автореферат диссертации по радиотехнике и связи, 05.12.02, диссертация на тему:Методы повышения эффективности использования геостационарной орбиты при фиксированной спутниковой службе

МИНИСТЕРСТВО СТНЙИ РОССИЙСКОЙ ЛЕЛКРАЦИИ

Московский ордена Трудового Красного Знамени Технический

университет связи и информатики

|^ЕБ'ЛДУБ Самир

..ЕТ01Ы 11013Ы^ЕК-'К УЗ-ЕКТаВШСТл ЖГОЛЬЭОВЯШ ТТЮСТАПИОНАРГО;-; ОРБШЫ ПРИ -ШСИРОВАИШУ. СПУТШ1К0В0Й СЛУЕБЕ

Спетдальность 05.T2.Q2 - Системы и устройства передачи

инг'тормапии по каналам связи

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Ка правах рукописи

<1 и С

УДК 62Т.396.43(075.8)

люсква 1995

Работа выполнена в Московском ордена Трудового Красного Знамени техническом университете связи и информатики

Научный руководитель - кандидат технических наук,

профессор КАЛАШНИКОВ Н.И.

Официальные оппоненты- доктор технических наук,

про-Тессор ТКШн Б.П.

- кандидат технических наук доцент ТТОПАНДШУЛО П.Г.

Ведущее предприятие: ЫЬ^ш

и сМ^и.

Защита диссертации состоится 1995 г.

в часов на заседании диссертационного совета К 118.06.03

Московского ордена Трудового Красного Знамени технического университета связи и информатики по адресу: 111024, Москва, Авиамоторная улица, дом 8-а.

С диссертацией можно озцр.р

Автореферат разослан 1

:е( ее;-

"4°

Ученый секретарям специализирована^ ¿сове та V. К 118.06.03, К.тЖОЗ^Е:';. доцент -.

:отеке Университета.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТУ

Л к т у а л ь к о с т ь те и ы. Уникальное свойства геостационарной орбиты (К)) привели к ее широкому использованию для спутниковых сдааб различного назначения, ¿'»е ь настоящее вреш на многих участках ГО размещение новых спуткиков.ра-ботающих в общих полосах частот, встречает значительные технические трудности из-за возникновении мешающих сигналов (МС), приводящих к увеличению шумов и вероятности ошибочного приема. Поэтому проблема эффективного использования ГО, т.е. увеличения как числа спутников, размещаемых на ней, так и скорости и числа передаваемых сигналов, является важной и актуальной задачей, саязашюй с проблемой Э.;.';С. Во многих работах, гтос.чящен-кзх этой задаче, рассмотрение ведется при различных исходных условиях и допущениях, в результате чего результаты получаются неидентичными. Актуальность рассматриваемой темы подтверждается такке тем, что данная проблема непрерывно изучается и пересматривается ЫККР начиная с 1970 года.

Диссертация п о о а я щ е и а решении и анализу различных технических мероприятий, направленных на сокращение расстояний между геостационарными спутниками и, следовательно, на повышение эффективности использования ГО при условиях, обеспечивающих выполнение рекомендаций МХКР на качественные показатели при передаче сигналов в цифровой ^рме, т.е. на выполнение условий ЭшС, разработанных МКК?. Наряд:/ о этим рассматривается вопрос повышения эффективности ГО за счет пересмотра Рекомендаций МККР на ззличину той части шумов или вероятности ошибок, которые создаются только МС при сохранении неизменными качественными показателями каналов езязи. 57/

Цель рйботы. Анализ методов, способстзудаик повышенна эМ«ктивност.й ГО без измерения Рекомендаций „.К!1? к а качественные показатели систем связи и условий ЭлЮ при перз-даче сигналов в цифровой Форме.

Методы исследования. В работе использовалась методы статистической радиотехники, теории вероятности и случайных процессов, математическая статистика. Для различных исследований и сопоставлений широко использовались расчеты на ЭШ.

