Телекомунікаційні системи та мережі. Том 1. Структура й основні функції.  /  Зміст  /  Розділ 4. Лінії зв’язку   /  Тема 4.11. Особливості радіоліній, радіорелейних і супутникових ліній зв’язку

Зміст:

4.11.12. Вибір енергетичних характеристик радіорелейних ліній

Енергетика визначає дальність і якість зв’язку на інтервалах, характеризує технічний рівень апаратури, є основою для проектування РРЛ. Енергетичні характеристики оцінюють коефіцієнтом системи (Kc), що виражається в децибелах відношенням вихідної потужності передавача до мінімальної, «порогової» потужності корисного сигналу на вході приймача при забезпеченні заданого рівня достовірності передачі інформації. Очевидно, чим більша величина Kc, тим більша можлива відстань і якість зв’язку за умов вибору фіксованих параметрів антени.

Розглянемо основні чинники, що впливають на коефіцієнт системи.

Потужність передавача Pпер для РРС обмежується Міжнародними рекомендаціями, з одного боку, і можливістю реалізації з погляду габаритів, надійності, прийнятного рівня споживання, з іншого. Реально потужність НВЧ-передавачів сучасних РРС перебуває в межах від 30 мВт до 1 Вт.

Пороговий рівень корисного сигналу залежить, насамперед, від двох параметрів — коефіцієнта шуму приймального пристрою по входу приймача nш і від того порогового відношення сигнал/шум на вході демодулятора, при якому ще досягається задана достовірність. Коефіцієнт шуму nш визначається, в основному, вхідним підсилювачем і в сучасних приймачах складає від 1,5 до 9 дБ залежно від діапазону, а порогове відношення дБ залежно від швидкості V та методу модуляції. Для зменшення ймовірності потрапляння в порогову область вибирають досить великий запас потужності (запас високочастотного рівня) Pпер = Pнеобх + ΔP , де ΔP = 20...30 дБ. Таким чином, на вході демодулятора сягає 40...50 дБ. Метод модуляції одночасно визначає і ширину випромінюваного спектра корисного сигналу, а отже, необхідну ширину смуги приймача-передавача. На цей час у РРЛ використовуються такі види модуляції:

  • для високошвидкісних РРС (від 155 Мбіт/с і вище) — амплітудна квадратурна модуляція з рівнем квантування 256 і вище (256QAM) або складніші методи модуляції, що об’єднують модуляцію і кодування, зокрема, ґратчаста кодова модуляція (ТСМ) і блокова кодова модуляція (ВСМ);
  • для середньошвидкісних РРС — 16QAM, 32QAM;
  • для низькошвидкісних РРС (нижче 34 Мбіт/с) — найпоширенішою є модуляція QPSK, яка дозволяє вдвічі зменшити ширину спектра сигналу порівняно з 2-PSK (тобто ОФТ) без втрат завадозахищеності. При цьому використовується декілька модифікацій QPSK — офсетна O-QPSK, з постійною обвідною СЕРМ або С-QPSK, 4QAM тощо, що є відмінними методами реалізації.

Багато фірм застосовують простіший метод 4FSK, що забезпечує таку саму зайняту смугу частот, що і QPSK, але за рахунок деякого зниження енергетики РРЛ. Для малих швидкостей передачі іноді застосовують ще простіші методи — 2PSK і FSK, особливо в діапазонах 26...40 ГГц. Для швидкості 34 Мбіт/с намітилася тенденція заміни QPSK на 16QAM у діапазонах нижче 13 ГГц з метою зменшення зайнятої смуги стовбура РРЛ до 14 МГц замість 28 МГц при QPSK. Отже, чим вища швидкість передачі, тим складнішу модуляцію доводиться використовувати, щоб вписатися в стандартні плани частот РРЛ, а чим складніше вид модуляції, тим складніша апаратурна реалізація і, відповідно, вища вартість виробу. У табл. 4.11.3 наведено типові для більшості сучасних РРС значення смуги частот, зайнятої при передачі цифрових потоків.

Таблиця 4.11.3 Таблиця частотних параметрів сигналів при різних видах модуляції

Вид модуляції
Ширина смуги частот радіостовбура, займана при передачі цифрових потоків у РРС, МГц
2Е1
4Е1(Е2)
8Е1(2Е2)
16Е1(Е3)
STM-0
STM-1
PSK
7
14
28
QPSK, 4QAM, Q-QРSК, СЕРМ тощо
3,5
7
14
28
4FSK
3,5
7
14
28
16QAM
1,75
3,5
7
14
28
32QAM
7
14
64QAM
28

При порівнянні енергетичних параметрів РРС антени не враховують, оскільки їх коефіцієнт підсилення G визначається переважно габаритами і вибирається ще на етапі проектування лінії зв’язку залежно від конкретних умов.