2. prs-lərin sadələşdirilmiş modeli. Prs-in enerji xarakteristikaları Prs-in sadələşdirilmiş modeli

2. PRS-lərin sadələşdirilmiş modeli. PRS-in enerji xarakteristikaları
2.1. PRS-in sadələşdirilmiş modeli
Müasir PRS-lərdə əsasən rəqəmsal texnologiyalardan istifadə edilir və onlar rəqəmsal rabitə sistemləri ilə bir çox ümumi xüsusiyyətlərə malikdirlər. Rəqəmsal PRS-in ümumiləşdirilmiş modelinə baxaq (şək.2.1).

Məlumat mənbəyi ya zamanın fasiləsiz funksiyası kimi, ya da diskret verilənlər axını kimi təsvir edilə bilən siqnal generasiya edir. Zamandan asılı olaraq fasiləsiz dəyişə bilən siqnala misal olaraq insan nitqini misal gətirmək olar. Bu cür analoq siqnalı rəqəmsal sistem vasitəsi ilə ötürmək üçün onu rəqəmsal formaya çevirmək lazım gəlir. Bu, analoq siqnalın diskretlənməsi və fraqmentlərin sonrakı kvantlanması nəticəsində reallaşdırılır.

Standart telefoniyada bu prosedurları impuls-kod modulyasiyasına (İKM) əsaslanan mənbə koderi həyata keçirir. Koder mikrofondan gələn analoq siqnalın diskretlənməsini və hər bir fraqmentin 8-bitlik blokla əvəz olunmasını təmin edir. Kvantlama zamanı başlanğıc siqnalın tərkibində olan informasiyanın bir hissəsi itirilir. Bunun nəticəsində kvantlama küyü əmələ gəlir.

Ümumi halda mənbə koderi verilən siqnalın fraqmentlərini ikilik ardıcıllığa çevirmək üçün istifadə olunur (nitq siqnalları ötürülən halda mənbə koderinə nitq koderi deyilir).

Rabitə kanallarında baş verən bəzi fiziki hadisələr qəbuledicidə bir sıra xətaların yaranmasına səbəb olur. Bu xətaları ötürülən ikilik ardıcılıq və qəbul olunmuş siqnaldan bərpa olunmuş ikilik ardıcıllıq arasındakı fərq kimi təsvir etmək olar. Belə xətaların olduğunu aşkar etmək və lazımi düzəlişlər etmək üçün vericidə kanal koderindən, qəbuledicidə isə kanal dekoderindən istifadə olunur. Ötürülən informasiya bloklarına müəyyən nəzarət informasiyası əlavə olunur. Bu informasiyaya əsasən qəbuledici qəbul olunmuş məlumat blokunun düzgün olub olmadığı haqqında qərar qəbul edir.

Modulyator- yüksək tezlikli (YT) rəqslərin informasiya paremtrlərinin (tezlik, amplitud və/və ya faza) ötürülən aşağı tezlikli siqnalın dəyişmə qanununa uyğun olaraq dəyişən blokdur. Modulyasiya nətcəsində informasiya daşıyan aşağı tezlikli siqnal radiodiapazonun müvafiq hissəsinə sürüşdürülür və dəqiq formalaşmış spektral parametrlərə malik olur. Siqnalın bu xaassəsi naqilsiz rabitə texnologiyaları üçün ən əsas xüsusiyyətlərindən biridir. Modudyasiya zamanı, spektrin qonşu oblastlarında ötürülən məlumatları təhrif etməmək üçün, ayrılmış spektral resurslardan səmərəli istifadə olunmalıdır.

Elektromaqnit (EM) spektri- çox dəyərli və məhdud bir resursdur. Yeni PRS-lərin yaranması nəticəsində daha yüksək tezlik diapazonlarında işləyən sistemlər üçün yeni-yeni cihazlar yaradılır, daha mürəkkəb texnologiyalardan istifadə olunur. EM spektrin tezliklərinin bölüşdürülməsi dövlətlərarası danışıqların və razılaşmaların mövzusudur.

YT blok radiotezlik spektrində işləyir və radiosiqnalları lazımi səviyyəyə qədər gücləndirir. PRS-lərdə istifadə olunan YT bloklara qoyulan adi tələblərdən biri aşağı enerji sərfiyyatıdır.

İstənilən PRS-in ayrılmaz hissələrindən biri antennadır. Kanalın xaassələri istifadə olunan verici və qəbuledici antennanın tipindən asılıdır. Antennanın güclənmə əmsalı daha böyük əhəmiyyət kəsb edir. Antennanın xarakteristikaları sistemin işçi diapazonunu və onun effektivliyini təyin edir.

Açıq fəzada (efirdə) siqnal müxtəlif təhriflərə və küylərin təsirinə məruz qalır. Ona görə də qəbul olunmuş siqnal verilmiş siqnaldan bir qədər fərqlənir. Siqnalın fəzada təhrif olunmasını L operatoru ilə xarakterizə etsək, qəbul olunan siqnalı aşağıdakı kimi göstərmək olar:

z(t) = L [u (t)] + e(t).

Burada u (t)-ötürülən siqnal, e(t)- additiv küylərdir.

Qəbuledicidə həyata keçirilən çevrilmələr vericidəki çevrilmələrin əksinə uyğun gəlir. YT blokunda güclənmə və filtrlənmədən sonra qəbul olunmuş siqnal demodulyasiya olunur. Çevrilmənin xarakteri istifadə olunan rəqəmsal modulyasiya metodundan və kanalın parametrlərindən asılıdır. Demodulyatorun əsas məqsədi- YT blokun çıxışında formalaşan modulyasiya olunmuş siqnaldan impuls ardıcıllığını ayırmaqdır. Daha sonra alınmış impuls ardıcıllığı ikilik say sistemi ardıcıllığına çevrilir.