Научная новизна данной работы.

1. Подучены аналитические выражения, позволяющие определить пределы неоднородности для двух систем спутниковой связи (ССС), при которых соблюдаются условия совместимости, характеризуемые заданными качественными показателями систем.

2. Показано, что в целях уменьшения разноса мззду спутниками необходимо:

- в случаях 30, разнесенных по долготе - уменьшать разность между долготой ЯП и соответствующим спутником;

- в случаях 30, разнесенных по широте - увеличивать разность между долготой ЯС и4 соответствующим спутником.

3. Предложены методы расчета необходимого углового разноса спутников з зависимости от координат ЯС для случаев пересекающихся и непересекающихся излучений ЗС и спутников связи.

4. При использовании метода Уонте-Карло выполнен анализ зависимости вероятности ошибок для НССЯ с различным числом позиций 1! пои воздействии на приемник ЗС излучений, от большого числа { 2, й, 10, 20 ) однородных и неоднородных геостационарных спутникоз, равномерно расположенных на орбите.

п. Проведен «кал:» иоггоишости, которая получается при определении необходимого »азиоса .-езду соседними спутниками пои замене излучаемого цифрового сигнала гауссозским процессом. .

6. Для проведения различных расчетов и анализа выполнения ' условий Э.".!С были разработаны специальные программы для эВл.

Практическая значимость. Материалы, полученные в диссертации, могут быть использованы в проектных организациях пои планировании и разработке CGC. Наряду с этим, полученные результаты дают возможность расширить и уточнить некоторые Отчеты и Рекомендации 1ЛККР, позволяющие повысить эффективность использования И). ( Например, Рекомендацию 523 и Отчет 7ГТ ).

Основные положения, выносимые на защиту:

- результаты теоретического анализа условий З'.'С при использовании неоднородных систем ССС, работающих в общих полосах частот;

- анализ требуемого углового разноса ЖЗ на ГО в зависимости от расположения ЗС по широте и долготе при соблюдении критериев 3.-.1С;

- результаты теоретического анализа и методов расчета вероятности ошибочного приема в IICC с многопозиционной Ш при воздействии на прдаглзкх ЗС большого числа х с одинаковыми я различными урознями, излучаемыми спутниками;

- зависимость пропускной способности орбиты от энергетических параметров, числа позиций при ïu, а такие от соотношения мекду мощностями тепловых шумов и шумов, создаваемых мешающими сигналами, при котором достигается максимальная пропускная способность ороиты при цифровых методах передачи сигналов;

- оценка предельной пропускной способности орбиты и влияние метода кодирования ПС по методу Витерби на достижимую предельную емкость орбиты.

Практическая ценность. Работа позволяет сопоставить эффективность использования П) при различном расположении ЗС относительно ИСЗ, сопоставить погрешности при расчете вероятности ошибочного приема при замене спектра МС, передаваемого в цифровой форме, гауссовским случайным процессом.

Некоторые результаты, полученные в работе, целесообразно учесть при пересмотре Отчетов и Рекомендаций МККР (определение вероятности ошибочного приема при воздействии на ЗС большого числа МС по методу Ион те -Карло йогоставление анализа по этому методу с оценкой вероятности ошибки по верхней границе Чернова; сравнение эффективности ГО при использовании различных видов

Ряд выводов и методы исследовании будут полезны научно-исследовательским и проектным организациям.

Личное участие. Работа выполнена лично аспирантом.

Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы докладывались на Научно-технических конференциях профессорско-преподавательского состава (ШС) МТУСИ в 1989-1995 г.г.

Публикации. Депонирование 3 статьи.

Структура и объем работы. Работа состоит из введения, пяти глаз и приложений, в которых приводятся выводы используемых формул и распечатки расчетов на ЗВИ различит: параметров и характеристик.

КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ PAEOTU

Во введении обосновывается актуальное тс;пу , формулируется Цель работа» я задачи исследований. Приводятся основные результаты, выносимые на защиту, а также научная новизна полученных результатов.

