Конспект лекций для студентов всех форм обучения специальности 5В071900 Радиотехника, электроника и телекоммуникации. Алматы 2013
Лекция 7. Общие сведенья о системах персональной спутниковой связи
жүктеу/скачать 120,45 Kb.
|
технология беспроводной связи
508284, Лекция 4 -Введение
| Лекция 7. Общие сведенья о системах персональной спутниковой связи
Цель лекции: изучение видов и структур спутниковых систем связи. Системы персональной спутниковой связи обладают рядом преимуществ по сравнению с рассмотренными ранее системами подвижной связи. Данный вид связи не имеет ограниченной по привязке к конкретной местности Земли, а также во многих регионах мира спрос на услуги связи может быть удовлетворен только с помощью спутниковых систем, например: - при передаче информации в глобальном масштабе; - в акваториях Мирового океана; - в районах с малой плотностью населения; - в местах разрывов наземной инфраструктуры. В зависимости от вида предоставляемых услуг ССС можно разделить на три основных класса: - речевой (радиотелефонной) связи; - пакетной передачи данных (ППД); - определение местоположения (координат) потребителей. При радиотелефонной связи в ССС используют цифровую передачу сообщений, при этом обязательно должны выполняться международные стандарты. В таких системах задержка сигнала на трассе не должна превышать 0,3 с и переговоры абонентов не должны прерываться во время сеанса связи. Обслуживание абонентов должно быть непрерывным и происходить в реальном масштабе времени (РМВ). Для этого необходимо оснащать спутники высокоточной системой ориентации для удержания луча их антенны в заданном направлении; количество спутников в системе должно быть достаточным для обеспечения сплошного и непрерывного покрытия зоны обслуживания; для обеспечения достаточного количества каналов связи должны применяться многолучевые антенные системы. При этом требуется большое количество узловых (шлюзовых) станций (ШС) с дорогим коммутационным оборудованием. Системы пакетной передачи данных (ППД) работают со скоростью от единиц до сотен килобайт в секунду. Жестких требований к оперативности доставки сообщений, как правило, не предъявляют. В таком режиме работает «электронная почта» (поступившая информация запоминается бортовым компьютером и доставляется корреспонденту в заранее определенное время суток). Для определения местоположения абонента применяется стандартная навигационная аппаратура GPS (Global Positioning System – глобальная система определения), которая имеет очень высокую точность определения координат потребителя и специальная аппаратура, которая по сигналам спутников персональной связи и/или ШС позволяет определить координаты потребителя, но с меньшей точностью. В основу организации спутниковой связи заложена достаточно простая идея. На спутнике (сателлите) располагается активный ретранслятор СПСС. По заданной орбите спутник движется длительное время, получая электропитание от солнечных батарей, установленных на его платформах, или от малогабаритных ядерных электростанций. Рисунок 7 - Структура систем спутниковой связи На спутнике-ретрансляторе расположены специальная антенная система и приемопередающая аппаратура, осуществляющая прием, преобразование, обработку (например, усиление, изменение частоты несущей и пр.) и передачу сигналов в направлении земных станций (ЗС) – станций радиосвязи, расположенных на земной поверхности и предназначенных для обеспечения собственной связи. Приведена структура систем спутниковой связи на рисунке 7. Системы мобильной спутниковой связи классифицируют по двум признакам: типу используемых орбит и различию в зонах обслуживания и размещения ЗС. Многие важные свойства СПСС напрямую зависят от высоты и типа орбит КА. Высота орбит КА выбирается на основании анализа многих факторов, включая энергетические характеристики радиолиний, задержку при распространении радиоволн, близость к орбите радиоционных поясов, а также от размеров обслуживаемых территорий. Кроме того, на высоту орбиты влияют способ организации связи и требования по обеспечению необходимого значения угла места КА. Поэтому выделяют четыре основные градации высот орбит: низкоорбитальные группировки (LEO) с высотами порядка 500-2000 км, средневысотные группировки (MEO) с высотами 5-15 тыс.