Post on 03-Jul-2019
Wydział Elektroniki i Technik Informacyjnych
Wskaźniki jakości
� Transmisja cyfrowa• Elementowa stopa błędów (Bit Error Rate)
BER = f(Eb/No)• Dostępność łącza Dla żądanej wartości BER. % czasu w roku, w którym założona jakość
transmisji jest osiąganazależy głównie od opadów atmosferycznych
Transmisja satelitarna
Wydział Elektroniki i Technik Informacyjnych
Multiplexer SzyfrowanieDanych
KodowanieKorekcyjne Scrambling Modulator
Kodowanieźródła
Demodulator Descrambler Dekoder Deszyfracja Demultiplexer użytkow.
sygnałanalog.
sygnałcyfrowy
Rb [bit/s]
Rb [bit/s]
Rc [bit/s]
Rc [bit/s]
RS [baud]
Do układówRF i anteny
z anieny iukładów RF
Bit error rate (BER)Bit error rate (BER)PasmoPasmo
System cyfrowy
Wydział Elektroniki i Technik Informacyjnych
LNALNAMixer
LO
IFwzmacniacz Demodulator
nośna +szum
Odbiornik satelitarny
BER
BER = f(Eb /No)
Energia na bitWidmowa gęstość mocy szumu
C/No
C/NoEb
N0 Rb
=
System cyfrowy
Wydział Elektroniki i Technik Informacyjnych
Wychodząc z założonych parametrów sieciowych i tran-smisyjnych wyznaczamy elementową stopę błędów BER (transmisja cyfrowa) lub odstęp sygnał/szum (transmisja analogowa).
Wychodząc z wymagań na jakość transmisji (BER, dostępnośćsystemu) określamy parametry stacji naziemnych.
(C/N(C/N00))TOTALTOTAL
EEbb/N/N00 BERBER(C/N(C/N00))TOTALTOTALRRbb[bit/s[bit/s]] ModulacjaModulacja
KodowanieKodowanie
BERBERRRbb[bit/s[bit/s]]
EEbb/N/N00
ModulacjaModulacja
KodowanieKodowanieParametryParametrystacjistacji naznaz..
Bilans energetyczny łącza satelitarnego
Wydział Elektroniki i Technik Informacyjnych
�� analizaanaliza dladla kierunkukierunku Uplink Uplink -- (C/N(C/N00))UU
�� analizaanaliza dladla kierunkukierunku Downlink Downlink -- (C/N(C/N00))DD
�� analizaanaliza zakłóceńzakłóceń Intermodulacyjnych Intermodulacyjnych -- (C/N(C/N00))IMIM
�� analizaanaliza zakłóceńzakłóceń InterferencyjnychInterferencyjnych -- (C/N(C/N00))ININ
(C/N(C/N00))TOTALTOTAL
Bilans energetyczny łącza satelitarnego
Wydział Elektroniki i Technik Informacyjnych
(C/N(C/Noo))--11TOTALTOTAL=(C/No)=(C/No)--11
UU+(C/N+(C/Noo))--11D D +(C/N+(C/Noo))--11
IN IN +(C/N+(C/Noo))--11IMIM
EEbb/N/N00 BERBER(C/N(C/N00))TOTALTOTALRRbb[bit/s[bit/s]] ModulacjaModulacja
KodowanieKodowanie
Bilans energetyczny łącza satelitarnego
Wydział Elektroniki i Technik Informacyjnych
NADAJNIKEffective Isotropic
Radiated Power (EIRP)EIRP (EIRP (dBWdBW) = G) = GTT + P+ PTT
GT (dBi) = wzmocnienie antenynadawczej
PT (dBW) = moc nadajnika
Wzmocnienie antenyGGTT (dB) = 10 log [((dB) = 10 log [(ππππππππD)D)22 ηηηη / / λλλλ 22]]D (m) = średnica antenyλ(m) = długość faliη = efektywność anteny
ODBIORNIKG/T (dB/K) = GG/T (dB/K) = GRR/T/TssGR (dB) = wzmocnienie anteny odbiorczejTs(oK) = Temperatura szumowa odbiornika
Bilans energetyczny łącza satelitarnego
Wydział Elektroniki i Technik Informacyjnych
PT
GT
dWidmowa gęstość mocy w odległości d od źródła sygnału wynosi
PFD (Power Flux Density)
PFD=PT GT /(4πd2)=EIRP/(4πd2) [W/m2 ]
EIRP= PT GT efektywna moc wypromieniowana izotropowo
w skali logarytmicznej (10log10...)
