
книги из ГПНТБ / Бухвинер В.Е. Оценка качества радиосвязи
.pdf5. СРАВНЕНИЕ СИСТЕМ ПО КАЧЕСТВУ СВЯЗИ
5.1. О Ц Е Н К А Э Ф Ф Е К Т И В Н О С Т И А Н Т Е Н Н Ы Х СИСТЕМ
Постановка задачи
Обычно сравнение антенных систем производится по |
их част |
||
ным |
специфическим |
п а р а м е т р а м (коэффициент усиления, |
диаграм |
ма |
направленности |
и т. д . ) . О д н а к о при проектировании |
системы |
связи необходимо оценить эффективность антенной системы по ин формационному критерию в координатах «надежность — достовер ность». Действительно, до последнего времени отсутствовали ко
личественные оценки по измерению качества связи на |
радиолинии, |
||
при использовании той или |
иной антенны или |
при изменении ре |
|
ж и м а работы антенны. |
|
|
|
В то ж е время важность |
подобных данных |
трудно |
переоценить, |
учитывая, что антенна — дорогостоящее и громоздкое |
сооружение |
на радиолинии. Переход к информационному критерию сравнения антенн обеспечивает получение общих оценок, единых для радио линии, ибо по изменению качества связи можно оценить и эффек
тивность радиооборудования (передатчик, приемник) и |
режим, |
|
тракта |
распространения (суточные, сезонные изменения и |
т. п.). |
Если |
ж е при этом критерием качества связи являются |
изме |
нения временных искажений телеграфных сигналов, то оценка эф
фективности систем -может проводиться на действующих |
радиоли |
||||
ниях непосредственно в процессе их эксплуатации . Первый |
опыт |
||||
использования |
такой оценки о к а з а л с я |
полезным [74, 75], |
поэтому |
||
з а д а ч а |
состоит |
в распространении его на ряд других случаев . |
|
||
|
Оценка эффективности сложных антенн |
|
|
||
Поскольку |
одним из способов борьбы со станционными |
поме |
|||
хами |
является |
применение сложных |
антенн, необходимо |
оценить |
выигрыш в помехоустойчивости, обеспечиваемый такой мерой.
К а к известно, широко распространены антенны бегущей волны с элементами с в я з и в виде активных сопротивлений — БС-2, ре комендованные как типовые д л я магистралей протяженностью до
3000 км [51]. О д н а к о на |
радиолиниях |
большой протяженности или |
||||
при |
т я ж е л ы х |
условиях |
распространения |
применяются с л о ж н ы е |
||
антенны бегущей волны, например антенны типа ЗБС-2. |
||||||
Антенна ЗБС - 2 |
состоит из трех |
антенн |
БС-2, расположенных, |
|||
друг |
за другом |
по |
линии, направленной на |
корреспондента. Фиде- |
— 170 —
ры .от к а ж д о й из |
трех антенн подводятся к ф а з о в р а щ а т е л ю , с по |
|
мощью которого |
осуществляется |
управление д и а г р а м м о й направ |
ленности антенны |
в вертикальной |
плоскости. |
Исследования помехозащищенности сложных антенн выполня лись неоднократно . В 1959—1960 гг. были проведены измерения помехозащищенности приемных антенн, применяемых на магист ральных линиях связи, путем сравнения н а п р я ж е н и я на выходе приемника, создаваемого сигналом радиостанции, расположенной в направлении максимального приема, и напряжений, с о з д а в а е м ы х