км, геостационарные орбитальные группировки (GEO) на фиксированной высоте 36 тыс.км и орбитальные группировки на высокоэллиптических орбитах (HEO). В последнем случае орбита представляет сильно вытянутый эллипс с Землей в одном из его фокусов. Высота в апогее (наивысшей точке), как правило, составляет порядка 7-70 тыс.км, перигее - 400-500 км. Каждая из этих орбитальных позиций обладает своими достоинствами и недостатками. Системы подвижной связи на низкоорбитальных спутниках позволяют создать на поверхности Земли плотность потока мощности, достаточную для работы с легкими абонентскими станциями размером с портативную телефонную трубку, и дополняют сотовые сети. Наиболее распространенной международной системой подвижной спутниковой связи является глобальная сеть связи Inmarsat. Среди ряда стандартов этой системы выделяют сеть Inmarsat-М, предназначенную для обслуживания подвижных абонентских станций. В ней для сухопутных подвижных объектов используется МС с малогабаритной фазированной антенной решеткой (ФАР), встроенной в крышку портфеля-дипломата с массой порядка 2 кг. Спутниковая система Inmarsat-М обеспечивает связь практически из любой точки мира, позволяет подключить компьютерную сеть Internet, факс и ряд других устройств передачи цифровых данных. Космический сегмент этой системы связи базируется на геостационарных спутниках, расположенных над Атлантическим, Тихим и Индийским океанами. В последние годы активно развивается спутниковая связь персонального обслуживания подвижных абонентов. Энергетический баланс линий спутниковой связи не позволял до последнего времени уменьшить абонентскую станцию до размеров сотового телефона. Применение низкоорбитальных спутников создает преимущества перед геостационарными и позволяет разрабатывать СПСС с персональными радиотелефонами типа сотового, снабженными направленными антеннами. При этом существенно уменьшается затухание сигнала на трассах «Земля – спутник» и «спутник – Земля» и его запаздывание в каналах связи. Время задержки сигнала у геостационарных систем спутниковой связи составляет около 300 мс, а у низкоорбитальных не более 200 мс. Такое уменьшение запаздывания сигналов способствует двухскачковому (двукратному) методу передачи сигнала через спутник. СПСС с низкоорбитальными спутниками позволяют организовать телефонную персональную связь с подвижными абонентами, находящимися вне зоны сотовых и прочих телефонных сетей. Кроме того, они широко внедрены в морских службах спасения для радиоопределения местоположения объекта, пейджинга, электронной почты и т.д. Разработки ряда СПСС с низкоорбитальными спутниками ведутся за рубежом и в России. За рубежом это Inmarsat Globalstar. Современные спутниковые проекты основаны на широком международном сотрудничестве, в котором участвуют и российские компании. В орбитальной группировке практически любой спутниковой системы связи используется до 70 спутников-ретрансляторов, расположенных на 4…8 орбитах. Любой спутник орбитальной группировки своими лучами формирует несколько наземных сот связи. В совокупности один ретранслятор создает на Земле подспутниковую зону диаметром примерно 4500 км. Полная орбитальная группировка формирует практически сплошную зону связи, покрывающую всю поверхность Земли. Технические вопросы, связанные с использованием частот и расположением СР на орбитах, обеспечивающих отсутствие взаимных помех друг другу, решаются в рамках МККР (Международный консультативный комитет по радио) и МКРЧ (Международный комитет по регистрации частот). Для спутниковых систем выделены полосы частот, представленные в таблице 1. Таблица 1 – Полосы частот для спутникового диапазона.
