Основы теории принятая статистических решений 1051 24 страница

д ^%2 _ ^(с/^⁾² "■ Ап Ап '

4л

(Зх 10 /60х 10) „ 2

й ^2м ■

Далее для обоих случаев находим потери в тракте (в децибелах):

5.3.4. Мощность теплового шума

Тепловой шум вызывается тепловым движением электронов во всех проводящих эле­ментах. Он создается в местах соединения антенны и приемника и в первых каскадах приемника. Спектральная плотность мощности шума постоянна для всех частот,

вплоть до 10¹² Гц, что определило название белый шум. Как показывалось в разде­ле 1.5.5, процесс теплового шума в приемниках системы связи моделируется как про­цесс аддитивного белого гауссового шума (additive white Gaussian noise — AWGN). Физическая модель [5, 6] теплового шума — это генератор шума со среднеквадратиче­ским напряжением холостого хода, равным 4кГ°МН, где

к (постоянная Больцмана) = 1,38 х 10"²³ Дж/К или Вт/КГц = -228,6 дБВт/КГц,

Т° — температура, Кельвин,

W — ширина полосы, Герц,

и

— сопротивление, Ом.

Максимальная мощность теплового шума N, которую можно подать с выхода гене­ратора шума на вход усилителя, равна

Л^г=к7^сИ^Ватт. (5.16)

Следовательно, максимальная номинальная односторонняя спектральная плотность мощ­ности шума N₀ (мощность шума на 1 Гц полосы) на выходе усилителя равна

N₀=^ = kT° Ватт/Герц. (5.17)

Может показаться, что мощность шума должна зависеть от значения сопротивле­ния — но это не так. Рассмотрим такой аргумент. Соединим электрически большое и малое сопротивление так, чтобы они образовали замкнутую пару и их физические температуры были одинаковы. Если бы мощность шума зависела от сопротивления, то наблюдался бы поток полезной мощности от большего сопротивления к меньшему; большее сопротивление охлаждалось бы, а меньшее — нагревалось. Но это противо­речит нашему жизненному опыту, не говоря уже о втором начале термодинамики. Следовательно, мощность, поступающая от большего сопротивления к меньшему, должна равняться мощности, получаемой этим большим сопротивлением.

Как видно из уравнения (5.16), мощность, подаваемая источником теплового шума, за­висит от температуры окружающей среды источника (шумовой температуры). Это позволя­ет ввести для источников шума полезное понятие эффективной шумовой температуры (причем источники не обязательно должны быть тепловыми по природе — галактика, ат­мосфера, интерферирующие сигналы), влияющей на работу принимающей антенны. Эф­фективная шумовая температура подобного источника шума определяется как температура гипотетического источника теплового шума, дающего эквивалентную паразитную мощ­ность. Подробнее шумовая температура рассматривается в разделе 5.5.

Пример 5.3. Максимальная номинальная мощность шума

Используя генератор со среднеквадратическим напряжением, равным 4к7°И*К, покажите, что максимальная мощность шума, которую можно подать из такого источника на усили­тель, равна N, = ylT°W.

Решение

Теорема из области теории электрических цепей утверждает, что максимальная мощность по­дается на нагрузку, если полное сопротивление (импеданс) нагрузки равно комплексно сопря­женному импедансу генератора [7]. В нашем случае импеданс генератора — это активное со­противление, 9t; следовательно, условие передачи максимальной мощности удовлетворяется, если сопротивление усилителя равно Пример подобной схемы приведен на рис. 5.8. Источ­ник теплового шума представлен электрически эквивалентной моделью, состоящей из бес­шумного сопротивления, последовательно соединенного с идеальным генератором напряжения

со среднеквадратическим напряжением л/4кГ°И^Я. Входное сопротивление усилителя равно Напряжение шума, поступающего на вход усилителя, равно всего половине напряжения ге­нератора, что следует из основных законов электрических схем. Таким образом, мощность шу­ма, поданную на вход усилителя, можно выразить следующим образом:

(л/4кГ° W9U2) ^ _4кГ цлц Ж ~ 49t ~

= kTW.

