Материал: Системы подвижной радиосвязи. лабораторный практикум. Федоров С.М., Бойко О.В

Недостатками МДЧР являются нерациональное использование частотного диапазона при малой активности потребителей, трудность обеспечить работу близко расположенных ЗС без значительных межстанционных помех даже при наличии защитных интервалов, взаимное подавление сигналов МДЧР и возникновение нелинейных помех, обусловленных нелинейностью амплитудной характеристики ретранслятора и наличием АМ–ФМ преобразования сигналов.

Подавление сигналов в ретрансляторах при МДЧР не является одним его недостатком. Нелинейный характер усиления приводит также и к появлению искажений и переходных помех. Основным источником этих искажений, например в БРТ, являются выходные каскады усиления.

Таким образом, при МДЧР энергетика системы используется не полностью. Вместе с тем некоторые недостатки МДЧР можно частично устранить, задействовав центральную станцию (ЦС) и предоставив доступ к системе по требованию, что также приведет к увеличению количества обслуживаемых абонентов. Кроме того, ЦС может регулировать мощность передатчиков ЗС для выравнивания сигналов на входах приемников, тем самым снижая уровень межстанционных помех.

Суть МДВР состоит в том, что каждой земной станции для излучения сигналов выделен свой периодически повторяемый интервал времени, длительность которого определена трафиком станции. Интервалы времени, выделенные станциям, не перекрываются, и при этом излучения ЗС взаимно синхронизированы во времени, чтобы сигналы не перекрывались. Схема конфигурации сети связи с МДВР показана на рис. 25.

35

Рис. 25. Схема конфигурации сети связи с МДВР

Здесь интервал времени T, в течение которого все станции сети по одному разу излучают сигнал, образует кадр, а интервал времени излучения каждой ЗС (длительность пакета импульсов) является субкадром. Структура кадра изображена на рис. 26. Каждый кадр МДВР содержит сигнал общей синхронизации, передаваемый центральной станции (в нашем случае ЗСц), который используется всеми остальными ЗС.

Рис. 26. Структура кадра при МДВР

36

Субкадр, в свою очередь, состоит из преамбулы и ряда информационных пакетов, предназначенных различным станциям сети. Преамбула включает в себя защитный временной интервал t3, сигнал восстановления несущей для синхронизации демодулятора и сигнал начала информационного пакета, показывающий его границы. В преамбуле может содержаться и другая служебная информация.

Эффективность системы связи с МДВР зависит от того, какая доля времени кадра (цикла) отводится на передачу всевозможной служебной информации и организации защитных временных интервалов. Для повышения эффективности необходимо увеличивать длительность кадра, уменьшать длину и число защитных интервалов, повышать точность синхронизации. Уместно, однако, напомнить, что длительность кадров зависит от вида передаваемой информации и, например, для передачи речевой связи на основании теоремы Котельникова длительность кадра определяется максимальной частотой передаваемого сигнала.

Наибольшая проблема при проектировании МДВР связана с необходимостью обеспечения жесткой синхронизации, исключающей взаимное влияние сигналов ЗС на входе ретранслятора и обеспечивающей вхождение ЗС в функционирующую систему.

Обычно различают синхронизацию на прием и на передачу. В первом случае определяются временные интервалы, соответствующие субкадрам. Во втором – удерживается сигнал, излучаемый ЗС в рамках выделенного для этой станции субкадра. Синхронизацию на прием осуществляют детектированием синхросигнала опорной станции, а синхронизацию на передачу выполняют периферийные станции путём изменения фазы собственных сигналов в кадре по сравнению с фазой синхросигналов опорной станции.

37

Вбольшинстве случаев сигнал синхронизации формируется в виде отдельного специализированного пакета – сигнала выделенной синхронизации. При этом синхросигналы всех ЗС передаются в кадре на фиксированных временных позициях отдельно от информационных, что несколько снижает эффективность системы, так как при этом возникает необходимость передачи синхросигналов и преамбулы демодулятора как в составе синхропакета, так и в составе пакета информации.

Вотличие от МДЧР и МДВР при многостанционном доступе с кодовым разделением, когда сигналы различных ЗС усиливаются одновременно, но в разных частотных интервалах (на разных частотах) либо на одной частоте, но

вразные промежутки времени, усиление сигнала в бортовых ретрансляторах ССС происходит одновременно в одном и том же частотном интервале. Это возможно благодаря тому, что каждая передающая ЗС имеет свой код, позволяющий отличать сигналы друг от друга.

Основными достоинствами МДКР являются:

– низкая спектральная плотность излучаемых сигналов;

–высокая помехоустойчивость (особенно по отношениям к узкополосным и импульсным помехам);

–скрытность приемопередачи сообщений благодаря использованию следующих кодов.

Вместе с тем МДКР имеет и ряд недостатков. Одним из них является низкая по сравнению с другими видами доступа эффективность использования полосы частот, так как применение ШПС приводит к существенному расширению полосы частот по сравнению с полосой модулирующего сигнала. Это обуславливает низкую пропускную способность

вцелом, и в МДКР обычно передают информационные потоки со скоростью не выше чем 9,6...19,2 кбит/с.

Вторым существенным недостатком МДКР является высокий уровень взаимных помех, ограничивающий число одновременно работающих абонентов. Действительно,

38

качество передаваемой информации (качество разделения символов различных ЗС) определяется так называемыми шумами ортогональности, которые возрастают по мере увеличения числа абонентов. Если в системах МДЧР и МДВР основными шумами являются тепловые шумы, то при МДКР основные источники шумов – излучения различных ЗС, одновременно работающих в одном и том же частотном диапазоне, т. е. каждую другую ЗС можно рассматривать как источник помех для остальных ЗС. Если абоненты равноправны, качество связи может быть улучшено не за счет повышения мощности ШПС, а только за счет увеличения базы сигнала В, что, в свою очередь, приводит к усложнению обработки сигналов на приемной стороне.

На рис. 27 изображены сравнительные характеристики пропускной способности трех методов доступа – МДЧР, МДВР и МДКР в зависимости от числа земных станций N, и, как видно из этого рисунка, относительная величина пропускной способности С наиболее высокая в системах МДВР и наиболее низкая в системах МДКР.

Рис. 27. Сравнительные характеристики пропускной способности МДЧР, МДВР и МДКР

39