Лекция 8. Оптическая и радиосвязь Цель лекции: ознакомление с технологией беспроводной оптической связи, основными отличиями оптической и радиосвязи, параметрами оптических систем беспроводной связи. Основная причина востребованности технологии беспроводной оптической связи заключается в огромном потенциале передавать большие объемы данных на высоких скоростях в инфракрасном диапазоне длин волн далеко за принятым диапазоном радиочастот (до 400 ГГц), существенно снижая таким образом административные издержки. Среди всемирно известных операторов и разработчиков телекоммуникационных сетей, принявших на вооружение беспроводную оптическую технологию - Sprint, Nextel, Verizon (в прошлом Bell Atlantic), Вымпелком, Motorola, Siemens. Сигналы входного интерфейса системы используются для модуляции сигнала в открытом оптическом канале. Сама технология передачи основывается на передаче данных модулированным излучением в инфракрасной части спектра через атмосферу. Передатчиком служит полупроводниковый излучающий диод. В качестве приемника используется высокочувствительный фотодиод. Излучение воздействует на фотодиод, вследствие чего регенерируется исходный модулированный сигнал. Далее сигнал демодулируется и преобразуется в сигналы выходного интерфейса. С обеих сторон используется система линз, на передающей стороне - для получения коллимированного луча, а на приемной стороне - для фокусирования принятого излучения на фотодиод. Для дуплексной передачи организуется точно такой же обратный канал. Атмосферные оптические линии связи (Free Space Optics) — термин, давно прижившийся в телекоммуникациях. В линиях FSO, как и в волоконно-оптических линиях связи, информация передается с помощью модулированных световых волн. Однако средой для распространения световых колебаний служит не оптическое волокно, а открытая атмосфера в пределах прямой видимости. В этом смысле линии FSO похожи на радиорелейные линии связи, где электромагнитные волны СВЧ диапазона распространяются также в открытой атмосфере. Важная особенность линий FSO — отсутствие необходимости получать разрешение на частоты при установке и эксплуатации таких систем, в отличие от радиорелейных линий связи. Иными словами, исключается длительный и весьма дорогостоящий процесс получения радиочастот. Кроме того, значительные затраты требуются для расчета, измерения уровней электромагнитного излучения и получения разрешения на установку радиорелейных станций. В системах FSO используются инфракрасные лазеры, которые генерируют свет в диапазоне около 200 ГГц, что соответствует длине волны порядка 1 мкм. Имеющееся на рынке оборудование работает на одной из двух длин волн – 850 или 1550 нм. Лазеры, излучающие длину волны 850 нм, намного дешевле, чем для волн 1550 нм, и поэтому предпочтительны для связи на дистанции до 100 м. Однако если речь идет о более дальних расстояниях, мощном и в то же время безопасном для глаз излучении, то на первый план выходят длинноволновые лазеры. Инфракрасное излучение на длине волны 1550 нм поглощается роговицей глаза и не доходит до сетчатки. Нормами допускается мощность почти на два порядка больше, чем для 850-нанометровых лазеров. Это позволяет увеличить длину канала примерно в 5 раз при сохранении устойчивой связи, а при использовании на коротких расстояниях – значительно повысить скорость передачи данных. В настоящее время для беспроводного обмена информацией широко применяется радио (радиорелейные линии и радиомодемы). Однако трудно найти хотя бы одного пользователя, который не сталкивался бы с проблемой искажения или даже потери сигнала из-за засоренности радиоэфира. Необходимость же получения специального разрешения и связанная с этим бумажная волокита сильно затрудняют применение радио в крупных городах. Даже такие появившиеся в последнее время технологии, как быстрый перескок радиочастоты и цифровое кодирование путем свертки сигнала с использованием псевдослучайной шумовой последовательности, полностью не решают данных проблем. Лазерная система связи представляет собой открытую систему и поддерживает практически любой протокол из физической спецификации передающей системы. Кабельное или волоконно-оптическое устройство сопряжения доставляет сетевой трафик лазерному приемопередатчику, затем полученный сигнал модулируется