На рис. 2.4 приведены усредненные на основании многих результатов измерений и рекомендованные МСЭ-Р значения погонных коэффициентов поглощения в дожде различной интенсивности.

Эквивалентная длина пути сигнала в дожде


Где -коэффициент, учитывающий неравномерность пространственного распределения дождя.

Для расчета поглощения в дожде необходимо учесть распределение вероятностей выпадения осадков различной интенсивности, получаемые из экспериментальных данных метеорологов.

Поглощение радиоволн (дБ/км) в тумане определяется абсолютной влажностью, а интенсивность тумана оценивается дальностью предельной оптической видимости S.

Связь этих параметров задается эмпирическими выражениями




Рис. 2.4. Частотная зависимость коэффициента поглощения

в дожде различной интенсивности

Потери энергии сигнала из-за неточности наведения антенн определяются угловым косновением оси главного лепестка (рис. 2.5). Для аппроксимации формы диаграммы направленности в пределах основной части главного лепестка пользуются выражением

, (2.13)




Рис. 2.5. Модель рассогласования диаграмм направленности БС и АС
При несовпадении поляризаций передающей и приемной антенн потери определяются выражением


где -коэффициент передачи энергии для антенн с эллиптической поляризацией и - коэффициенты эллиптичности (отношение малой полуоси эллипса к большой); - угол между полуосями эллипсов поляризации передающей и приемной антенн.

---

В диапазоне частот свыше 10 ГГц может сказываться эффект деполяризации радиоволн в гидрометеорах. Из-за несферичности и несимметричности относительно вертикальной оси появляется разница в затуханиях и фазовых сдвигах для вертикальной и горизонтальной составляющих и, как следствие, деполяризация радиоволны. Различие в затухании радиоволн с горизонтальной и вертикальной поляризациями достигает 6 ... 8 дБ на частотах более 20 ГГц.

Для систем радиодоступа типовым является многолучевое распространение радиоволн, вследствие наличия отражений от различного рода препятствий (рис. 2.6).


Рис. 2.6. Модели многолучевого распространения радиоволн: а - внешнее расположение АС; б- внутреннее расположение АС;

в - внутреннее расположение БС и АС
При распространении в городских условиях отражения наблюдаются от кромок крыш, зданий, подстилающей поверхности и т.д.

При расположении АС внутри помещений на антенну могут приходить волны, отраженные от внутренних стен помещения.

При расположении БС и АС внутри помещения отражения наблюдаются как от стен, так и от расположенных внутри предметов.

В общем случае модель канала при многолучевом распространении может быть задана в виде
, (2.15)
где К= - коэффициент передачи для i-го луча распространения; - модуль; -фаза коэффициента передачи, зависящие от коэффициентов отражения зданий, стен, предметов и т.д.; - время распространения сигнала в i-м луче:

R_i - длина i-го луча; с - скорость света.

Наличие нескольких копий сигнала создает ситуацию, когда возможны замирания и межсимвольная интерференция (рис. 2. 7).

Межсимвольная интерференция вызвана наложением соседних символов из-за временной дисперсии сигналов, приходящих по разным лучам.

Методы модуляции в системах радиодоступа. Современные системы радиодоступа для передачи информации используют широкий спектр аналоговых и цифровых методов модуляции. Вариант классификации методов модуляции, используемых в системах радиодоступа, приведен на рис. 2.7.

---

Рис. 2.7. Классификация методов модуляции
В общем случае модулированный сигнал может быть представлен в виде функциональной зависимости

, (2.16)

где один или несколько параметров (амплитуда А, частота фаза период T_n, длительность Т_о) сигнала изменяются по закону изменения передаваемого сообщения S(t).

При непрерывных методах модуляции чаще всего применяются частотная, амплитудная и фазовая модуляция.

В аналоговых системах радиодоступа для передачи речи и других видов информации используется частотная модуляция (ЧМ). Параметры модулированного сигнала должны отвечать требованиям ГОСТ 12252. Выражение для ЧМ сигнала записывается в следующем виде:

, (2.17)

где ) - модулирующий непрерывный сигнал, отображающий передаваемое сообщение S(t); -девиация частоты; k- согласующий коэффициент; ; -несущая частота; t- текущее время.

Типовой спектр случайного процесса, полученного модуляцией частоты несущей сигналом речи, приведен на рис. 2.8.



Рис. 2.8. Спектр ЧМ-сигнала с m_f= 0,5
Мощность радиосигнала определяется в соответствии с выражением, в частности для сигнала с ЧМ модуляцией (2.17)



где А - амплитуда сигнала. Аналоговые методы модуляции применяются в диапазонах частот до 1 ГГц.