3 первой главе на базе опубликованных работ рассматриваются и сопоставляются различные показатели, характеризующие эффективность использования дуги ГО. В качестве показателя эффективности Э в полосе В выбирается величина

где С - скорость передачи цифровой информации, а Д9 - ДУга ГО.

В первой главе отмечается, что в современна: условиях CCG имеют однородную и неоднородную энергетическую структуру как при пересекающихся, так и непересекающихся излучениях. При анализе ЭМС дня таких ООО при передаче сигналов в цифровой форме в литературе и документах МККР в целях упрощения используется представление полезного и мешающего цз*?озых сигналов а вида гауссовскюс сгучайшх процессов, в Отчете МКК? отда-чается, что такое представление цифровых сигналов дает погрешность, оценка которой отсутствует. Поэтому в первой главе ставятся вопросы: во-первых, о необходимости определения погрешности, которая получается при таком математическом описании цифровых сигналов п, во-вторых, об анализе воздействия цифровых НС, излучаемых несколькими ИСЗ.

Существенное влияние на эффективность использования ГО оказывает соотношение между мощностью помех, созда-заежш тзпло-

(I)

думами и ЫС. При увеличении допустимой величины ..1П за счет сокращения мощности помех, вызванных тепловыми шумами, пропускная способность каждой CGC будет изменяться. Учитывая это, в первой главе ставится задача о нахондении оптимального соотношения мевду мощностями ¿ÍC и тепловых шумов, при котором пропускная способность ГО будет возрастать.

Во второй главе проведен анализ условия совместимости по допустимому приращению шумовой температуры для двух CGC с энергетической неоднородностью в пределах 10 дБ,при неперекрывающихся и перекрывающихся зонах обслуживания. Показано, что изменением энергетических параметров одной из CGC можно приблизить воздействие МС неоднородных систем к однородным (осуществить гармонизацию систем), в результате чего достигается уменьшение разноса спутников более чем на 30,1 при сохранении результирующего отношения ПС к тепловому шуму на входе.приемников в обеих ССС. Другими словами в этом случае э-№ктив-ность использования ТО монет быть увеличена на 30.?.

В третьей главе, исходя из условий З.МС, исследуется зависимость требуемого расстояния между двумя соседними спутниками i и j , определяемого топоцентрическим углом Q , относительно Я0, подвергающейся воздействию iiC, при учете различных энергетических параметров и изменении географических координат двух приемных 30. К энергетическим параметрам относятся: отношение мощностей спутников, излучающих полезный сигнал (ПО) и МС (соответственно Р и I), воздействующих на одну из приемных 3G, а также пространственная избирательность передающих антенн спутников Д^ ( j5>j) и Л^ ( p>î ) и приегяюГ; антенны 30 Д(5(0). Величины fi¡ , и Q определяются углами между осью ÍHA и направлением в рассматриваемые точки. Геогра*ичес-

кие координаты характеризуется расстоянием между ЗС по долготе (Г) и по широте {£)), причем, а раооте проводится анализ влияния каждого из этих расстояний на угол £ , а также наиболее целесообразные соотношения между координатами ЗС и долготой спуу-

«Гдтгпд (Ус) .

В результате различных преобразований, приведенных в диссертации и Приложении 3, получены следующие соотношения:

Г ' ' Л /

в, =

¡00 h

( 2 )

R.

Ыр/i

1 + <*J

( 3 )

( 4 )

Величины /3ol и убoj соответствуют углам, определяющим половику ширины ДНА спутников; J - мощность X на входе приемника ЗС от 2-го спутника (J -2), а ф,- - отношение ГШ на поверхности Зем-

J

ли, излучаемых антеннами спутников I и J ;

- коэффициент, учитывающий соотношение между мощностями на линиях вверх и вниз. На рис. 1а, 16, 2 и 3 ка основании (2)t-(4) показаны зависимости угла й2 от различных характеристик для типовых параметров ССС, принятых на ЗАКР-88 для диапазонов частот 6/4 и 12 ГГц.