  Рис. 5.8. Электрическая модель максимальной мощности теплового шума на входе усилителя

5.4. Анализ бюджета канала связи

При расчете бюджета наибольший интерес представляет такой параметр, как отношение сигнал/шум (signal-to-noise ratio — SNR) принимающей системы, который иногда имену­ется отношением мощности несущей к шуму (carrier power-to-noise power) CIN, где N = kT°W P_r, к — постоянная Больцмана, Т° — температура в Кельвинах, W — ширина полосы. В расчете бюджетов спутниковых линий связи постоянно присутствует С/N. Это происхо­дит потому, что спутниковые сигналы — это обычно сигналы с подавленной несущей, в которых несущая может выглядеть как модулированная (трансформированная в информа­ционный боковой лепесток). SIN с информационным поведением, обозначаемый PJN или С/N, является параметром, представляющим интерес для определения E,/N₀. При пе­редаче сигналов с подавленной несущей PJN и CIN имеют одинаковые значения, сле­довательно, следующие выражения иногда являются взаимозаменяемыми.

Р_г _ S С С

N ~ N ~ N ~ kT°W '

Действительно ли PJN или C/N — это всегда одно и то же? Нет, мощность сигнала и мощность несущей совпадают только при полной модуляции несущей (например, пе­редаче сигналов с широкополосной угловой модуляции). Рассмотрим, например, час- тотно-модулированную (frequency modulated — FM) несущую, выраженную через мо­дулирующий сигнал m(t):

s(t) = A cos

Здесь К — константа системы. Средняя мощность в модулирующем сигнале равна nt² (t). Повышение этой модулирующей мощности приводит только к увеличению частотного от­клонения s(t); это означает, что несущая расширяется на больший спектр, но ее средняя

мощность s² (0 остается равной А²/2, независимо от мощности модулирующего сигнала. В таких сигналах с широкополосной угловой модуляцией несущая является “несущей ин­формацию в увеличенной полосе частот, что поясняет, почему мощность сигнала с ин­формационным поведением иногда записывается как мощность несущей.

Для линейной модуляции, такой как амплитудная модуляция (amplitude modula­tion — AM), мощность несущей несколько отличается от мощности модулирующего сигнала. Рассмотрим, например, выражение АМ-несущей через модулирующий сигнал m(t):

s(t) = [1 + m(/)] A cos coof,  

Если предположить, что среднее m(t) равно нулю, то среднюю мощность несущей можно записать следующим образом:

Видно, что существует немодулированная несущая составляющая. Следовательно, мощность несущей отличается от мощности сигнала. Итак, параметры CIN и PJN сов­падают при передаче сигналов с подавленной несущей (например, при модуляциях PSK или FSK), но этого не происходит для сигналов, имеющих немодулированную несущую составляющую, которая представляется спектральной линией на частоте не­сущей (например, амплитудная модуляция).

Выражение для PJN можно получить, разделив обе части уравнения (5.11) на мощ­ность шума N:

Р_Г _ EIRP G_rl N

L,

Формула (5.18) применима к любому одностороннему радиочастотному каналу. При использовании аналоговых приемников ширина полосы шума (обычно называемая эффек­тивной или эквивалентной полосой шума), видимая демодулятором, обычно превышает ширину полосы сигнала, и отношение P_r!N — это основной параметр при определение возможности детектирования сигнала и качества работы системы связи. В цифровых прием-j никах обычно реализуются корреляторы или согласованные фильтры, и ширина полосы сигнала обычно принимается равной ширине полосы шума. Как правило, мощность шума' на входе не рассматривают, а обычной формулировкой отношения SNR для цифровых ка-' налов связи является замещение мощности шума спектральной плотностью мощности шу­ма. С помощью формулы (5.17) выражение (5.18) можно переписать следующим образом:

P_r EIRP G_rIT° No ~ kL_sLo

Здесь эффективная температура системы 7° (рассматривается позже) — это функ­ция шума, излучаемого на антенну, и теплового шума, генерируемого приемни­ком. Отметим, что КНД принимающей антенны G_r и системную температуру Т³ можно объединить в один параметр GJT°, иногда именуемый добротностью при­емника (receiver figure-of-merit). Причина такой трактовки этих членов раскрыва­ется в разделе 5.6.2.