с и г н а л а м и радиостанций, |
расположенных в направлениях, несов |
падающих с направлением |
максимального п р и е м а антенн [76]. Пр и |
этом сигналы радиостанций, расположенных в направлениях, не
совпадающих с |
азимутом |
антенны, |
рассматривались ка к |
помехи. |
|||||||
И з приведенных |
по этому |
методу измерений |
следует, |
что в |
диа |
||||||
пазоне |
Гб-ьбО м |
коэффициент |
направленного |
действия |
антенны |
||||||
ЗБС - 2 |
на 35 д Б |
выше коэффициента |
направленного |
действия ан |
|||||||
тенны БС - 2 . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
В 1966 г. проводились исследования помехозащищенности |
при |
||||||||||
емных |
антенн типов ЗБС-2 |
и БС-2 путем |
определения |
отношения |
|||||||
числа |
ошибок при одновременном приеме |
радиотелеграфных |
сигна |
||||||||
лов двумя радиоприемными устройствами. |
|
|
|
|
|
||||||
Условный текст передавался со скоростью |
50 Бод в режиме Ч Т |
||||||||||
и регистрировался на двух буквопечатающих телеграфных |
аппара |
||||||||||
тах СТ-35. Л ю б о е искажение |
алфавитного знака принятого |
текста |
|||||||||
считалось ошибкой. Соотношение ошибок при приеме на |
антенны |
||||||||||
ЗБС - 2 |
и БС-2 с л у ж и л о критерием при определении |
сравнительной |
помехозащищенности. С у м м а р н ы е результаты проведенных изме
рений приведены |
в табл . 5.1. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Т А Б Л И Ц А 5.1 |
||
|
|
|
Частота |
Общее чис |
Число ошибок |
|
Трасса |
Дата |
Время суток, ч |
для |
антенн |
||
кГц |
ло знаков |
ЗБС-2 |
| БС-2 |
|||
|
|
|
|
|
||
1 |
11—13 мар |
7.00—9.30 |
13 790 |
82 700 |
85 |
230 |
та 1966 г. |
21.00—23.00 |
7910 |
|
|
|
|
2 |
20—22 апре |
1.00-3.00 |
10 510 |
72 069 |
217 |
1 359 |
|
ля 1966 г. |
|
13 790 |
|
|
|
3 |
16—18 июня |
6.00—12.00 |
|
|
|
|
1966 г. |
9.45—11.30 |
15 696 |
39 984 |
1 384 2 962 |
||
|
|
6.00—12.00 |
|
|
|
|
Более подробный анализ результатов проведенных измерений показал, что на радиолинии 1, 2 в период хорошего прохождения радиоволн качество приема на а н т е н н ы ' З Б С - 2 и БС - 2 приблизи тельно одинаково. При ухудшении прохождения радиоволн число ошибок при приеме на антенну ЗБС-2 было в 3—10 раз меньше,
— 171 —
чем при приеме |
на антенну БС - 2 . Н а радиолинии |
3 в отдельные |
|||
часы суток в условиях очень плохого прохождения |
радиоволн |
чис |
|||
ло ошибок на антенне ЗБС-2 получалось |
в несколько ра з |
мень |
|||
ше, чем на антенне БС - 2 . |
|
|
|
|
|
Необходимо |
отметить, что измерения |
как по |
первому, так |
и |
|
по второму указанным методам я в л я ю т с я |
весьма |
трудоемкими |
и |
требуют загрузки радиоканалов передачей тест-сигналов, а т а к ж е выделения специального оборудования . Имеются и специфические источники погрешностей, та к как в первом методе отсутствует воз можность оценки качества связи с учетом информационного кри терия, а во втором — используются два тракта радиоприема и ре гистрации сигналов, которые зачастую не являются одинаковыми .