Начиная с систем радиодоступа второго поколения, используются цифровые методы модуляции.

Защита от ошибок в системах радиодоступа. Ошибки приема информации вызваны воздействием в канале связи помех и шума и являются неотъемлемой составляющей процесса функционирования систем радиодоступа. При низкой вероятности ошибки на бит Р

---

_ош и длине пакета данных т, вероятность неправильного приема пакета определяется выражением

Р_{ош п}=1-(1-Р_ош)^m

Если требуется обеспечить вероятность ошибки приема пакета не более 10^-п вероятность ошибки на бит не должна превышать



При большой длине пакета требования мoryr быть очень жесткими, например =10^-1…10^-9, что в радиоканале только за счет сигнальных методов обеспечить не представляется возможным.

Для снижения влияния ошибок приема символов на качество приема пакетов применяют способы помехоустойчивого кодирования для: обнаружения и исправления одиночных и группирующихся ошибок и повторной передачи пакетов по запросу. Методы кодирования выполняет перемежение символов, которое служит для: разбиения групп ошибок на некоррелированные одиночные ошибки.

Все способы защиты от ошибок используют избыточные символы, которые добавляются к информационным, и связаны с ними специальными уравнениями, позволяющими выявлять ошибки. Обычно к k информационным битам добавляется r избыточных, формируя код длиной п = k + r символов. По информационным символам и известным уравнениям связи на приемной стороне могут быть рассчитаны проверочные символы.

Сравнение рассчитанных символов с принятыми позволяет выявить наличие ошибок в принятом пакете.

Отношение, показывающее снижение скорости передачи информации из-за наличия проверочных символов



называют скоростью кодирования.

Повышение энергетической эффективности за счет использования кодов характеризуют значением эквивалентного энергетического выигрыша (ЭВК).



где = Е_c/N₀- отношение энергии сигнала к спектральной плотности шума при фиксированном значении ; - отношение сигнал/шум с использованием кодирования, при том же значении

---

.

Помехоустойчивое кодирование сообщений дает возможность обнаружить ошибки в принятых сообщениях или обнаружить и исправить.

Соответственно различают коды с обнаружением и исправлением ошибок.

Код с обнаружением ошибок уменьшает число неверно опознанных сообщений, позволяет «стирать» или отмечать сообщения, в которых есть ошибки, либо принять меры по повторной передаче сообщения.

Код с исправлением ошибок позволяет получить верные сообщения, несмотря на наличие некоторого числа ошибок при приеме символов.

Коррекция ошибок достигается лишь при использовании в кодовом слове числа символов п > k, т.е. путем внесения избыточности.

По способу введения избыточности коды разделяются на блочные и непрерывные.

Методы разделения каналов и множественного доступа. В системах радиодоступа, как и во всех системах радиосвязи, остро стоит вопрос эффективного использования доступных ресурсов, в частности, выделенной полосы частот ∆F, пропускной способности сети, энергетических, материальных и финансовых ресурсов. Как ни странно, все перечисленные ресурсы взаимозависимы и определяются техническими характеристиками оборудования систем радиодоступа.

Важнейшую роль в обеспечении эффективности доступных радиоресурсов играют методы их распределения между всеми абонентскими станциями, входящими в систему.

Под радиоресурсом понимают доступные для передачи полосы частот и временные интервалы.

Основными способами распределения радиоресурса являются (см. рис. 1. 7) частотное разделение, временн6е разделение, кодовое разделение, пространственное разделение, поляризационное разделение и разделение, использующее их комбинации.

Эффективность методов разделения каналов оценивают количеством одновременно действующих абонентов N_a и степенью использования пропускной способности



где с -пропускная способность БС при N_a =l; с;-пропускная способность i-й АС.

При частотном разделении каналов (FDМA) пользователи распределяются по доступному диапазону, число частот постоянно, т.е. за каждой абонентской станцией закрепляется свой частотный канал.
Контрольные вопросы к лекции:

1. 
   Характеристики радиоинтерфейса
   
2. 
   Пропускная способность канала связи и радиосвязи
   
3. 
   От чего зависит пропускная способность канала связи
   
4. 
   Энергетические соотношения в радиолиниях систем радиодоступа
   
5. 
   Классификация радиоканалов по признакам
   
6. 
   Модель распространения радиоволн
   

---

Смотрите также файлы

• Перечень документов Краткие сведения о пострадавшем описание обстоятельств несчастного случая.doc

• Защита проекта Шаг на встречу Классный руководитель 6 класса.pptx

• Предмет Математика Класс 5 Раздел.doc

• Цель учебной практики.doc

• Программного обеспечения.pdf