Надежность связи на трассе Земля-воздух-Земля (стр. 2 из 3)
2.3 Для других каналов авиационной электросвязи, кроме указанных в п. 2.2 количество резервного оборудования (радиостанции, радиопередатчики, радиоприемники, телеграфные аппараты и др.) определяется по формуле
где Крез – количество резервных средств;
КДКС – количество действующих каналов связи.
Результат расчета округляется до целого числа в сторону увеличения.
2.4 Резервные радиостанции (резервные средства других радиоизлучающих устройств) должны быть постоянно настроены на частоты работающих (основных) средств.
2.5 Многоканальные магнитофоны для целей документирования при круглосуточной работе предприятия ГА резервируются из расчета один магнитофон на магнитофонную.
2.6 При использовании средств РТОП связи рекомендуется планирование равномерной наработки основных и резервных средств.
КАЧЕСТВО ПЕРЕДАЧИ СООБЩЕНИЙ ПО КАНАЛАМ СВЯЗИ
Для передачи речевых сообщений используются способы непосредственной передачи речевого сообщения, параметрические и фонемные способы.
Непосредственная передача речевого процесса может осуществляться по аналоговым, импульсным или цифровым каналам связи. При этом в аналоговых каналах сигналом является гармоническое колебание, один из параметров которого (амплитуда, частота или фаза) изменяется в соответствии с законом изменения речевого процесса. В импульсных каналах связи по тому же закону изменяются параметры импульсных сигналов (амплитуда, длительность или время появления). В цифровых каналах связи непрерывное речевое сообщение передается с помощью цифровых сигналов, принцип формирования которых был отмечен ранее. Требования, предъявляемые к качеству передачи речевых сообщений, рассмотрим вне зависимости от вида канала связи и способа передачи сообщений.
Качество передачи речевой информации оценивается разборчивостью речи и ее понятностью. Различают разборчивость звуков (W), слогов (S), слов (D) и фраз (Ф). Количественной характеристикой разборчивости речи является отношение
P=nN, (3.100)
где n – количество правильно принятых элементов речи;
N – общее количество переданных элементов.
Наиболее распространенным методом измерения разборчивости при испытании тракта приема является метод артикуляции. Различают звуковую, слоговую, словесную и фразовую артикуляции, при определении которых пользуются специальным стандартным набором речевых материалов. Звуковая и слоговая артикуляции называются разборчивостью речи, словесная и фразовая – понятностью. Чаще определяют слоговую разборчивость, т. е. разборчивость звукосочетаний, не имеющих смыслового значения, формируемых по определенным правилам.
Для получения достоверных результатов объем выборки определяется в соответствии с положениями теории вероятностей. Процент правильно принятых слогов называется коэффициентом слоговой разборчивости S и используется в качестве критерия качества передачи по телефонному каналу.
Между разборчивостью звуков W, слогов S, слов D и фраз Ф существует однозначная функциональная зависимость, что позволяет зная один из коэффициентов разборчивости, например S, найти любой другой, используя табулированные зависимости. Зависимость разборчивости слогов Sот разборчивости слов D показана на рисунке.
Нормированные показатели допустимых значений артикуляционных искажений, в соответствии со шкалой оценки качества восприятия речевых сообщений и принятой в качестве нормативной в электросвязи ГА (ГОСТ 16600), приведены в таблице.
ВЛИЯНИЕ ХАРАКТЕРИСТИК КАНАЛА НА КАЧЕСТВО
ПЕРЕДАЧИ РЕЧЕВЫХ СООБЩЕНИЙ
Искажение речевых сообщений в каналах связи возникает под воздействием факторов, способных вызвать искажение их спектрального состава. Такими факторами могут быть частотные и нелинейные искажения и помехи, в системах с однополосной модуляцией – погрешность восстановления несущей. При нелинейных искажениях в спектре речевого сигнала появляются высшие гармоники. При частотных искажениях могут быть ослаблены спектральные составляющие, типичные для данного звука, и усилены составляющие, характерные для другого звука. Действие шумов и помех проявляется в искажении спектров речи в принятой смеси полезных и мешающих сигналов.
Основными характеристиками канала связи являются амплитудная, амплитудно-частотная (АЧХ) и фазочастотная (ФЧХ) характеристики.
Рассмотрим их влияние на качество передачи речевых сообщений.