Kanal dekoderinin məqsədi formalaşmış kod ardıcıllığının tərkibindən istifadəçi informasiyasını ayırmaqdır. Xatırladaq ki, vericidə kanal koderi vasitəsi ilə istifadəçi informasiyasının tərkibinə xətaları aradan qaldırmaq üçün nəzarət informasiyası əlavə olunmuşdu.

Daha sonra alınmış rəqəmsal istifadəçi informasiyası mənbə dekoderi vasitəsi ilə analoq siqnala çevrilir və məlumat qəbuledicisinə ötürülür.
2.2. Hərəkət edən obyektlərlə PRS-nin enerji hesabatı
İstənilən rabitə sisteminin layihələndirilməsi zamanı rabitə kanalının paremtrlərinin təyin olunması böyük əhəmiyyət kəsb edir. Kanalın xaassələri, əlavə olunan təhriflər və küylər, həmçinin ötürülən siqnalın spektrinin yol verilə bilən eni verilənlərin ötürülməsinin keyfiyyətini təyin edir. Beləliklə, istənilən rabitə sistemini layihələndirməzdən əvvəl bu sistemdə verilənlərin ötürülməsi üçün istifadə olunan kanalın parametrləri təyin olunmalıdır. PRS-lər də bu qaydadan istisna deyil. Ona görə də PRS-lərin iş prinsipini öyrənməmişdən əvvəl, belə sistemlər üçün xarakterik olan kanalların xüsusiyyətlərinə baxılmalıdır. Kanalın xüsusiyyətləri rabitə sisteminin tipindən də asılıdır. Bu paraqrafda hal-hazırda PRS-lərdə istifadə olunan kanalların ümummi xaassələrinə baxılacaq.

Siqnalın PRS-də ötürülməsi və qəbul olunması verici tərəfindən generasiya edilən elektrik enerjisinin EM dalğalarına çevrilməsinə, bu dalğaların fəzada yayılmasına və qəbuledicidə yenidən elektrik enerjisinə çevrilməsinə əsaslanır. PRS-də rabitə kanalının xaassələri bir çox faktorlardan asılıdır, məsələn, istifadə olunan antennaların paremtrlərindən, radiodalğaların yayıldığı fiziki mühitin xaassələrindən, məlumatın verilməsində və qəbul olunmasında iştirak edən elektron dövrələrin xüsusiyətlərindən, hərəkət edən stansiyaların sürətlərindən və s.

Siqnalın ötürülmə kanalını analiz etmək üçün şək.2.1- də təsvir olunmuş sxemi daha ümumiləşmiş formada göstərmək məqəsədəuyğundur (şək.2.2).

Fərz edək ki, vericinin çıxışında siqnalın gücü təşkil edir. Verici antennanın güclanmə əmsalını nəzərə alaraq, şüalanma gücünü aşağıdakı kimi ifadə etmək olar:

. (2.1)

Şüalanama mənbəyindən məsafədə güc seli sıxlığı (GSS) aşağıdakı kimi ifadə olunur:

. (2.2)

Verici antennadan müəyyən məsafədə yerləşmiş və ona istiqamətlənmiş qəbuledici antenna şüalanan enerjinin yalnız bir qismini «yığır». Enerjinin qəbul olunmuş bu hissəsi qəbuledici antennanın təsiredici səhəsinin qiymətindən asılıdır və aşağıdakı kimi təyin olunur:

. (2.3)

(2.1) və (2.2) ifadələrini (2.3)-də nəzərə alsaq:

. (2.4)

Qəbuledici antennalar nəzəriyyəsindən məlumdur ki, antennanın təsiredici səhəsi aşağıdakı kimi hesablanır:

. (2.5)

(2.5) ifadəsini (2.4)-də nəzərə alsaq, qəbuledicinin girişində siqnalın gücü üçün aşağıdakı ifadəni alarıq:

. (2.6)

Məlumdur ki, EM dalğaları açıq fəzada yayılan zaman bir sıra itkilərə məruz qalır. Fəzada yayılma zamanı yer alan itkikiləri aşağıdakı kimi ifadə etmək olar:

. (2.7)

Dağaların fəzada yayılma itkilərini (2.7) və bir sıra əlavə itkiləri (məsələn, atmosfer itkilərini ) nəzərə alaraq, (2.6) ifadəsini aşağıdakı kimi yazaq:

. (2.8)

(2.8) ifadəsi müxtəlif riyazi hesablamaların aparılması üçün daha uyğundur. Bu ifadənin loqarifmini hesablasaq şüalanma gücünün, güclənmə və itki əmsallarının desibellərlə cəmini alarıq. Beləliklə (2.8) ifadəsini aşağıdakı kimi yazmaq olar:

. (2.9)

Qəbuledici antennanın güclənmə əmsalı və onun təsiredici sahəsi antennanın həndəsi ölçülərindən və qəbul olunan siqnalın dalğa uzunluğundan asılıdır. Məsələn, PRS-də çox geniş istifadə olunan parabolik antennanın təsiredici sahəsi

. (2.10)

kimi hesablanır. Burada - diametri olan parobolik antennanın aperturasının sahəsi, - aperturanın istifadə olunma əmsalıdır (). (2.5) ifadəsini (2.10) ifadəsində nəzərə alsaq, diametri olan parobolik antennanın güclənmə əmsalı üçün formul alarıq:

. (2.11)

Radioxəttin enerji potensialı qəbul olunmuş sinqnalın gücünün küylərin spektral sıxlığına nisbəti kimi xarakterizə olunur:

. (2.12)

Burada - Bolsman sabiti, - qəbuledicinin küy temperaturudur (Kelvinlərlə).