Следует обратить внимание на то, что эффективная температура системы Т° — это параметр, моделирующий все шумы принимающей системы; подробнее этот вопрос рас­смотрен в разделе 5.5. В формуле (5.19) был введен множитель L₀, описывающий все факторы ослабления и ухудшения, которые не учтены остальными членами уравне­ния (5.18). Множитель L₀ включает большой набор различных источников ослабления и ухудшения, перечисленных ранее. Итак, в уравнении (5.19) связываются ключевые па­раметры любого анализа канала связи: отношение спектральной плотности мощности принятого сигнала к шуму (PJN₀), эффективная переданная мощность (EIRP), доброт­ность приемника (GJT°) и потери (L_s, L„). В настоящее время мы можем развить методо­логический подход к отслеживанию потерь и прибылей в канале связи. Имея вначале некоторый ресурс мощности, мы с помощью формулы (5.19) можем вычислить суммар­ное отношение сигнал/шум, имеющее место на “лицевой стороне” детектора (додетекторной точке). Нашей целью является система “бухучета” (весьма сходная с ис­пользуемой в коммерции), бронирующая активы и пассивы и подводящая итог в виде чистого дохода (или потери). Формула (5.19) имеет как раз подобный, нужный нам предпринимательско-коммерческий вид. Все параметры (эффективная излученная мощность, добротность приемника), входящие в числитель, подобны коммерческим ак­тивам, а все параметры, фигурирующие в знаменателе, — пассивам.

Итак, предполагая, что вся принятая мощность Р_г находится в модулирующем (переносящем информацию) сигнале, мы можем связать EJN₀ и SNR из уравне­ния (3.30) и записать следующее:

(5120,а)

(5.20,6)

и

N₀ N₀

Здесь R — скорость передачи битов. Если часть принятой мощности — это мощность несущей (т.е. имеем потерю мощности сигнала), мы по-прежнему можем использо­вать уравнение (5.20), за исключением того, что мощность несущей дает вклад в мно­житель потерь L„ в формуле (5.19). Полученная в уравнении (5.20) фундаментальная связь между EtJN₀ и PJN₀ весьма пригодится нам в дальнейшем при проектировании и оценке систем (см. главу 9).

5.4.1. Два важных значения E_b/N₀

EtJN₀ — это (согласно принятым обозначениям) отношение энергии бита к спектральной плотности мощности шума, необходимое для получения заданной вероятности ошибки. Для облегчения вычисления пределов рабочего диапазона или запаса прочности М необ­ходимо различать требуемое отношение EJN₀ и реальное (или принятое) отношение E/JNq. С этого момента первое мы будем обозначать как (Et/N₀)^ а последнее — (Е^/Л/о)^. Иллюстрация приведена на рис. 5.9, где на графике обозначены две рабочие точки. Первая связана с Р_в= 10"³; далее будем называть эту рабочую точку требуемой системной достоверностью передачи. Предположим, что заданная достоверность получа­ется при (E/JNq)-^, равном 10 дБ. Вы думаете, что наша задача — создать систему, демо­дулятор которой получит точно эти 10 дБ? Разумеется, нет; мы определим и спроекти­руем систему с запасом прочности, так что реально принятое будет несколько больше (E,JN_Q)^.

