***** Google.Поиск по сайту:


Лекции по Теоретическим основам цифровой связи   

5. Анализ канала связи

5.4.4. Доступность канала

Доступность канала обычно является мерой долговременного использования ка­нала, сформулированной на среднегодовой основе; для данного географического местоположения доступность канала показывает процентное отношение времени, в течение которого канал может быть закрыт. Например, для конкретного канала связи между Вашингтоном и спутниковым ретранслятором долговременная си­ноптическая ситуация может быть такой, что погодного запаса 10 дБ достаточно для закрытия канала связи 98% времени; для 2% времени проливные дожди при­водят к большему, чем на 10 дБ, ухудшению параметра SNR, так что канал не за­крывается. Поскольку воздействие шума на SNR зависит от частоты сигнала, дос­тупность канала и требуемый энергетический запас должны изучаться в контексте конкретной частоты передачи.

На рис. 5.10 обобщаются значения доступности каналов глобальных спутников на частоте 44 ГГц. Данный график иллюстрирует процентное отношение видимо­сти земной поверхности (каналы закрыты и заданная вероятность ошибки дости­гается) как функцию энергетического запаса для трех равномерно размещенных геостационарных спутников. Геостационарный спутник расположен на круговой орбите в той же плоскости, что и земная экваториальная плоскость, и его син­хронная высота над уровнем моря равна 35 800 км. Период обращения спутника равен периоду обращения Земли; таким образом, спутник стационарно висит над определенной точкой земной поверхности. На рис. 5.10 показано семейство кри­вых видимости, отличающихся требуемыми значениями параметра доступности канала, от качественного (доступность 95%) до достаточно точного (99%). Вооб­ще, при фиксированном энергетическом запасе видимость обратно пропорцио­нальна требуемой доступности, а при фиксированной доступности она монотонно растет с увеличением запаса [8]. На рис. 5.11—5.13 для трех различных значений энергетического запаса канала затененными и чистыми областями показаны части земной поверхности, в которых канал 44 ГГц не может быть закрыт 99% времени. На рис. 5.11 показан охват каналом различных мест при энергетическом запасе 14 дБ. Отметим, что с помощью рисунка можно вычислить области наибольших ливней, такие как Бразилия и Индонезия. На рисунке представлены результаты расчета канала, выполненного с использованием синоптической модели Земли.

На рис. 5.11 выделяются заштрихованные полоски на восточных и западных границах поля зрения каждого спутника. Как вы думаете, почему канал недосту­пен в данных областях? На краях земной поверхности, видимой со спутника, рас­стояние между спутником и наземной станцией больше расстояния между точкой, находящейся, непосредственно под спутником, и спутником. Ухудшение качества происходит вследствие сочетания трех элементов: (1) большее расстояние распро­странения приводит к уменьшению спектральной плотности мощности на принимающей антенне; (2) в местах, расположенных на границе охвата, усиление, получаемое с помощью спутниковой антенны, снижается, если антенна специ­ально не спроектирована для равномерного охвата всего поля зрения (обычная схема — это -3 дБ на крайних лучах по сравнению с пиковой амплитудой в цен­тре луча); и (3) при распространении к точкам на границе охвата сигналу приходится пройти больший путь через атмосферы (это объясняется наклонным путем и кривизной земной поверхности). Последнее является самым важным для сигна­лов на частотах, наиболее поглощаемых атмосферой. Почему подобные заштрихо­ванные области отсутствуют около северного и южного полюсов на рис. 5.11? Снегопад не имеет (на распространение сигнала) такого же отрицательного эф­фекта, как ливень; данный феномен называется эффект замораживания.

Рис. 5.10. Зависимость охвата земной поверхности от энергетического запаса линии связи при различ­ных значениях доступности канала. (Перепечатано с разрешения Lincoln Laboratory из L. M. Schwab. "World- Wide Link Availability for Geostationary and Critically Inclined Orbits Including Rain Effects", Lincoln Laboratory, Rep. DCA-9, Jan., 27, 1981, Fig. 14, p. 38)

На рис. 5.12 показаны части земной поверхности, которые 99% времени могут (и не могут) закрывать канал 44 ГГц с запасом 10 дБ. Отметим, что, по сравне­нию с запасом 14 дБ, затененные области стали значительно больше; теперь вос­точный берег Соединенных Штатов, Средиземноморье и большая часть Японии 99% времени не могут закрывать канал. На рис. 5.13 подобные рабочие характе­ристики канала показаны для энергетического запаса 6 дБ. Если на рис. 5.11 можно определить регионы наибольшей дождливости, то на рис. 5.13 видны наи­более засушливые регионы Земли. Видим, что подобными областями являются юго-западные части Соединенных штатов, большая часть Австралии, побережья Перу и Чили, а также пустыня Сахара в Африке.




***** Яндекс.Поиск по сайту:



© Банк лекций Siblec.ru
Формальные, технические, естественные, общественные, гуманитарные, и другие науки.