Органы слуха человека не реагируют на фазу колебаний, поэтому ограничения на ФЧХ телефонного канала связи не накладываются.
От амплитудно-частотной характеристики канала связи зависит разборчивость речи.
Зависимость слоговой разборчивости от частоты срезов фильтров, определяющих полосу частот пропускания канала связи показана на рисунке. Кривая 1 иллюстрирует зависимость слоговой разборчивости от значения частоты среза фильтра нижних частот (ФНЧ), пропускающего все частоты спектра сигнала ниже частоты среза. Кривая 2 характеризует аналогичную зависимость от значения частоты среза фильтра верхних частот (ФВЧ), пропускающего частоты спектра сигнала выше частоты среза. Из графика видно, что наибольший вклад в разборчивость речи обеспечивает полоса частот спектра сигнала от 300 до 3000 Гц.
При расширении полосы пропускания ниже 300 Гц и выше 3000 Гц разборчивость увеличивается незначительно. Для обеспечения качественной телефонной связи принят стандарт на телефонный канал связи, согласно которому рекомендуется передавать составляющие спектра сигнала, расположенные в полосе частот 300...3400 Гц.
Разборчивость речи зависит от вида амплитудной характеристики канала связи [19]. Зависимость разборчивости звуков W от порога ограничения "g" снизу (кривая 1) и сверху (кривая 2) показана на рисунке. Из кривой 1 видно, что даже небольшое ограничение в системе связи речевого процесса снизу вызывает резкое падение разборчивости, так как при таком ограничении теряются слабые звуки.
Поэтому ограничение снизу недопустимо и амплитудная характеристика телефонного канала связи в области значений сигналов, близких к нулю, должна быть линейной. Из анализа кривой 2 следует, что ограничение речевого процесса сверху мало сказывается на его разборчивости. Даже при предельном ограничении сверху (g = 0), когда речевой процесс преобразуется в последовательность прямоугольных импульсов, разборчивость речи составляет W = 80%.
АНАЛИЗ НАДЁЖНОСТИ
При обмене данными между воздушными судами, находящимися в пределах прямой (оптической) видимости, в некоторых случаях наблюдается потеря связи. Радиосигналы в каналах «воздух-земля» и «воздух-воздух» для маловысотных абонентов при полетах воздушных судов надхолмистыми и низкогорными районами имеют многолучевое распространении и частотно-селективные замирания при взаимном перемещении приемного и передающего устройств радиостанций. Это приводит к различным условиям распространения, обусловленным влиянием:
- зеркального отражения от гладкой поверхности;
- диффузного отражения от грубо-шероховатой поверхности;
- дифракции на препятствиях (холмах, низкогорных вершинах и высотных металлических объектов).
Количество возможных комбинаций нежелательных для связи явлений при движении абонентов настолько велико, что приемлемое математическое решение этой задачи является слишком сложным для практического использования. Поэтому для получения оценки параметров канала связи обычно рекомендуют совместное использование аналитических и экспериментальных методов. Основное требование при этом – получить в реальном масштабе времени данные измерений, из которых можно было бы извлечь надежные статистические результаты.
Этот метод предсказания значений потерь распространения является действенным средством, позволяющим получить результаты, более близкие к реальным. Потери мощности принимаемого сигнала из-за влияния отражений радиоволн от земной поверхности можно пояснить следующим образом. Учитывая, что дальность связи во много раз меньше радиуса Земли (R3 » Dce), поверхность Земли в радиусе действия радиостанции можно считать плоской [1]. Тогда излучаемая передающим устройством энергия попадает на приемную антенну двумя путями: прямым и после отражения от земной поверхности.
Коэффициент отражения высокочастотного сигнала от Земли представляет собой комплексную величину r=rejΨ.
Действительная часть выражения – rописывает амплитуду, а аргумент Ψ учитывает фазовый сдвиг при отражении. Если угол Ψ< 10°, то можно записать
ΔR=2 Н1sinΨ≈2 Н1(Н1+Н2)\ Dce
где Н1и Н2 – высоты подъема первой и второй антенны соответственно.
Разность фаз Ψ прямого и отраженного сигнала состоит из суммы двух величин
Ψ = θ + γ,
где Ψ - изменение фазы при отражении сигнала от Земли, γ – набег фазы из-за разности расстояний до приемной антенны.