оптическим лазерным излучателем и фокусируется в узкий коллимированный световой луч в передатчике, использующем систему линз. На принимающей стороне оптический пучок возбуждает фотодиод, который позволяет регенерировать модулированный сигнал. Сигнал демодулируется и преобразуется в коммуникационный протокол, поддерживаемый сетью. Иными словами, система использует тот же принцип действия, что и модемы для волоконно-оптических кабелей. Разница заключается только в другой среде для распространения светового луча и вытекающих из этого конструктивных особенностях. Для дуплексных конфигураций на каждом конце двухточечной линии связи требуются и приемник, и передатчик (обычно они собраны в моноблоке). Существующие в настоящее время коммерческие лазеры имеют выходную мощность сигнала менее 100 мВт и не требуют специального технического лицензирования для безопасной работы и управления. Они поддерживают высокую скорость передачи данных на расстояние до 1,2 км, однако их пропускная способность зависит от расстояния: чем выше пропускная способность, тем меньше расстояние передачи. Так, например, передача данных с пропускной способностью 34-52 Мбит/с возможна на расстояние до 1200 м, а с пропускной способностью 100-155 Мбит/с - на расстояние до 1000 м. Очевидно также то, что чем больше мощность лазера, тем большее расстояние он покрывает. Так, например, лазерные передатчики Freespace или OmniBeam, имеющие выходную мощность от 20 до 40 мВт, способны передавать сигнал на расстояние до 1200 м. Если же использовать военные лазеры с выходной мощностью в 10 Вт, то информацию можно передавать на расстояние до нескольких километров. Однако, чем выше мощность излучателя, тем меньше срок службы лазера. Поэтому в настоящее время, в основном, применяются коммерческие лазеры (чаще всего диодные лазеры с гетероструктурой на основе соединения GaAlAs и длиной волны 820 нм) с выходной мощностью до 50 мВт. При передаче информации на расстояние до 1200 м такие лазеры обеспечивают пропускную способность до 155 Мбит/с и поддерживают стандарты Е1, Е3, ОС1, ОС3 и др. Лазерная связь обеспечивает высокий уровень защиты информации от несанкционированного считывания в то время, как передача по радио может быть перехвачена и записана даже на большом удалении от оборудования передачи. Системы, функционирующие в инфракрасном (ИК) диапазоне, имеют целый ряд преимуществ перед альтернативными разработками. Во-первых, за счет перехода в оптическую область длин волн такие системы не претендуют на какую-либо часть радиодиапазона, не создают помех в РЧ-спектре и сами не чувствительны к подобным помехам. Для их эксплуатации не нужно получать разрешений на использование дефицитного радиочастотного ресурса. Во-вторых, инфракрасные каналы связи обеспечивают высокую защищенность пересылаемой информации. Передаваемые по ним потоки не могут быть просканированы анализаторами спектра или контрольным оборудованием радиосетей. К тому же они, как правило, кодируются с помощью патентованных алгоритмов. В-третьих, сами по себе беспроводные оптические системы не накладывают никаких принципиальных ограничений на скорость транспортировки данных. Наконец, немаловажным фактором является малое время их развертывания. В последние годы инфракрасные системы передачи информации вызывают все больший интерес у операторов, Internet-провайдеров и корпоративных заказчиков. К возможным вариантам их применения относятся формирование физических соединений в корпоративных сетях передачи данных (Ethernet/Fast Ethernet, ATM, FDDI) и магистральных сетях операторов наземной связи (SDH, PDH), создание резервных каналов, построение каналов доступа для решения проблемы «последней мили», обеспечение соединений с базовыми станциями и их контроллерами в сетях мобильной связи, развертывание временных сетей на период модернизации основной кабельной инфраструктуры или в районах стихийных бедствий, передача данных от систем видеонаблюдения и телеметрии при невозможности прокладки кабеля. Общими свойствами всех оптических систем являются высокая энерговооруженность лазерного луча (средняя мощность 300 мВт, уровень ИК-излучения 7 Вт/м2) и значительное время наработки на отказ (для лазеров оно составляет 130 тыс. часов, т.