8.3.Пример расчета

Повышение запаса помехоустойчивости можно достичь следующими методами:

• выносом передатчика и приемника РРС непосредственно к зеркалу антенны, тем самым, исключая потери в фидерных трактах и ;

• увеличением коэффициентов усиления антенн G₁ и G₂ (увеличивая их размеры);

• повышением мощности передатчика Р_пер и уменьшением пороговой чувствительности приемника Р_{пр пор.};

• подбором интервала РРЛ, исключая закрытые и полузакрытые интервалы, используя экранирующие свойства местности для снижения интерференционных потерь.

• Целью расчета радиолинии является определение уровня мощности радиосигнала на входе приемника и сопоставление его с уровнем мощности радиосигнала, обеспечивающего заданное качество связи. При этом, как известно во всех случаях на качество связи оказывает отношение мощности сигнала к мощности шума на входе приемника.

• При этом имеется понятие порогового отношения , при котором качество связи равно заданному качеству.

• Рассмотрим три возможных случая:

• - первый – когда на входе приемника уровень мощности сигнала соответствует уровню его предельной Р_пред чувствительности;

• - второй – когда на входе приемника уровень мощности сигнала обеспечивает вероятность битовой ошибки (BER) Р_хе=10^-10;

• - третий – когда на входе приемника такой уровень мощности сигнала, что наступает

срыв связи, т.е. Р_хе=10^-3.

При этом имеется понятие надежность связи  (%) - процент времени, при котором качество связи не хуже заданного (отношение сигнал/шум  .

Рассмотрим первый случай.

• Предельная чувствительность (порог восприимчивости) приемника определяется минимальным уровнем радиосигнала на его входе при равных уровнях полезного сигнала и собственных шумов на его выходе, т.е. при отношении сигнал/шум по мощности на выходе

Как известно: где - постоянная Больцмана;

Т_ш , К – эффективная входная шумовая температура приемника;

К_ш – коэффициент шума приемника;

Т_о=293К – абсолютная температура при 20^о Цельсия;

F – полоса частот приемника.

Поскольку эффективная шумовая температура приведена ко входу приемника, то: .

Это значит, что для первого случая .

Уровень мощности радиосигнала на входе приемника радиорелейной линии определяется известным выражением:

,

где все величины заданы в дБ:

- мощность передатчика;

- коэффициент направленного действия антенны на стороне передачи;

-коэффициент направленного действия антенны на стороне приема;

- коэффициент использования зеркала антенны;

- диаметр антенны;

 - длина волны;

- потери в антенно-фидерных трактах приемника и передатчика;

- расстояние в км прямой (оптической) видимости, которым определяется длина интервала R радиорелейной линии, , - высота подвеса в м предающей и приемной антенны соответственно.

- затухание радиосигнала в свободном пространстве;

- затухание сигнала в атмосферных газах (кислород О₂ и пары Н₂О;

- затухание радиосигнала в дожде;

- множитель ослабления, значение которого определяет возможно оптимальный запас на замирания на трассе радиорелейной линии.

• В случае отсутствия дождей, пренебрежение затуханием сигнала в атмосферных газах (заданы рабочие частоты в диапазонах 7,9-8,4 ГГц и 12,75-13,25 ГГц) выражение для Р_свх будет иметь следующий вид:

.

• С учетом того, что рассматривается случай предельной чувствительности, имеем:

.

Полная эквивалентная шумовая температура приемной системы, состоящей из антенны, соединительного (коаксиального, волноводного) тракта и собственно приемника, пересчитанная к входу собственно приемника, равна

,

где: - эквивалентная шумовая температура антенны,

- абсолютная температура среды (290К);

- эквивалентная шумовая температура собственно приемника, обусловленная его внутренними шумами;

- коэффициент передачи соединительного тракта.

• Таким образом из уравнения для уровня мощности радиосигнала на входе приемника радиорелейной линии вычисляем - множитель ослабления (дополнительные потери), значение которого определяет возможно оптимальный запас на замирания на трассе радиорелейной линии.

Аналогично для второго случая – когда на входе приемника уровень мощности сигнала обеспечивает вероятность битовой ошибки (BER)

Р_хе=10^-10; и для третьего случая – когда на входе приемника такой уровень мощности сигнала, что наступает срыв связи, т.е. Р_хе=10^-3, используя при этом энергетические кривые зависимости достоверности ошибок BER от отношения энергия бита/спектральная плотность мощности шумов Eb/No(Лекция3, Рис.3.16) и формулу превращения отношения сигнал/шум S/N в отношение энергия бита/спектральная плотность шумов E_b/N₀ (Лекция3):