Рв

  (Еь/ЛЧрин Рис. 5 9. Два важных значения Eb/N₀

Таким образом, мы должны разработать систему, которая бы работала на второй рабо­чей точке, показанной на рис. 5.9; в нашем случае (E,JN₀)_прин = 12 дБ и Р_в=10~⁵. Для дан­ного примера мы можем описать запас прочности, или энергетический резерв линии связи (link margin), как дающий улучшение Р_в на два порядка или (более привычная формули­ровка) энергетический запас линии связи можно описать как обеспечивающий на 2 дБ большее отношение E_tJN_a, чем требуется. Перепишем выражение (5.20,в), введя пара­метр энергетического резерва линии связи М:

Параметр (E_tJN₀)_lvc6 отражает различия в структурах систем; эти различия могут быть вызваны отличиями схем модуляции или кодирования. Большее, чем ожидалось, от­ношение (EiJNq)_1ре6 может объясняться субоптимальной системой передачи радиочас­тотного диапазона, дающей значительные ошибки синхронизации или допускающей больший шум в процессе детектирования, чем идеальный согласованный фильтр.

Объединяя уравнения (5.19) и (5.21) и выражая энергетический резерв линии связи М, получаем следующее:

_EIRPG^r

(EblN^RKL.Lo

Уравнение (5.23), выражение энергетического резерва линии связи, содержит все па­раметры, влияющие на достоверность передачи по каналу связи. Некоторые из этих параметров определяются относительно конкретных точек системы. Например, отно­шение EiJN₀ определяется на входе приемника. Если говорить более точно, то на входе детектора (додетекторной точке), где амплитуда напряжения демодулируемого сигнала пропорциональна принятой энергии, составляющей основу процесса принятия реше­ния относительно значения принятого символа. Подобным образом любой параметр, описывающий принятую энергию или мощность, полезную или паразитную, также определяется относительно этой додетекторной точки. Добротность приемника GJT° определяется на входе принимающей антенны, где G_r — усиление принимающей ан­тенны, а Г - эффективная температура системы (см. раздел 5.5.5). Эффективная мощность излучения EIRP — это мощность, связанная с электромагнитной волной на выходе передающей антенны. Итак, всегда нужно помнить, что каждый из параметров EiJNq, GJT° и EIRP вычисляется в определенной точке системы и никак иначе.

5.4.2. Бюджет канала обычно вычисляется в децибелах

Поскольку анализ бюджета канала обычно рассчитывается в децибелах, уравне­ние (5.23) можно переписать следующим образом:

(дБ) - Я(дБбит/с) - (5.24)

- кГ°(дБВт/Гц) - L_s(дБ) - 1^(дБ).

Мощность переданного сигнала EIRP выражается в децибел-ваттах (дБВт); спек­тральная плотность мощности шума N₀ — в децибел-ваттах на герц (дБВт/Гц); усиле­ние антенны G_r— в децибелах относительно изотропного усиления (дБ[1]); скорость передачи данных R — в децибелах относительно величины 1 бит/с (дБбит/с); все ос­тальные члены выражаются в децибелах (дБ). Численные значения параметров, фигу­рирующих в уравнении (5.24), составляют бюджет канала связи, полезное средство распределения ресурсов связи. Для поддержания положительного баланса мы должны найти приемлемое соотношение между всеми параметрами; мы можем снизить мощ­ность передатчика путем предоставления избыточного резерва или увеличить скорость передачи данных путем снижения (EJNo)^ (посредством выбора лучших схем моду­ляции и кодирования). Любой децибел в уравнении (5.24), независимо от параметра, не лучше и не хуже любого другого децибела — децибел есть децибел. Система пере­дачи “не знает и знать не хочет”, откуда приходят децибелы. Пока в приемнике обес-

печивается надлежащее отношение E_tJN₀, система имеет необходимую достоверность передачи. Впрочем, введем еще два условия, которые необходимо будет удовлетворить при получении заданной вероятности ошибки, — должна поддерживаться синхрони­зация и должно минимизироваться или компенсироваться искажение, вызванное межсимвольной интерференцией. Может возникнуть вопрос: если система не отдает предпочтения источнику поступления децибелов в отношение EJNq, то как мы долж­ны распределять приоритеты поиска достаточного числа децибелов. Ответ таков: мы должны искать наиболее рентабельные децибелы. Это и будет путеводной нитью не­скольких следующих глав, посвященных кодам коррекции ошибок, поскольку именно для этой области характерно историческое развитие в направлении снижения стоимо­сти оборудования, позволяющего получить более достоверную передачу.

