Надежность связи на трассе Земля-воздух-Земля (стр. 3 из 3)
Результирующая двух сигналов с единичной амплитудой и разностью фаз Ψ равна [2(1 + cosΨ)]1\2. Поэтому отношение мощности, попадающей на приемную антенну радиостанции, к мощности, которая бы попала на нее при нахождении антенны в свободном пространстве, будет равно:
Ge=4sin22π Н1(Н1+Н2)\ Dceλ
Международная организация гражданской авиации ICAO регламентирует ряд режимов VDL (VHFDataLink) систем передачи данных в ОВЧ радиодиапазоне, в которых предлагаются использовать все увеличивающиеся электрические скорости манипуляций. Если в режимах ACARS и VDL-1 скорость передачи данных составляет 2400 бод, то в VDL-2 и VDL-3-31500 бoд. Увеличение электрических скоростей в радиоканале подвижной воздушной связи при нахождении одного из воздушных судов на малой высоте ограничивается наличием отраженного от поверхности Земли задержанного луча.
Рисунок 1
Геометрические конфигурации относительного расположения бортовых станций канала "воздух-воздух" (воздушных судов) представлена на рис. 1, где разность хода лучей ΔLопределяется как
ΔL =Lb-L = 2H/sina-2H/tga = 2Н(1-cosa)/sina
Так как (1-cosa)/sina ≤ 1, то ΔL≤2Н (равенство при а= 90°). Задержка отраженного сигнала τ = ΔL/c, где с – скорость света. Величина τ ограничена сверху τ ≤ 2Н/с (вертикальным отражением от земли). С уменьшением а уменьшается и относительная задержка τ.
Разность хода лучей ΔLв зависимости от расстояния Lмежду воздушными судами и высоты полета Н:
ΔLдопустимая =2((L\2)2+H2)1\2-L≤ τдопустимая*с,
что даёт ограничение на расстояние L между воздушными судами
L≥ (H2 -H2порога)\Нпорога, где Нпорога = τдопустимая*с\2
Таким образом, сечение воздушного пространства, отвечающего требованиям допустимых задержек, ограничивается частью парабол (3), которые пересекаются на высоте Нпорога(4) (рис. 2).
Рисунок 2. – Разрешенная/запрещенная зоны взаимного расположения
равновысотных воздушных судов
На рис. 3 представлены размеры границ разрешенной/запрещенной зоны в симметричных условиях (рис. 2) для τдопустшюя/Т = 0.3, 0.4, 0.5, 0.6 при 1/Т= 10500 бод (см. таблицу 1).
Таблица 1
| τдопустшюя/Т | 0.6 | 0.5 | 0.4 | 0.3 |
| Нпорога(км) | 4.3 | 5.7 | 7.1 | 8.6 |
Рисунок 3. – Границы зон связи при задержках отраженного от Земли
луча на τ = 0.3, 0.4, 0.5, 0.6 Т для систем VDL-2 и 3 (D8PSK)
М-позиционные манипуляции фазы определяют m вариантов символов, каждому из которых приписывается одно из значений фазы п 2π/m, где п=0÷ т-1. Каждый символ (или межсимвольный переход в дифференциальной PSK) несет информацию о (log2m) битах. Как правило, выбирается число т как степень двойки m = 2iдля того, чтобы одна манипуляция несла информацию о целочисленном количестве бит.
Относительная задержка лучей τ вызывает наложение i-го и (i+1)-го символов друг на друга (рис. 4), где φ(i) и φ(i+1) – соответствующие информационные дискретные значения фазы символов, а Т – длительность символа.
Рисунок 4. – Наложение i-го и (i+l)-гoсимволов при относительной
задержке лучей τ.
Рисунок 5
На рис. 5 и рис. 6 представлены вычисленные зависимости для 8-и позиционной фазовой модуляции для синфазного сложения каналов ΔΨ=0 и для ΔΨ =±π/2.
Рисунок 6. – Вероятность ошибки приема символа в зависимости от
соотношения сигнал/шум при нескольких задержках отраженного луча
(т/Т) и синфазном высокочастотном сложении лучей (ΔΨ = 0).
Список литературы
1.Силяков В.А., Красюк В.Н. Системы авиационной радиосвязи. – 2004.2. Руководство по авиационной электросвязи (PC ГА-99), – М., 1999.3. Ермишин А.А., Кейстович А.В. Влияние задержки отражённого луча при передаче данных по МВ каналу воздух-воздух с модуляцией D8PSK. – 2011.