е. без малого 15 лет). Мощность, потребляемая каждым из устройств, равна примерно 20 Вт, поэтому даже при сбое в сети электропитания приемопередатчик может работать от бесперебойного источника в течение нескольких часов. Особенностью ИК-оборудования является быстрота его развертывания: среднее время, затрачиваемое на инсталляцию, не превышает 4 ч. Отсутствие привязки к кабельной инфраструктуре обеспечивает возможность многократного использования одной и той же системы путем ее демонтажа и установки на новом месте. Еще важнее высокая ремонтопригодность данного оборудования. Оно спроектировано так, что замена передатчика, сопровождающаяся переходом на новую длину волны из диапазона 860—920 нм, не требует модернизации приемника (ибо последний работает с длинами волн от 750 до 950 нм). Влияние атмосферных явлений лимитирует максимальную протяженность канала связи (при фиксированном уровне его доступности), а требование прямой видимости накладывает дополнительные ограничения на высоту установки приемопередающих устройств и их направленность. Из-за того, что погодные условия влияют на надежность передачи, перед началом эксплуатации системы в каждой конкретной местности необходимо проводить ее тестирование. Общее правило заключается в том, что важен не столько тип осадков, сколько время их непрерывного воздействия на канал, поэтому, скажем, туман в большей степени влияет на состояние ИК-канала, чем дождь или снег. Зависимость от состояния атмосферы приводит к тому, что доступность канала обратно пропорциональна дальности передачи. Так, при дальности 40 км доступность в среднем за год составит всего 40—50%, хотя летом значение этого показателя будет несколько выше. И наоборот, сближение приемника и передатчика на расстояние 500 м обеспечит доступность до 99,9%. Впрочем, на практике беспроводные каналы обычно организуются для соединения узлов, разнесенных на несколько километров: при дальности связи 3 км доступность одиночного ИК-канала E1 составляет 99,1%, а для 1 мили (1,6 км) она равна 99,7%. Приемники и передатчики не обязательно выносить на улицу: они могут быть установлены и внутри помещений. Наличие стеклянной преграды удается учесть на стадии расчета технических характеристик монтируемой системы, и серьезные проблемы возникают только при наличии светофильтров или специального противосолнечного затемнения. Лекция 9. Технические концепции построения систем БС Цель лекции: изучение принципов организации линий связи между абонентной станцией и базовой станцией и между базовыми станциями систем беспроводной радиосвязи; модели радиосигналов с замираниями, обусловленными многолучевым распространением. Типовая модель сухопутной системы подвижной радиосвязи PCS, или линии передачи сотовой системы, включает в себя высокоподнятую антенну (или несколько антенн) базовой станции и относительно короткий участок распространения по линии прямой видимости (LOS) (см.рисунок 8). Рисунок 8 - Среда распространения радиоволн Присутствуют также множество трасс с переотражением (т.е. непрямой видимости — NLOS) и одна или несколько подвижных антенн, установленных на автомобиле или (более общий случай) в приемопередатчике подвижной или носимой радиостанции. В большинстве случаев имеет место неполный участок распространения радиоволн в пределах прямой видимости между антенной базовой станции, или точкой доступа, и антеннами подвижных радиостанций из-за естественных и искусственных препятствий смотри на рисунке 8. При таких условиях трасса радиопередачи может моделироваться как случайным образом изменяющаяся трасса распространения. В иллюстративном примере (см.рисунок 8) антенна базовой станции расположена на высоте 70 м, т.е. на крыше самого высокого здания. Прямая LOS трасса с распространением в свободном пространстве (does) пролегает между базовой антенной и первым зданием. Из-за его влияния на прямой трассе do вносится затухание. Расположенные в отдалении возвышенности отражают сигналы. Отраженные задержанные сигналы при приеме могут иметь мощность, сравнимую с мощностью ослабленных сигналов прямой трассы. Во многих случаях может существовать более одного пути распространения радиоволн, и эта ситуация называется многолучевым распространением. Трасса распространения изменяется при перемещениях подвижного объекта, базового оборудования и/или движения окружающих предметов и