'Лз рис. 1а следует, что при неоднородных ССС, имеющих различие a 31-C'Li спутников от 5 до 12 дЕ при величине ТО ^ (.? /I ) = =30 дБ и полностью перекрывающихся зонах обслуживания (fbzy/jboj-о) необходимый разнос спутников 02 составляв? от 7,6° до 12° и от 6° до 12° при соприкасающихся зонах ( /Зг/убоу - î) "

Из рис. 16 видно, что при тех же неоднородаостях спутников

¿л

- го -

8г грсиЗ.

I

N 1

г—

ч \ с/

к -3 >

л 3

------

$4

Рис. 1а.

Рис. 16.

Зависимость углового разноса спутников ( 0 ) от разноса зоны обслуживания

Ч б 6 'О Рис. 2.

Зависимость 0°от разности широты ЗС

14 О

ч в \г и, 20 21,, ' Р"3-

Рис. 3. 0 Зависимость 0 от разности долготы ЗС

л ,г1<з отношении {¿/I ) для случая, когда спутники -1Ь и Си находятся на одной орбитальной позицли 0), ранноо аон обслуживания долкен удовлетворять условию рг )> 38. для диапазона 12 ГГи, где 10 ¿^ (о) = 45 дБ, = 0,ч°,

это соответствует разносу соседних ЗС на расстояние около 7000 лм ирй раооте с одной поляризацией. Отсюда следует, что размещение спутников даже с весьма узконаправленными антеннами на одной, орбитальной позиции приводит к весьма большим разносам ЗС.

Из рис. 2 видно, что при уменьшении .угла 02 между спутниками при разносе ЗС по долготе (которые .'отмечены индексами 2 и 4), целесообразно уменьшение разности между долготой. 30 л спутником ПС. При разнесении 30 по широте (см.рис.3) необходимо .увеличивать разность но долготе между 30 и спутником. При этом для зон обслуживания близких к экватору (до 20° по широте) дм сокращения расстояния между спутникам следует разносить 30 по широте, тогда как в случае зон обслуживания с широтой большей 40° целесообразно осуществлять разнос 30 по долготе.

В ч е т в с р т о а г л а а е рассматривается модель ¡зоздействия на приемную ЗС полезного сигнала и К мешающих " цифровых сигналов с Ш, излучаемых ИСЗ, равномерно разнесенных друг от друга на топоцентрические углы 0 по обе стороны от спутника, создающего ПС.

Рассмотрение проведено как для однородных, так и для неоднородных систем, различающихся по на 10 дЬ.

пз-за высокой избирательности антенн ЗС даке в случае однородных систем в результате пространственного разнесения спутников на вход приемника будут воздействовать »Ю с разными

о»

уровнями. Суммарное отношение мощностей МО от однородных ООО к ПС на входе приемника ЗС1 равно:

j=J J=1

(6)

для неоднородных ССС /

к/? К/2

¿J jr, W5

Суммарное эффективное напряжение ПС, МС и теплового шума

M("t) на входе приемника с ®Л равно: cfs k/г

j=i ^

, tfj - изменение фазовых углов ПС и МС в результате модуляции; ^ - изменение фазового угла МС относительно ПС; отметим, что <Ро непрерывная случайная величина с равномерным распределением на интервалеJ^0; 2Тг]. Отношение суммарного напряжения Ж, состоящего из сигналов ИСЗ со случайными базами Q: к напряжению ПС определяется Формулой: J к/к * .

l = 2Y.RjCosQj (8)

J=l

где

fy = fa

О)

Все случайные .фазы являются статистически независимыми и равномерно распределены на интервале ^0;

В диссертации показано, что плотность распределения М ( к (функция распределения вероятности определяются -"юр-

ту лами

Ъ?1

- -

К

ссвЦ (10)

J=1 -1

(IX)

где Уо - функция Бе осе ля нулевого порядка; - чйсло по-

зшшй р - к^цошвнле ыовдостеЬ ПО и теплиоого шума. Расчет плотности вероятности случайной величины выполнен для двух случаев, когда МО имеют как различны5, так ч одинаковые уровни на входе приемника ЗС.

