& К.3 кВт2,7 дБВ диапазоне 6/4 ГГц влияние атмосферы сказывается очень слабо (суммарное затухание составляет не более 1 дБ). Поэтому при проектированиюССС, удовлетворяющей критериям МККР, не превышаемым более 20% времени любого месяца (Приложение 4), можно практически пренебречь влиянием*атмосферы на энергетику линии.В рассматриваемом случае ширина полосы пропускания ствола ретранслятора равна 90 МГц.
В ее пределах размещается 20 несущих, каждая из которых модулирована по частоте 30-канальным ТФ сообщением, образованным'с помощью ЧРК. При этом 10% полосы пропускания ствола расходуется на"защитные промежутки между несущими различных ЗС, а полоса частот, занимаемая одной несущей, составляет около 4 МГц. Эффективная девиациячастоты на один канал при передаче измерительного уровная равна 356 кГц,а верхняя граничная частота группового спектра составляет 132 кГц.
При допустимой мощности шумов на выходе канала 10 000 пВтО (Приложение 4)соответствующее отношение несущая-шум (§ 3.5) [ЯДУ/] =69,8 дБГц.Для учета потерь в модеме отводится 0,2 дБ, на помехи от сигналов соседних стволов 0,6 дБ и для учета помех от наземных радиослужб 0,6 дБ.Таким образом, требуемое отношение [Я//Я/]ДОП = 71,2 дБГц. Используя экспериментальные кривые, было получено, что оптимальная рабочая точка ЛБ№соответствует энергетическим потерям на входе Д р в х = 7 дБ. При этом энергетические потери на выходе ЛБВ данного типа Др В ых=2,5 дБ.14S>Участок «вверх» при МДЧРПередающая ЗСМощность передатчика :.12,7Потери в фидереУсиление антенны"Потери из-за нестабильности ЭИИМ и неточности наведения антенныЭИИМ на одной несущейдБВт2,7 дБ56,3 дБ0,4 дБ65,9 дБВтТракт распространения'Ослабление:в свободном пространствев атмосфере199,1 дБ0,2 дБПриемник спутникаМинимальное усиление антенны (на краю зоны обслужи„вания)Уровень сигнала одной несущей на входе приемника.Суммарный уровень сигнала на входе приемника в многосигнальном режимеПотери усиления ЛБВ на в х о д е .Суммарная шумовая температура на участке «вверх» .Отношение несущая-шум для одной несущей на участке[Н1Ш,] f16,2 дБ—117,2 дБВт—104,2 дБВт7 дБ1200 К80,6 дБГцУчасток «вниз» при МДЧРПередатчик спутникаЗИИМСПв режиме насыщения ЛБВ (на краю зоны обслуживания)в многосигнальном режимеПотери усиления ЛБВ на выходе ДрВых28,5 дБВт26,0 дБВт2,5 дБТракт распространения•Ослабление:в свободном пространствев атмосфере.195,6 дБ0,1 дБПриемная ЗСУсиление антенныПотери из-за неточности наведения антенн.
. . .Уровень сигнала одной несущей на входе приемника.Суммарный уровень сигнала на входе приемника в многосигнальном режимеСуммарная шумовая температура на участке «вниз».Отношение несущая-шум для одной несущей на участке «вниз»53,4 дБ0,1 дБ—129,4 дБВт—116,4 дБВт260 К75,1 дБГцЛиния в целом при МДЧРОтношение несущая-шум на участке:«вверх» [Я/Я//] f«вниз» [H/Illf] |Отношение несущая-шум,характеризующее нелинейныешумы ретранслятора спутника в многосигнальном режиме (рис. 3.22) [Н/Ш,1СП. . .. . .
. . .Результирующееотношение несущая-шум [Н/Ш/]2.15080,6 дБГц75,1 д Б Г ц75,1 д Б Г и71,5 д Б Г цТаким образом, даже в наиболее неблагоприятном случае, когда осуществя связь между двумя ЗС, расположенными на краях зоны обслуживарезультирующее отношение несущая-шум оказывается на 0,3 дБ большепустимого значения [Я/Д/;]ДОП=71,2 дБГц.етсПример 2.Спутниковая линия в режиме МДВРв диапазоне 14/11 ГГцВ качестве примера приведем параметры спутника «OTS», разработанногоовместно рядом стран Западной Европы.Ретранслятор спутникаПолосы частот:передачаприемМаксимальное усиление передающей и приемной антенныРезультирующий коэффициент шума .. . . . .
.Входной уровень, соответствующий режиму насыщения ЛБВВыходной уровень в режиме насыщения ЛБВ. . . .14152,5—14192,5 МГц11490,0—111530,0 МГц,26,5 дБ5,2 дБ•—95 дБВт11,4 дБВтЗемная станцияМаксимальное усиление антенн:передачаприемШумовая температура...Максимальная мощность передатчикаПотери в фидере (от выхода ЛБВ до антенны):из-за неточности наведения антенниз-за нестабильности ЭИИМ...64,8 дБ63,5 дБ230 К2 кВт5 дБ0,2 дБ0,3 дБВ рассматриваемом случае цифровое сообщение со скоростью 60 Мбит/средается при помощи 4 ОФМ в сочетании с когерентной демодуляцией.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