Необходимость непроизводительной загрузки радиолиний транс ляцией испытательных тест-сигналов исключает возможность по
лучения статистически достоверных |
результатов |
сравнения |
антенн |
|||||
в самых различных условиях радиоприема . Поэтому была |
|
разра |
||||||
ботана приведенная ниже |
методика, |
д а ю щ а я сравнительную |
оцен |
|||||
ку |
помехозащищенности |
антенн |
на |
действующих |
радиолиниях, |
|||
т. е. в условиях эксплуатации при |
неограниченном |
времени |
ана |
|||||
лиза . При этом за критерий сравнения принята |
амплитуда |
времен |
||||||
ных |
искажений детектированных |
телеграфных |
синхронных |
сиг |
||||
налов . |
|
|
|
|
|
|
|
|
Количественная оценка качества радиосвязи производилась по |
||||||||
коэффициенту исправного |
действия (кид) т] связи (б, 8], определяе |
|||||||
мому отношением времени |
работы |
Тй |
с заданной вероятностью вре |
менных искажений амплитуды 6 ^ 4 0 % ко всему времени работы Т:
тf
Следует подчеркнуть, что статистический метод оценки эффек
тивности антенн позволяет учесть и воздействие |
реальных станцион |
|||||||||
ных помех и |
изменения условий |
распространения |
радиоволн на |
|||||||
трассах . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
В качестве измерителя — регистратора |
временных |
искажений — |
||||||||
использовался |
телеграфный анализатор |
надежности |
к а н а л а |
Т А Н К |
||||||
[40]. В р е ж и м е |
анализа |
временных искажений с п о м о щ ь ю |
пяти |
счет |
||||||
чиков а н а л и з а т о р а |
фиксируется |
количество |
фронтов |
импульсов, |
||||||
временные и с к а ж е н и я |
(б, % ) которых |
л е ж а т |
в пределах 04-10%; |
|||||||
104-20%; 204-30%; |
304-40%,; 404-50% |
от длительности |
импульсов. |
Шестым счетчиком регистрируется общее количество всех из меренных фронтов N. С помощью соответствующей обработки по казаний счетчиков а н а л и з а т о р а по группам качества получены кривые, представляющие зависимость надежности г\ от заданной частости искажений Р.
В период с ноября 1967 г. по ф е в р а л ь 1968 г. проводилось срав нение помехозащищенности антенн ЗБС-2 и БС - 2 . Сравнение про
водилось сначала |
на трассе Юго-Восток (2800 км) , а затем |
на бо |
лее протяженной |
трассе того ж е направления (9300 км, |
ноябрь |
1967 г. — ф е в р а л ь |
1968 г . ) . |
|
— 172 —
Н а |
трассе 2800 км, кроме |
названных |
выше антенн, |
использова |
||||||||||
лась в |
качестве индикатора |
сравнения |
и |
простейшая |
антенна — |
|||||||||
вибратор |
.горизонтальный |
д и а п а з о н н ы й |
|(1ВГД). Измерения произ |
|||||||||||
водились |
на к а ж д о й |
антенне |
поочередно |
с и н т е р в а л а м и |
в 10 мин. |
|||||||||
К а ж д ы й цикл |
измерений |
временных |
искажений на трех |
антеннах |
||||||||||
п р о д о л ж а л с я от 30 мин до 1 ч. |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
К а ж д а я из |
антенн БС-2, входящих в антенну ЗБС-2, подклю |
|||||||||||||
чалась |
к |
линейнофазирующему |
устройству — Л Ф У — через |
свой |
||||||||||
широкополосный |
антенный |
|
|
|
|
|
|
|
||||||
усилитель •— ШАУ . Во |
время |
|
|
|
|
|
|
|
||||||