PFD[dBW/m2] = PT[dBW] + GT[dB] - 10log(4πd2) = EIRP[dBW] - 10log(4πd2)
PR
GR
PFD
GR = 4πAη/λ2 A-powierzchnia anteny, η-sprawność, λ- długośc faliWzmocnienie anteny odbiorczej
moc odebranaPR[W]= PT GT GR (λ /4πd)2
w skali logarytmicznej :
PR[dBW]= EIRP[dBW] + GR[dB] - 20log(4πd/λ)
Bilans energetyczny łącza satelitarnego
Wydział Elektroniki i Technik Informacyjnych
Szumy termicznemoc szmumu Pn=N=kTsB
Ts - temperatura szumowa urządzenia, B - szerokość pasmastała Boltzmana k=1.38 10-23 [J/K] (log: K=-228.6 [dBW/K/Hz])
Odstęp sygnał /szum
C/N = PR/Pn= EIRP[dBW] + GR - 20log(4πd/λ) -10log(kTSB)
na 1Hz pasma:
C/N0 = PR/Pn= EIRP[dBW] + GR - 20log(4πd/λ) -10log(kTs)
C/N0 [dB] = EIRP + (G/T)R - 20log(4ππππd/λλλλ) - K
FSL= 20log(4πd/λ) Tlumienie sygnału w wolnej przestrzeni (Free Space Loss):
Bilans energetyczny łącza satelitarnego
Wydział Elektroniki i Technik Informacyjnych
� satelita:
(C/N(C/Noo))UU = EIRP= EIRPESES -- (FSL(FSLUU+ + AAAtAt + + AAee(%)) +(G/T)(%)) +(G/T)SATSAT -- KK
gdzie:FSLU=20log(4πdU/ λ U) Free space loss - tłumienie w wolnej przestrzeni(ziemia-satelita) AAt tłumienie atmosferyczneAe(%) straty dodatkowe (głównie deszcz)
K stała BoltzmanadU odległość do satelityλ U długość fali dla uplink
Bilans energetyczny łącza satelitarnego
Wydział Elektroniki i Technik Informacyjnych
� Stacja naziemna:
((C/NC/Noo))DD = EIRP= EIRPSATSAT -- (FSL(FSLDD+ + AAAtAt + + AAee(%)) +(G/T)(%)) +(G/T)ESES -- KK
where:FSLD=20log(4πdD/ λ D) Free space loss (satelita-ziemia) Aat tłumienie atmosferyczneAe(%) straty dodatkowe (głównie deszcz)
K stała BoltzmanadD odległość od satelityλ D długość fali dla downlink
Bilans energetyczny łącza satelitarnego
Wydział Elektroniki i Technik Informacyjnych
Bilans energetyczny łącza satelitarnego
Tłumienie atmosferyczne
Wydział Elektroniki i Technik Informacyjnych
Bilans energetyczny łącza satelitarnego
TypoweTypowe wartościwartości tłumieniatłumienia powodowanegopowodowanego przezprzez deszczdeszcz
INTENSYWNOŚĆ OPADÓWINTENSYWNOŚĆ OPADÓW(max. (max. dladla 0.01%czasu w 0.01%czasu w rokuroku))
DROGA SYGNAŁU PRZEZ DESZCZDROGA SYGNAŁU PRZEZ DESZCZ
TŁUMIENIE NA kmTŁUMIENIE NA km(max. (max. dladla 0.01% 0.01% czasuczasu w w rokuroku))
TŁUMIENIETŁUMIENIE(max. (max. dladla 0.01% 0.01% czasuczasuok. 1godz./rok)ok. 1godz./rok)
EuropaEuropa::odod 30 do 50mm/h30 do 50mm/h
odod 5km do 10km5km do 10km((zależyzależy odod kąta kąta elewacjielewacji))
odod 0.05 do 5dB/km0.05 do 5dB/km((zależyzależy odod częstotliwościczęstotliwości pracypracyi i intensywnościintensywności opadówopadów))
okołookoło: 0.1dB : 0.1dB dladla 4 GHZ4 GHZ5 to 10 dB 5 to 10 dB dladla 12 GHZ12 GHZ10 to 20 dB 10 to 20 dB dladla 20 GHZ20 GHZ25 to 40 dB 25 to 40 dB dladla 30 GHZ30 GHZ
Wydział Elektroniki i Technik Informacyjnych
Bilans energetyczny łącza satelitarnego
WzmacniaczWzmacniacz dużejdużej mocymocy (HPA) (HPA) wprowadzawprowadza zniekształceniazniekształceniaamplitudyamplitudy i i fazyfazy sygnałusygnału. . NieliniowośćNieliniowość wzmacniaczawzmacniacza jest przyczynąjest przyczynąpowstawaniapowstawania zakłóceńzakłóceń intermodulacyjnych. intermodulacyjnych.
Charakterystyki amplitudowe i fazowe satelitarnego wzmacniacza mocy
Wydział Elektroniki i Technik Informacyjnych
Bilans energetyczny łącza satelitarnego
(C/N0)IM w funkcji punktu pracy wzmacniaczapunkt pracy HPA określony jest przez odstęp odnasycenia (back-off)
Wydział Elektroniki i Technik Informacyjnych
Bilans energetyczny łącza satelitarnego
(C/N0)u (C/N0)D (C/N0)IM and (C/N0)Total w funkcji IBO (Input Back-off)