5.4.3. Какой нужен резерв

Вопрос о величине энергетического запаса, встроенного в систему, возникает доволь­но часто. Ответ на него заключается в следующем. Если строго описать (учесть наибо­лее неблагоприятные варианты) все источники усилений и ослаблений сигнала и шу­ма и считать дисперсию параметров канала (например, вследствие погодных условий) максимальной из возможных, то потребуется незначительная дополнительная надбав­ка энергетического запаса. Требуемый запас прочности зависит от степени достовер­ности каждой позиции бюджета канала. Для системы, в которой задействованы новые технологии или новые рабочие частоты, потребуется больший запас, чем для системы, которая создавалась и тестировалась уже неоднократно. Иногда в бюджете канала свя­зи как отдельная позиция фигурирует затухание вследствие погодных условий. В других случаях требуемое значение энергетического запаса отражает требования ка­нала при данном ухудшении параметров вследствие дождя. Для спутниковой связи на полосе частот С (линия связи “земля-спутник” использует частоту 6 ГГц, линия связи “спутник-земля” — частоту 4 ГГц), где все параметры хорошо известны и ведут себя довольно хорошо, систему можно проектировать всего лишь с 1 дБ энергетического запаса. Настроенные только на прием телевизионные станции, которые используют параболические антенны диаметром 16 футов и работают в полосе частот С, часто проектируются с энергетическим запасом, составляющим всего доли децибела. В то же время телефонная связь через спутник, которая использует стандарт 99,9% доступ­ности канала, требует значительно большего энергетического запаса; в некоторых сис­темах INTELSAT резерв составляет порядка 4-5 дБ. Если вычисления выполняются не для самого неблагоприятного варианта, а для фактически имеющегося, расчет обычно производится для совместимых дисперсий оборудования в рабочем диапазоне темпе­ратур, перепадов напряжения в линии и длительностей передач. Кроме того, для спутниковой связи могут приниматься предположения о возможных ошибках отсле­живания местонахождения спутника.

Проекты с использованием высоких частот (например, 14/12 ГГц) обычно требуют значительных (погодных) энергетических запасов, поскольку атмосферные потери край­не разнообразны и их влияние увеличивается с частотой. Следует отметить, что побоч­ные результаты поглощения вследствие атмосферных потерь больше шума антенны. При использовании малошумящих усилителей даже небольшие погодные изменения могут привести к увеличению температуры антенны на 40-50 К. В табл. 5.1 показан ана­лиз канала связи для спутника непосредственного вещания, предложенный Федераль­ной комиссии по средствам связи (Federal Communications Commission — FCC) США

корпорацией Satellite Television. Отметим, что бюджет для линии связи “спутник-земля” рассчитан для двух альтернативных погодных условий: ясной погоды и ослабления на 5 дБ вследствие дождя. Ослабление сигнала из-за атмосферного поглощения составляет только малую долю децибела при ясной погоде и 5 дБ — при дожде. Следующий пункт в таблице для линии связи “спутник-земля”, GIT° домашнего приемника, показывает дополнительное ухудшение качества, вызванное дождем; принимающая антенна излуча­ет дополнительный тепловой шум, что приводит к увеличению эффективной шумовой температуры системы Т° и уменьшению GIT¹ домашнего приемника (от 9,4 дБ/К до 8,1 дБ/К). Следовательно, при выделении дополнительного энергетического запаса на потери вследствие погодных условий, одновременно следует выделять дополнительный резерв для компенсации увеличения шумовой температуры системы.

