Инженерно-технические характеристики систем радиосвязи

К инженерно-техническим характеристикам относятся: помехоустойчивость, скорость передачи информации, пропускная способность и емкость канала связи, информационная и энерге­тическая эффективность, мощность передающего устройства, энергетический к.п.д., чувствительность приемного устройства отношение сигнал/шум на входе приемного устройства, объем и вес аппаратуры, эксплуатационная надежность, экономичность и т.д. Рассмотрим основные из этих характеристик.

Помехоустойчивость характеризует способность системы радиосвязи противостоять вредному воздействию помех при пе­редаче сообщений. Помехоустойчивость зависит от способов кодирования и модуляции сигналов, методов приема и регистра­ции сигналов, отношения сигнал/шум в точке приема и т.д. Обеспечение высокой помехоустойчивости принадлежит к числу основных проблем радиосвязи. С внедрением автоматизированных систем радиосвязи требования к помехоустойчивости существен­но возрастают.

Для количественной оценки помехоустойчивости систем радиосвязи используются критерии: вероятностный, энергетичес­кий и артикуляционный.

Вероятностным критерием пользуются при передаче диск­ретных сигналов, Он характеризуется зависимостью

, (1.2)

где - вероятность ошибка при приеме элементарно­го сигнала;

- мощность сигнала;

- мощность помехи.

Зависимость (1.2) определяется видом сигнала и помехи, способами кодирования, модуляции, передачи, приема и обра­ботки сигналов. Чем меньше величина , тем выше верность передачи сообщения.

Требуемое значение определяется назначением системы связи. Так, для систем телеграфной КВ радиосвязи значение . В системах телеграфной УКВ радиосвязи вероятность ошибки должна быть не менее 10^-3…10^-4. Для цифровых систем радиосвязи, предназначенных для передачи данных в автоматизированных системах управления, зна­чение не должно превышать 10^-6. Требуемое значе­ние достигается в этих системах за счет примене­ния помехоустойчивых кодов, обнаруживающих и исправляющих ошибки.

При передаче непрерывных сигналов, как правило, поль­зуются энергетическим критерием помехоустойчивости. В этом случае помехоустойчивость системы оценивается либо относи­тельным увеличением отношения сигнала к помехе на выходе приемника по сравнению со значением этого отношения на входе.

,

либо средней квадратической ошибкой приема сообщения

,

где – передаваемое сообщение;

– оценка сообщения;

– усреднение по множеству.

Для оценки качества систем телефонной радиосвязи более удобным является артикуляционный критерий, характеризующий разборчивость речи D%, определенную в процентах, как отношение правильно принятых звуков (слогов, слов) к общему числу переданных.

Разборчивость также является функцией отношения .

Все рассмотренные критерии связаны между собой и могут быть пересчитаны один в другой. Выбор того иди иного крите­рия определяется соображениями удобства пользования при оценке помехоустойчивости конкретной системы радиосвязи.

Скорость передачи информац ии определяется как количество информации, передаваемое в единицу времени c заданной вероятностью ошибки и выражается в двоичных единицах в секунду

Пропускная способность канала радиосвязи характеризует предельное значение скорости передачи при сколь угодно малой вероятности ошибки. Величина C представ­ляет собой теоретический предел скорости в общем случае зависит от полосы пропускания канала , пре­вышения сигнала над помехой типа помех характера замираний.

Для непрерывных каналов с аддитивными флюктуационными шумами пропускная способность определяется формулой Шеннона:

Емкость канала связи характеризует максимально возмож­ное количество информации, которое может быть передано по ка­налу за данное время T со сколь угодно малой вероятностью ошибки.

Эффективность системы радиосвязи оценивается с двух то­чек зрения: расходования полосы пропускания канала для пере­дачи данного количества информации с заданной верностью ( - эффективность) и обеспечения минимального расхода энергии для передачи заданного количества информации по каналу с помехами ( - эффективность).

Информационная эффективность системы связи ( - эф­фективность) характеризуется коэффициентом использования по­лосы

,

показывающим какое количество информации может передаваться в 1 с на 1 Гц полосы пропускания канала при заданной веро­ятности ошибки.

Энергетическая эффективность система связи ( - эф­фективность) характеризуется коэффициентом использования мощ­ности сигнала

,

показывающим, какое количество информации может передаваться, в 1с при данном превышении мощности сигнала над интенсивностью флюктуационного шума c заданной вероятность ошибки.

Объем аппаратуры имеет особенно важное значение, для бортовых авиационных и космических средств радиосвязи. Одна­ко этот параметр важен также и для наземной аппаратуры, в связи с развитием автоматизированных систем связи и, следо­вательно, с усложнением оборудования и увеличением его чис­ленности на узлах связи.

Вес аппаратуры. Все сказанное относительно, габаритных показателей средств радиосвязи применимо и к их весовым по­казателям.

Энергетический к.п.д. характеризуется отношением мощности излучения к мощности , потребляемой от источников питания:

Величина Q зависит от типа и числа электронных приборов, направленности антенн, способов передачи и др.

Эксплуатационная надежность характеризуется способно­стью системы связи работать длительное время без отказов и бистро восстанавливаться при их появлении в процессе эксплуа­тации.

Она может оцениваться вероятностью безотказной работы в течение времени Т при данных условиях эксплуатации:

,

где - интенсивность отказов деталей типа;

- число деталей типа в аппаратуре;

N - число типов деталей.

Экономичность связи определяется затратами на разработку, производство, эксплуатацию средств радиосвязи, уменьше­ние затрат можно осуществить за счет стандартизаций и унификации аппаратуры, ее многоцелевого использования и т.п.

Лекция 4