измерений |
положение |
|
фазо |
|
|
|
|
|
|
|
||||
в р а щ а т е л я |
|
соответствовало |
|
|
|
|
|
|
|
|||||
фазировке на максимум прие |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
ма лучей |
вдоль |
земли. В про |
|
|
|
|
|
|
|
|||||
цессе |
измерений |
подстройка |
|
|
|
|
|
|
|
|||||
ф а з о в р а щ а т е л я |
не |
производи |
|
|
|
|
|
|
|
|||||
лась . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Измерения |
на |
|
трассе |
|
|
|
|
|
|
|
||||
(9300 км) выполнялись в те |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
чение восьми часов в сутки на |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
частоте Д = 2 0 , 2 |
М Г ц при |
V= |
|
|
|
|
|
|
|
|||||
= 100 Б о д (рис. 5.1). |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
Связь |
на трассе |
2800 км |
|
|
|
|
|
|
|
|||||
эсуществлялась |
в течение 20 ч |
|
|
|
|
|
|
|
||||||
в сутки. Причем в утренние и |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
дневные |
часы |
— на |
часто |
|
|
|
|
|
|
|
||||
тах / = 1 3 690 и |
10 225 кГц, а |
вечером |
и |
ночью — на |
|
частотах |
||||||||
/ = 5200, 6875, 7595 кГц. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
На рис. 5.1 приведены кривые зависимости надежности от ве |
||||||||||||||
роятности |
временных искажений |
Р&, |
т. е. дана характеристика |
ка |
чества связи в координатах «надежность—достоверность» на трас се 9300 км. Из приведенных графиков видно, что при использова
нии сложной антенны ЗБС - 2 на дальней |
радиолинии |
надежность |
|||||
связи |
возрастает в 1,3—1,5 |
раза по |
сравнению |
с |
|
примене |
|
нием антенны БС - 2 . Указанный выигрыш |
сохраняется |
при из |
|||||
менении частости искажений в области |
1 • 1 0 - 5 ^ / э |
6 ^ 1 • Ю - 1 . Сле |
|||||
дует заметить, что выигрыш уменьшается с общим |
ухудшением |
||||||
качества связи. То ж е самое наблюдается |
и при отличном |
качестве |
|||||
связи. |
|
|
|
|
|
|
|
Напомним, что в процессе |
измерений |
подстройка |
ф а з о в р а щ а |
||||
теля |
не производилась. М о ж н о ожидать, |
что при |
периодической |
||||
подстройке ф а з о в р а щ а т е л я на максимум |
отношения |
сигнал/помеха |
выигрыш помехоустойчивости, получаемый при приеме на антенну ЗБС-2, увеличится.
Интересно отметить, что преимущество антенны |
ЗБС-2 |
просле |
|||
ж и в а е т с я в диапазоне |
частот 5-=-20 |
МГц, что иллюстрируется |
на |
||
рис. 5.2 результатами |
измерений на |
одноокачковой |
трассе |
2800 |
км . |
ноябрь 1967 г. — ф е в р а л ь 1968 г. На этом ж е рисунке показана
— 173 —
н а д е ж н о с ть связи, обеспечиваемая при радиоприеме на простую
антенну В Г Д . |
|
|
|
|
|
|
|
Так, например, если |
на частоте 13 690 кГц при скорости |
рабо |
|||||
ты 200 Б о д диполь обеспечивает вероятность искажений |
P g |
= |
l - 1 0 - 3 |
||||
только в 60% времени, |
то антенны БС - 2 и ЗБС - 2 в 90 и 95% |
вре |
|||||
мени |
соответственно. |
|
|
|
|
|
|
С |
другой стороны, графики 4 и 3 |
показывают, |
что |
сравнимые |
|||
п а р а м е т р ы по надежности дл я антенн |
ЗБС-2 и В Г Д |
получаются |
|||||
при |
различии в потере |
достоверности |
