Материал: Методические указания к практическим занятиям № 1–3 по дисциплине «Аппаратные средства телекоммуникационных систем» для студентов специальности «Информационная безопасность телекоммуникационных систем». Разинкин К.А

Внимание! Если размещение файла нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам

одинаковы;

•среда распространения сигналов без потерь;

•все КА разных систем спутниковой связи одинаковы

иимеют угловой разнос на геостационарной орбите. Определить минимальный диаметр антенны наземной

станции с круглой апертурой при следующих условиях:

• диапазон частот 11/14 ГГц;

•

0

; ;

2,5

•

требуемое защитное отношение сигнал—помеха

PC / PП 20дБ;

 

• уровни боковых лепестков диаграммы направленности антенны соответствуют выражению (*).

При таких же условиях определить минимальный диаметр антенны наземной станции, работающей в диапазоне частот 20/30 ГГц.

2.5. Примеры решения задач

Задача 18. Кодовые слова двоичного циклического систематического (n, k) кода по определению состоят из k информационных бит, которые всегда стоят в начале кодового слова, и последующих r n k проверочных бит. Эти k бит записываются в регистр сдвига с обратными связями, как это показано рис. 4.

Рис. 4. Кодер циклического (n,k) кода

29

После этого ключ

Kл

перекидывается в верхнее по-

ложение и на вход регистра сдвига начинают поступать с тактовой частотой проверочные биты. Одновременно с выхода

регистра

сдвига начинают поступать биты

циклического

(n, k) кода. После п тактов схема рис. 4 возвращается в исходное

состояние.

 

 

По

аналогичному принципу строится схема декодера

(n, k) кода

в режиме обнаружения ошибок,

которая пред-

ставлена на рис. 5.

(n,k) (n,k)

n

k

Рис. 5. Декодер циклического (n,k) кода в режиме обнаружения ошибок

В исходном состоянии, показанном на рис. 5, k информационных бит с выхода приемника заполняют регистр сдвига, содержащего k ячеек. После приема к бит ключи Kл.1 и Kл.2перекидываются в верхнее положение и регистр сдвига начинает формировать проверочные биты, которые сравниваются с проверочными битами с выхода приемника в сумматоре по модулю 2. Если все информационные и проверочные биты приняты приемником правильно, на выходе счетчика нулей появится r нулей. В этом случае принимается решение о считывании с буферного запоминающего устройства

30

k информационных бит. Если на выходе счетчика число нулей

менее

r , то принимаемое

сообщение стирается как недо-

стоверное.

 

 

 

Задача 19. Вероятность того, что в слове из n бит будут

искажены не менее чем i бит равна

 

 

n

n 1

Cni pi 1 p n 1 Cni pi

 

Pош Cnk pk 1

p

 

k i

 

 

при

p 1.

Задача 20. Вероятность того, что в кодовом слове из n бит, будет более чем t бит равна

P

 

ош

 

Pош 10 12

n

i

 

i

C

p

n

 

i i 1

 

 

 

Сt 1 10 n

 

 

n i

1 p

9

t 1

 

 

10

 

C

12

.

 

t 1

p

t 1

1

p

n

 

 

 

 

 

Отсюда

n t 1

C

t 1

p

t 1

C

t 1

10

9

t 1

.

 

n

 

n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

получаем t=1 при условии,

что

 

 

 

n 1 n

 

n

2

 

 

 

C

2

 

 

 

10

6

,

 

 

 

n

2

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

т.е.

n 1410

, что всегда выполняется на

практике. Тогда

dx 2.

Задача 21. Вероятность того, что в слове более t ошибок

равна

Pош

64 i

 

64 i

t 1

t 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

C64 p 1 p

C64 p

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

i i 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Необходимо решить уравнение

t 1

p

t 1

10

6

при р=10

-

 

 

C64

 

 

 

 

 

3. Отсюда t = 3, dx = 6.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9

 

 

 

 

 

 

t 1

 

 

3

t 1

 

9

 

 

При

Pош 10

решается

уравнение

 

10

 

10

,

 

 

 

C64

 

 

 

 

откуда t = 6, dx = 12.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Задача 22.

Необходимо найти число исправляемых

ошибок t из уравнения

P

 

64

 

i

i

64 i

C

t 1

p

t 1

10

12

C

 

p

1 p

 

 

 

ош

 

i i 1

64

 

 

64

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

при

p 10 4 . Ответ t = 4, dx=8.

Задача

24.

Tп

0,5

часа

10

5

часов.

Готовность

(надёжность) линии спутниковой связи за год работы T=365 дней.

Задача 25. Из уравнения для вероятности безотказной

работы аппаратуры

P t e T / T0

, где Т= 5 часов необходимо

 

0

 

вычислить Т0 — требуемое среднее время безотказной работы.

31

При Р0 (T) близкой к единице величина Т/Т0 <<1. Тогда

e

T / T

1

T / T0

0,999. Отсюда Т0 = 5000 часов.

0

 

 

 

 

Задача 32. Форма диаграммы направленности антенны с круглой апертурой описывается выражением

F 2J1 d /d /

и нули диаграммы направленности определяются нулями

функции

Бесселя первого

рода

первого порядка

J

d / .

.

 

 

 

1

 

Первый

нуль имеет место

при

1,22 / d. Отсюда

диаметр

антенны определяется из уравнения1,22 / d 0,1, где 0,1 радиан равен 6°. Для частоты 12 ГГц длина волны = 2,5 см и d = 30 см. Также возможны диаметры антенн, в целое число раз превышающие апертуру 30 см, т.е. диаметры антенн 30 см, 60 см, 90 см, 120 см обеспечат подавление сигналов от других спутников телевизионного вещания.

32

Тема 3. РАДИОТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ТЕЛЕКОММУНИКАЦИОННЫХ РАДИОКАНАЛОВ

3.1. Частота и длина волны электромагнитного колебания

Задача 34. Нарисуйте гармоническое колебание как функцию расстояния. Укажите длину волны колебания X. Нарисуйте гармоническое колебание как функцию времени. Укажите период колебания Г. Установите связь между Т и А,, а также между X и частотой гармонического колебания/.

Выразите длину волны в сантиметрах через частоту гармонического колебания в ГГц. Заполните табл. 5.

Таблица 5

Таблица для заполнения

f, ГГц

1

3

6

12

20

30

44

 

 

 

 

 

 

 

 

, см

 

 

 

 

 

 

 

3.2. Доплеровское смещение частоты радиосигналов

fд

Задача 35. Выразите доплеровское смещение частоты в зависимости от значения радиальной скорости V движения

передатчика или приемника двумя способами:

•через частоту радиосигнала и отношение V к скорос-

ти света;

•через отношение V/ , где — длина волны.

Задача 36. Определить максимальный доплеровский

сдвиг радиосигнала при авиационной радиосвязи на частоте 300 МГц и скорости самолета 800 км/ч.

Задача 37. За счет малого перемещения геостационарного КА в направлении север-юг дальность связи до наземной станции меняется по синусоидальному закону с периодом 24 часа и амплитудой 100 км.

Определить максимальный доплеровский сдвиг и уравнение для доплеровского смещения частоты как функции

33

Источник: https://studfile.net/preview/16568514/