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