При использовании полосы ПЧ, равной 36 МГЦ улучшение отношения сигнал-шум ЧМ сигнала на 26 дБ позволяет работать с отношением сигнал-шум АМ сигнала в 40 Дб, достигаемым в спутниковой линии связи вниз с EIRP, равным 50 дБ и отношением КУ к шумовой температуре (g/T0) порядка 12 дБ/К0. Для достижения последней величины к входным цепям приемника по шумовому фактору и к эффективности приемной антенны предъявляют жесткие требования. На рис. 3.17 приведены графики зависимостей диаметра антенны от коэффициента шума и от эффективности приемной антенны, которые обеспечивают отмеченное значение (g/T0) на частоте 12 ГГц. Для уменьшения размера антенны до величины приблизительно в 1 м необходима 60%-я «тарелка» и конвертер с коэффициентом шума, равным 4,5 дБ.
Анализ линий связи вверх и вниз (Идеальный усилитель)
В системах связи с ответом основная функция спутника заключается в ретрансляции несущей из линии связи вверх в линию связи вниз. Рассмотрим канал с ответом, который содержит линию вверх и линию вниз и простую модель спутника в виде идеального линейного усилителя мощности. Без учета смещения частоты в линиях вверх и вниз переход от первой ко второй будем рассматривать упрощенно через коэффициент усиления G (Рис. 3.18).
Рис. 3.18. Комбинированная линия связи вниз и вверх
Мощность в линии связи вверх содержит сигнальный член Pus земной станции и шумовой член Pun . Мощность в линии связи вниз PТ содержит усиленные сигнальную и шумовую компоненту вида
. (3.5.2)
Пусть L - это полный коэффициент усиления по мощности (или потери) в линии связи вниз, который включает коэффициенты усиления антенн и потери в канале распространения. Из формулы (3.1.5) получим
. (3.5.3)
Тогда мощность несущей принимаемой в линии связи вниз равна
(3.5.4)
Передаваемый в линии вверх шум, возникающий в линии вниз, равен
. (3.5.5)
Вдобавок к этому, мощность шума 
возникает в приемнике линии связи вниз
вследствие его шумовой температуры 
и полосы Bd . Следовательно, комбинированное
отношение сигнал-шум (CNR) в
приемнике линии связи вниз равно
. (3.5.6)
Поделив числитель и знаменатель дроби в (3.5.6) на Pun , получим
, (3.5.7)
где обозначена величина CNR в линии вверх на спутнике
(3.5.8)
и величина CNR в линии связи вниз на приемнике
. (3.5.9)
Последнее соотношение основано на мощности сигнала, передаваемого спутником, и только для шума приемника при условии отсутствия шума в линии связи вверх. Следовательно, даже для сравнительно упрощенной и идеализированной модели спутникового ретранслятора, можно определить основные характеристики системы. Отношение сигнал-шум в линии связи вниз зависит от отношения CNR в линии связи вверх и от отношения CNR приемника.
Отметим, что инвертируя CNRd , можно переписать (3.5.7) в виде, который в ряде случаев более удобен
. (3.5.10)
Для цифровых линий связи, работающих в режиме с ответом, величина CNRd в линии связи вниз может быть преобразована в величину Eb/N0 для определения вероятности ошибки в двоичном коде для линейного усилителя. Это требует замены Br на (1/Tb) и тогда
, (3.5.11)
где (Eb/N0)u и (Eb/N0)r - это величины, которые получены из соотношений (3.5.8) и (3.5.9) при условии, что полоса шума равна 1/Tb Гц.
Окончательная вероятность ошибки в двоичном коде РЕ для фазовой когерентной линии с манипуляцией вида BPSK (см. Таблицу 2.3), тогда равна
, (3.5.12)
где Q(x) интеграл Гауссовой функции в таблице 2.3. Отметим снова, что показатели цифровой системы зависят от отношения сигнал-шум и в линии связи вверх и в линии связи вниз. На рис. 3.19 построены графики зависимостей вероятностей ошибок в двоичном коде (РЕ), которые рассчитаны в соответствии с формулой (3.5.12) для этих обоих параметров.
Рис. 3.19. Вероятности ошибок в двоичном коде (РЕ) для линии связи вверх и для манипуляции типа BPSK. (Eb/N0)u относится к линии связи вверх, а (Eb/N0)r – к линии связи вниз.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.