среды. Даже малейшее, самое медленное перемещение приводит к изменению во времени условий многолучевого распространения и, как следствие, к изменению параметров принимаемого сигнала. Предположим, например, что абонент сотовой системы находится в автомобиле на стоянке вблизи оживленной скоростной автострады. Хотя абонент относительно неподвижен, часть окружающей среды движется со скоростью 100 км/час. Автомобили на автостраде становятся «отражателями» радиосигналов. Если во время передачи или приема этот абонент также движется (например, со скоростью 100 км/час), то параметры случайным образом отраженных сигналов изменяются с большей скоростью. Скорость изменения уровня сигнала часто описывается доплеровским рассеянием. Распространение радиоволн в подобных условиях характеризуется тремя, частично самостоятельными эффектами, известными как замирания из-за многолучевости распространения, затенение (или экранирование) и потери при распространении. Замирания из-за многолучевости описываются через замирания огибающей (независящие от частоты изменения амплитуды), доплеровское рассеяние (селективный во времени, или меняющийся во времени, случайный фазовый шум) и временное рассеяние (изменяющиеся во времени длины трасс распространения отраженных сигналов вызывают временные изменения самих сигналов). Временное рассеяние приводит к появлению частотно-селективных замираний. Когда приемник, передатчик или окружающая среда даже незначительно перемещаются, эффективное перемещение превышает несколько сотых длины волны. Например, в системах радиосвязи диапазона 2 ГГц длина волны равна 15 см. Таким образом, если приемник перемещается лишь на расстояние 1,5 см, он смещается на 1,5/15=0,1 длины волны. Перемещение на расстояние, большее, чем несколько сотых длин волны, может вести к флюктуациям огибающей. Замирания на трассе можно разделить на долговременные или усредненные замирания и кратковременные или быстрые замирания из-за многолучевости. После того как быстрые замирания из-за многолучевости устраняются усреднением на интервале нескольких сотен длин волн, остается еще неселективное затенение. Причиной затенения являются в основном особенности рельефа местности вдоль трассы распространения радиосигналов сухопутных подвижных систем. Это явление вызывает медленные изменения средних значений параметров релеевских замираний. Хотя для затенения не имеется подходящей математической модели, наилучшим образом соответствующей экспериментальным данным в типичном городском районе, признано лог-нормальное распределение с дисперсией от 5 до 12 дБ. Формула для потерь при распространении в свободном пространстве (или потерь при распространении) для всенаправленных передающей и приемной антенн с единичным коэффициентом усиления (G = 1), расположенных друг от друга на расстоянии r метров, имеет вид: . Для двух антенн, разнесенных друг от друга на r метров, с коэффициентом усиления передающей антенны: GT=4πA/λ2, и коэффициентом усиления приемной антенны: GR=4πA/λ2. формула для потерь при распространении в свободном пространстве принимает следующий вид: . Полагаем, что PR = PRmin представляет собой минимальную мощность несущей, которая приводит к приемлемому, или «пороговому», значению вероятности ошибки на бит. Для речевой связи в качестве «приемлемой, или пороговой, характеристики» часто принимается BER = 3×10-2 при передаче без кодирования и предварительной обработки. Тогда радиус зоны уверенного приёма: , где dmax выражено в метрах. Коэффициент усиления системы является полезным показателем для оценки характеристик системы, так как объединяет много параметров, представляющих интерес для проектировщиков систем радиосвязи. Пороговая чувствительность приемника — это минимальная принимаемая мощность, необходимая для достижения приемлемого уровня характеристик, таких как максимальное значение вероятности ошибки на бит (BER). Коэффициент усиления системы должен превышать или, по крайней мере, быть равным сумме коэффициентов усиления и внешних по отношению к аппаратуре потерь. Для прогнозирования средних потерь при распространении используются эмпирические модели, основанные на всесторонних натурных измерениях. Трасса пролегает от антенны базовой станции до антенны подвижного объекта. Экспериментальные кривые для потерь при