на порядок |
(для |
антенны |
Рис. 5.2. Зависим ость |
надежности |
Рис. 5.3. Зависимость отношения на |
|||||
радиосвязи от рабочей частоты для |
дежности |
связи |
для |
антенн |
ЗБС-2 |
||
антенн БНД, БС-2, ЗБС-2: |
|
|
я ©С-2: |
|
|
||
-Р г£1-|10-3 ; — - |
:il-ДО- |
/ - f = 13 690 |
кГц, |
V=200 |
Бод: |
2 - / = |
|
|
|
10 225 |
кГц; |
К=200 |
Бод: 3 —f =10 225 кГц; |
||
|
|
V=200 |
Бод; 4 — f =20 200 КГЦ, V=I0O Бод |
ЗБС - 2 Я а г ^ 1 • 10- 4 , а дл я антенны В Г Д Я ^ Ы О - 3 ) . Зависимость надежности от рабочей частоты (рис. 5.2) иллюстрирует, что пре имущества сложных антенн перед простыми сохраняются во всем
диапазоне частот. Следует отметить, что наибольший |
выигрыш |
дает |
|||
переход от антенны В Г Д к антенне БС-2. Так, если |
надежность ц |
||||
возрастает |
при переходе от антенны В Г Д к антенне |
ЗБС - 2 |
на |
||
304-60%, то переход от антенны БС - 2 к антенне ЗБС - 2 |
д а е т |
при |
|||
ращение т] л и ш ь на 10ч - 20% . |
|
|
|
||
Н а рис. 5.3 приведены графики отношения надежностей для ан |
|||||
тенн ЗБС - 2 и БС - 2 в зависимости от потерь достоверности Р&, |
отку |
||||
да следует |
вывод о |
том, что применение сложных |
антенн |
типа |
|
ЗБС - 2 целесообразно |
л и ш ь на дальних связях и в условиях, когда |
||||
потери достоверности не превышают значения Рб^1 |
- Ю - 4 . И з м е |
||||
рения проводились в ноябре 1967 г. — ф е в р а л е 1968 г. |
|
|
|
— 174 —
|
|
|
Сравнение антенн разной поляризации |
|
|
||||||
Этот ж е метод оценки качества |
связи был использован дл я срав |
||||||||||
нения эффективности антенн горизонтальной |
(БС - 2), вертикальной |
||||||||||
( Б С В Н - 2 ) |
и наклонной поляризации |
(БС1НН-2) [77]. |
|
|
|||||||
Исследование выполнено на широтной трассе (4200 |
км) |
в ав |
|||||||||
густе — |
сентябре |
1968 г. при работе в |
р е ж и м е ДЧТ - 500 по 20 ч |
||||||||
в сутки, |
V = 188 Бод . В р е ж и м е |
одиночного |
приема |
выполнено |
|||||||
1736 |
замеров по ЮЧо к а ж д ы й |
(т0 |
— длительность бинарного |
зна |
|||||||
к а ) , |
а в |
режиме |
сдвоенного |
приема |
— |
2206 |
замеров . |
При |
этом |
||
сдвоенный |
прием |
осуществлялся |
со |
следующими |
вариантами |
||||||
антенн: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ЯГг |
Ю'3 |
10+ |
Р$ |
|
|
Рис. 5.4. Зависимость |
'«надежность—достоверность» для ан |
|||
|
тенн БС-2, БОВ-Н, БОНН: |
|
|
||
|
— . — . — БС-2; |
БС-2—БОВН-2; |
— ,BGHH для оди |
||
|
нарного и сдвоенмого способов |
приема |
|
|
|
а) |
Б С Н Н — Б С Н Н — поляризационное |
разнесение |
на |
антеннах |
|
наклонной поляризации; |
|
|
|
|
|
б) |
Б С - 2 — Б С В Н - 2 — поляризационное |
разнесение |
на |
антеннах |
|
горизонтальной и вертикальной поляризации; |
|
|
|||
в) |
БС - 2 — БС - 2 — пространственное разнесение на антеннах го |
||||
ризонтальной поляризации . |
|
|
|
|
— 175 —
П о л у ч е н н ые данные представлены на рис. 6.4. |
По г р а ф и к |
а м |
|
видно, что как качественный характер зависимостей |
г\(Р6), |
так |
и |
количественные характеристики надежности и достоверности срав ниваемых антенн во всех обследованных р е ж и м а х весьма близки. В частности, в табл . 5.2 сведены данные надежности и при одина