Таблица 5.1. Спутник непосредственного вещания (Direct Broadcast Satellite — DBS), предложенный Satellite Television Corporation

Линия связи “земля-спутник”
EIRP наземной станции	86,6 дБВт
Потери в свободном пространстве (17,6 ГГц, угол возвышения 48°)	208,9 дБВт
Предполагаемое поглощение вследствие дождя	12,0 дБВт
GIT° спутника	7,7 дБ/К
С/кТ° линии связи “земля-спутник”	102,0 дБГц
		Атмосферные условия
Линия связи “спутник-земля ”	Ясно	Поглощение 5 дБ вследствие дождя
EIRP спутника	57,0 дБВт	57,0 дБВт
Потери в свободном пространстве (12,5 ГГц, угол возвышения 30°)	206,1 дБ	206,1 дБ
Поглощение в атмосфере	0,14 дБ	5,0 дБ
GIT° домашнего приемника (параболическая антенна 0,75 м)	9,4 дБ/К	8,1 дБ/К
Потеря наведения приемника (ошибка 0,5°)	0,6 дБ	0,6 дБ
Рассогласование по поляризации (среднее)	0,04 дБ	0,04 дБ
С/кТ° линии связи “спутник-земля”	88,1 дБГц	82,0 дБГц
Общее С/кТ°	87,9 дБГц	82,0 дБГц
Общее С/N (на 16 МГц)	15,9 дБ	10,0 дБ
Эталонное пороговое C/N	10,0 дБ	10,0 дБ
Резерв относительно порога	5,9 дБ	0,0 дБ

Небольшое замечание относительно спутниковых каналов связи: в промышленности часто встречаются выражения типа “канал может быть закрыт”, т.е. значение энергетиче­ского запаса в децибелах положительно и удовлетворяются существующие требования к достоверности передачи, или “канал не может быть закрыт” — значение энергетического

запаса отрицательно и существующие требования к достоверности передачи не будут удов­летворяться. Хотя при использовании выражений “канал закрывается” или “канал не за­крыт” создается впечатление работы по принципу “включено/выключено”, на самом деле незакрытый канал (или отрицательный энергетический запас) означает, что достоверность передачи не удовлетворяет системным требованиям; это не обязательно означает прекра­щение связи. Рассмотрим, например, систему, показанную на рис. 5.9, с = 10 дБ и (£',/Л'о)_|фИ„ = 8 дБ. Пусть 8 дБ соответствует Р_в = 1СГ². Следовательно, энергетический запас равен -1 дБ, а фактическая вероятность появления ошибочного бита в 10 раз превышает заданную. В то же время, несмотря на сниженную достоверность передачи, канал по- прежнему может использоваться.

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.

  Резерв (дБ) Рис. 5.10. Зависимость охвата земной поверхности от энергетического запаса линии связи при различ­ных значениях доступности канала. (Перепечатано с разрешения Lincoln Laboratory из L. М. 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.

Рис. 5.11. Зависимость охвата земной поверхности (незатененные области) от энергетического запаса линии связи при 0,99 доступности канала для трех равномерно размещенных геостационарных спутников; f = 44 ГГц, энергетический запас канала равен 14 дБ. (Перепечатано с разрешения Lincoln Laboratory из L. М. Schwab. World-Wide Link Availability for Geostationary and Critically Inclined Orbits Including Rain Effects”, Lincoln Laboratory, Rep. DCA-9, Jan., 27, 1981, Fig. 17, p. 42.)

Puc. 5.12. Зависимость охвата земной поверхности (незатененные области) от энергетического запаса линии связи при 0,99 доступности канала для трех равномерно размещенных геостационарных спутников; / =44 ГГц, энергетический запас кана­ла равен 10 дБ. (Перепечатано с разрешения Lincoln Laboratory из L. М. Schwab. “World-Wide Link Availability for Geostation­ary and Critically Inclined Orbits Including Rain Effects", Lincoln Laboratory, Rep. DCA-9, Jan., 27, 1981, Fig. 18, p. 43.)

Дата добавления: 2015-10-28