распространении получаются измерением уровня мощности принятого сигнала и вычитанием из мощности переданного сигнала. Например, если мы имеем всенаправленные антенны с коэффициентами усиления, равными 1, передаваемая мощность равна + 30 дБм и в некотором месте принимаемая мощность несущей PR = - 105 дБм, тогда потери при распространении: Lp = PТ - PR = + 30 дБм – ( -105 дБм) =135 дБм. Поскольку PТ и PR выражены в одних и тех же единицах, то потери Lp могут быть выражены в децибелах. Многочисленные измерения, выполненные Окомурой (Okomura), позволили получить эмпирическую формулу для средних потерь при распространении Lp, дБ, в случае изотропных (идеальных всенаправленных), имеющих коэффициенты усиления, равные 1, антенн базовой станции и подвижного объекта. Эта формула, известная так же, как метод прогнозирования Окомуры, имеет следующий вид: где r – расстояние между антеннами базовой и подвижной станции, км. Радиочастота несущей fo, МГц, высота антенны базовой станции hb, м, и высота антенны подвижной станции hm, м; величины A, B, C и D выражаются соответственно следующим образом: где а(hm)=[1,1∙lg(f0)-0,7]∙hm-[1,56∙lg(f0)-0,8] – для средних и малых городов; - а(hm)=3,2[lg(11,75∙hm)]2 -4,97 – для крупных городов. Данной формулой можно пользоваться, если выполняются следующие условия: - fо: от 150 до 1500 МГц; - hb: от 30 до 200 м; возможно расширение диапазона (от 1,5 до 400 м); - hm: от 1 до 10 м; - r: от 1 до 20 км; возможно расширение диапазона (от 2м до 80 км). Модель радиосигналов с замираниями, обусловленными многолучевым распространением, полезна для последующего анализа распределений огибающей замирающей несущей (уровня сигнала), частоты выбросов сигнала и длительности замираний [12]. Эти параметры и их представления требуются при рассмотрении некоторых аспектов проектирования линий и систем связи (таких, как выбор методов исправления ошибок и доступа). Например, длительность замираний и частота выбросов позволяют установить связь между вероятностью ошибки на бит (BER) и вероятностью ошибок в слове (WER). При проектировании высокоскоростных цифровых систем подвижной радиосвязи важно знать характеристики замираний из-за многолучевости, поскольку они вызывают пакетирование ошибок. При условии, что пакеты ошибок возникают, когда уровень огибающей сигнала падает ниже определенного порога, частота выбросов (пересечений уровня) может использоваться как подходящая мера частоты появления пакетов ошибок. Длительность замираний позволяет оценивать длину пакетов ошибок. Лекция 10. Методы разнесения сигналов Цель лекции: ознакомление с методами организации ветвей разнесения и сигнальных путей в системах беспроводной связи. Для обеспечения высокой надежности передачи данных без чрезмерного увеличения как мощности передатчика, так и интервала повторного использования частот желательно иметь иной метод борьбы с влиянием быстрых замираний из-за многолучевости. Известно, что разнесенный прием является одним из наиболее эффективных средств, предназначенных для решения этой задачи. Различные методы разнесения были предложены и проанализированы применительно к системам KB, тропосферной связи, а также микроволновым радиорелейным системам, работающим в пределах прямой видимости. Методы разнесения применительно к ОВЧ, УВЧ и микроволновым системам подвижной радиосвязи анализировались в течение последних 20 лет. Хотя большинство из них относились к аналоговым системам подвижной радиосвязи, однако, в принципе, они могут найти применение и в цифровых сотовых системах. Выигрыш, получаемый за счет разнесения, увеличивается по мере возрастания требований к качеству обслуживания в цифровых системах подвижной радиосвязи, поскольку более существенное влияние быстрых замираний многолучевости проявляется при цифровой передаче. Методы разнесения требуют организации ряда путей передачи сигналов, называемых ветвями разнесения, и схемы их комбинирования или выбора одного из них. В зависимости от характеристик распространения радиоволн в системах подвижной радиосвязи существует несколько методов построения ветвей разнесения, которые могут быть разбиты на следующие группы, объединяющие: - пространственное; - угловое; - поляризационное; - частотное; - временное разнесение. жүктеу/скачать 120,45 Kb. Достарыңызбен бөлісу:
|