ковой |
потере достоверности |
Р 6 ^ 1 - 1 0 _ 3 д л я |
обследованных |
ре |
||||
ж и м о в . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Т А Б Л И Ц А |
5.2 |
|
|
|
Значение ti при различных видах приема и различных типах антенн |
|
|||||
Режим |
|
Одиночный прием |
|
|
Сдвоенный прием |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
БС-2 |
БСВН-2 |
БСНН |
БС-2 |
БС-2 |
БСНН |
|
|
|
|
|
|
|
БС-2 |
БСВН-2 |
БСНН |
|
День |
79 |
|
80 |
76,5 |
96 |
95 |
93 |
|
Ночь |
70 |
|
62 |
63 |
89,5 |
87 |
86,5 |
|
И з таблицы |
следует, что |
отклонения в значении надежности не |
||||||
превышают 3%, что свидетельствует об идентичности |
сравнивае |
|||||||
мых антенн и о возможности |
использования поляризационного раз |
|||||||
несения |
наряду |
с |
пространственны*!. |
|
|
|
|
Полученные результаты позволяют рекомендовать применение антенны с пространственно - поляризационным разнесением для реа лизации методов разнесенного приема, что имеет в а ж н о е значение в связи с сокращением необходимой территории и числа мачт. Так, например, пользуясь мачтами антенны БС-2, можно смонтировать т а к ж е антенны Б С В Н - 2 и Б С Н Н . Совместное использование этих трех антенн возможно при внедрении разнесенного приема со сло
жением или |
автовыбором (коммутация антенн) радиосигналов (ис |
|
следование |
корреляции |
сигналов и помех в этих антеннах остается |
актуальной |
з а д а ч е й ) . |
|
Потери в качестве |
связи при неточной ориентации антенн |
П р и организации «временных» связей иногда отсутствует точное сопряжение азимутов передающей и приемной антенн в горизон
тальной плоскости. Особую актуальность этот вопрос |
приобретает |
||
при организации |
ретрансляций, поскольку на к а ж д о м |
пролете ис |
|
пользуются |
две |
антенны. |
|
Поэтому |
д л я |
количественной оценки потерь качества связи в |
|
этих условиях были .выполнены специальные измерения. |
|||
Оценка |
потерь качества связи при несовместимости азимутов |
антенн радиолинии в горизонтальной плоскости выполнена на односкачковой радиолинии\ меридианного направления при низкой
скорости манипуляции ( У = 1 0 0 Б о д ) д л я |
того, чтобы |
по |
возмож |
|||
ности |
уменьшить влияние |
других факторов |
на |
качество |
связи. П а |
|
дение |
помехоустойчивости |
оценивалось путем |
сравнения |
характе - |
— 176 —
ристик «надежность — достоверность» |
« а южной трассе (3000 |
км) |
при радиоприеме на антенны БС - 2 с |
с о в п а д а ю щ и м азимутом |
и с |
углами отклонения в обе стороны от азимута: a i = ' — 3 3 ° , « 2 = 2 7 ° .
Измерени я с 3 по 31 марта 1969 г. производились круглосуточно путем поочередной коммутации трех антенн на вход единого ра
диоприемного |
устройства, на |
выходе которого включался анали |
затор ТАНК- |
К а ж д ы й замер |
п р о д о л ж а л с я 15 минут. По результа |
там измерений построены .графики, иллюстрирующие процент за меров, при которых частость искажений Р& превышает фиксиро ванную величину. При этом регистрация временных искажений производилась, как и прежде, на уровне 6 ^ 4 0 % .
Графики / — 6 на рис. 5.5 являются характеристиками качества связи в координатах «надежность—достоверность». Ка к видно из
этих |
графиков, |
радиопри |
|||||
ем на |
антенну |
|
точного |
||||
азимута |
ка к |
днем |
(гра |
||||
фик |
1), |
|
т а к |
и |
ночью |
||
(график |
2) |
обеспечивает |
|||||
гораздо |
лучшее |
качество |
|||||
связи, чем радиоприем на |
|||||||
антенну с неточным ази |
|||||||
мутом. |
|
|
|
|
|
|
|
Количественная |
оцен |
||||||
ка при сравнении графи |
|||||||
ков 1, 3, 4 и 2, 5, 6 |
пока |
||||||
зывает, |
что |
вероятность |
|||||
искажений |
при |
|
использо |
||||
вании антенн с углом от |
|||||||
клонения а « 3 0 ° |
увеличи |
||||||
вается |
на |
два |
|
порядка |
|||
(при |
равной |
|
|
надежно |
|||
с т и ) . |
Наоборот, |
|
при |
рав |
|||
ной |
вероятности |
искаже |
|||||
ний |
Р 6 |
^ 1 ' 1 0 - |
3 |
н а д е ж |
ность л |
возрастает |
на |
|
|
5 0 ^ 6 0 % . |
|
|
|
|
Следует отметить, ЧТО |
Рис. 5.5. Характеристика трассы Москва1—'Каир |
|||
направление отклонения |
«надежность—достоверность» с различным на- |
|||
от азимута не имеет зна - |
одинарный ^ = 9 ™ ^ -/=,1-3 395 кГц |
|||
чения И ПРИВОДИТ К ОДИ- |
|(день); |
/=117 710 «Гц .(ночь) |
||
наковому |
проигрышу |
в |
|
|
помехоустойчивости. Графики на рис. 5.5 |
показывают т а к ж е , что |
проигрыш в помехоустойчивости при отклонении антенн от точного язимута возрастает с улучшением общего качества связи.
Приведенные результаты свидетельствуют о недопустимости работы на антеннах с отклонениями от азимута корреспондента более 5°.
— 177 —
З н а ч е н ие этого вывода возрастает применительно |
к |
организа |
|
ции многопролетных |
ретрансляционных радиолиний, |
поскольку на |
|
к а ж д о м пролете используются по две антенны. |
|
|
|
5.2. О Ц Е Н К А |
Э Ф Ф Е К Т И В Н О С Т И Р А З Н Е С Е Н Н О Г О |
||
|
Р А Д И О П Р И Е М А |
|
|
|
Общие п о л о ж е н и я |
|
|
Разнесенный прием является действенным средством |
'повыше |
ния помехоустойчивости коротковолновых радиоканалов и ярким свидетельством возможности построения надежных систем из не надежных компонентов.
О д н а к о количественная оценка эффективности разнесенного ра диоприема зачастую бывает завышена . Достаточно сказать, что
теоретические расчеты по |
снижению вероятности ошибок в радио |
||||
к а н а л е предполагают весьма высокие |
выигрыши в канале с ЧМ |
||||
[16, 58], п р и б л и ж а ю щ и е с я |
к квадрату |
величины, получаемой |
при |
||
одиночном приеме. Высокие выигрыши реализованы |
т а к ж е |
при |
|||
фпуктуационных помехах и для Ф М [78]. |
|
|
|||
Однако |
линейные испытания в к в |
р а д и о к а н а л а х не |
подтверж |
||
д а ю т этих |
данных [79]. По-видимому, |
невозможность |
получения |
высоких выигрышей объясняется не только тем, что шумовая по меха не является типичной для кв канала, но и тем, что «энерге тический» критерий автовыбора сигналов недостаточно точно ха рактеризует качество связи.
Известно, например, что при многолучевом распространении уровень сигналов может быть выше, чем при однолучевом, но и
вероятность ошибок т а к ж е бывает |
выше (и наоборот) . |
Эффективность разнесенного |
радиоприема снижается т а к ж е |
из-за наличия станционных и импульсных помех. Поэтому задача сводится к количественной оценке эффективности разнесенного ра диоприема, к сравнению различных систем объединения разнесен ных радиосигналов .
В некоторых системах радиосвязи необходимо объединение ре генерированных сигналов, полученных в независимых ветвях раз несения. В частности, это требуется при 'географическом разнесе нии приемников (разнесенный прием с большой базой), при прост ранственно - поляризационном разнесении, при частотно-временном разнесении сигналов и т. д.
После регенерации |
утрачены |
физические |
параметры |
сигналов, |
|||
и для объединения обычно |
используется м а ж о р и т а р н о е |
декодиро |
|||||
вание (дискретное сложение) [80]. При вероятности ошибок в |
к а ж |
||||||
дом из двух подканалов Pi |
и Р2, |
соблюдении |
независимости и рав-^ |
||||
невероятности помех |
Р\ = Р2 |
= Р |
уравнение |
всех возможных |
со |
||
бытий |
|
|
|
|
|
|
|
|
Р 2 |
+ |
2Pq + q2 = 1, |
|
|
|
— 178 —
где Р2 — вероятность необнаруженной ошибки; 2Pq — вероятность обнаружения ошибки (неопределенность); q2 — вероятность без ошибочного приема.
Неопределенность декодирования, возникающая в системе дис кретного объединения двух ветвей разнесения, ликвидируется строенным приемом со статистическим автовыбором сигналов, ко
торый в данном случае может рассматриваться |
как система |
с трой |
ным повторением. Д л я этого случая вероятность |
ошибки на |
выходе |
сумматора |
|
|
Р0 = РЗ -J. ЗР*д ~ З Р 2 При Р « . 1. |
|
|
Результаты оценки в системе Д Ч Т |
|
|
Д л я оценки реального выигрыша выполнено |
экспериментальное |
исследование эффективности сдвоенного и строенного приемов на
действующих |
радиолиниях . |
|
|
|
|
|
|
|
|||
На |
выходы |
сумматора |
сигналов |
подавались |
детектированные |
||||||
сигналы с выходов радиоприемных устройств, имеющих |
простран |
||||||||||
ственно |
разнесенные антенны. |
|
|
|
|
|
|
||||
Объединение |
разнесенных |
радиосигналов Д Ч Т |
производилось |
||||||||
в стационарном |
приемнике >КМПУ [50] по схеме сложения |
детекти |
|||||||||
рованных сигналов на общей нагрузке |
(автовыбор) . |
|
|
|
|||||||
Принцип действия сумматора сигналов при строенном |
приеме |
||||||||||
заключается |
в том, что для |
формирования |
полярности |
выходных |
|||||||
сигналов по |
полярности |
большинства входных |
производится их |
||||||||
одновременное |
совместное |
стробирование в течение каждог о бинар |
|||||||||
ного знака . Поскольку на |
сумматор |
подавались |
нерегенерирован- |
||||||||
ные сигналы, |
то эффективность строенного |
приема |
определялась |
уменьшением дисперсии амплитуды временных искажений на вы
ходе |
сумматора . |
|
|
|
|
|
Эксперимент проводился на трассе |
ДЧТ - 1000 |
протяженностью |
||||
3000 |
км |
меридианного |
направления |
в июле, |
августе, |
октябре |
1967 |
г. с |
поочередным |
использованием |
различных методов |
радио |
приема (одиночный, сдвоенный, строенный) . |
|
|
|
|||
Регистрация временных искажений проводилась |
путем подсчета |
|||||
числа попаданий |
фронтов |
сигналов |
в к а ж д у ю |
из |
пяти |
временных |
зон анализатора |
Т А Н К |
(0-г-10%; |
Ю ч - 2 0 % ; |
20-г-30%; |
ЗОн-40%; |
40-^50%). Измерени я велись в стационарных условиях магистраль ной связи . Длительность элементарного з а м е р а —105 то, что при
рабочей |
скорости |
манипуляции 200 Б о д составляет приблизитель |
но 8 мин. И н т е р в а л |
м е ж д у з а м е р а м и составляет 15 мин. |
|
Д л я |
оценки влияния разброса параметров применяемых антенн |
и приемников были проведены измерения искажений на выходе одного из приемных устройств при поочередном подключении всех трех антенн. Аналогичные оценки были выполнены и дл я к а ж д о й пары антенна — приемник.
Б ы л о проведено 6663 замеров . И з них проверки антенн и при емников — 3438, для проверки способов сложения — 3225.
— 179 —