Результаты расчетов, согласно (10), приведены на рис. 4 и рис. 5, где явно видно отличие распределения случая, когда КС имеют различные (рис.4) и одинаковые уровни (рис.5). Для проверки сходимости, когда "число КС неограниченно возрастает, был вычислен лоэ-р-'-ициент эксцесса случайной, величины 1

Здесь п ¿\> и п второй и четвертый моменты.

(12)

После преобразований имеем: 2

При К»1 и различных уровнях МО на входе приемника ЗС

получим:

?■ Р ГгЛ 3 О (.5) ~„РЯ7

где ¿5 - дзетта функции Римана.

Таким образом, распределение случайной величины при различных уровнях :«С никогда не перейдет в гауссовское, что отражено на рис. 4.

- Т-] -

числе МС с разными уровнями на входе приемника

Рис. 5.

Плотность вероятности случайной величины 4 при различном числе МС с одинаковыми уровнями на входе приемника

при одинаковых уровнях niC на входе приемника Rj =R0rrCOns[;

f'CD=-f-^-t^«) гк

-г 3

U-о;

При К—>.оа что является подтверждением цент-'

рлльнои предельной, теоремы вероятности.

В соответствии с общим определением среднего значения

К>ш, получим:

Роил гг

i(i)w(t)di да)

j-a

Здесь интервал существования П равен:

К/2

j-1

При воздействии "К" мешающих сигналов выражение (xG) является интегралом с кратностью (K+I), содержащим в подынтегральном выражении косинус и функцию Бесселя, т.е. обладающих осциллирующими свойствами. Для вычислений многомерного интеграла целесообразно использовать метод Монте-Карло.

3 диссертации показано, что Рош при воздействии !«';С, передаваемых в цифровой форме с одинаковыми ППМ, определяется

/—.—

Здесь П -мерный случайный вектор, характеризующий со-

вокупность случайных -таз Qj ; NJy - требуемый объем выборки но методу Лонте-Карло, который определяется исходя из допустимой величины разброса относительно среднего значения, равного:

j=1 J

Ii диссертации показано, что при погрешности, равной 3/«, объем выборки составляет:

Ч^уфа-срмо* (20)

мин. случая воздействия шС с одинаковыми ШЫ, которые можно аппроксимировать гаус.соззкиш процессами, получено

fSinM_

f +2P2AG(f) OiVoQf A^njCßjOdaf'5]^ j-i

3 качестве примера на рис. 7 и рис. 8 приведены результаты расчета Рош при М=4 для различного числа MC и углоз разнесения между ИСЗ, где сплошные кривые соответствуют расчету согласно (18), а пунктирные - (21). В диссертации выполнены также расчеты для М=8 к ¡«¡=16.

из рис. 6 и рис. 7 следует: -6

1. При Рош 10 представление цифровых MC в виде гаусиов-скоги процесса с мощностью равной цифровым сигналам, приводит ь неоправданному увеличению углового разноса между ИСЗ

и понижению эффективности использования ГО на 20> (см.рис. 7). При уменьшении Рош эффективность использования ГО уменьшается.

2. При определении Рош представление MC, передаваемых в цкТропой форме, гауссовскими процессами допустима лишь при Рош-<10_3 (см. рис. 7).

3. В диссертации приведен расчет для случая неоднородных ■/¡03 с ЗШМ, различивающимася на 10 дБ у четных и нечетных спутников, излучаемых л!С. В этом случае Рош увеличивается не менее, чем на порядок по сравнению с однородной системой (см. рис. 8).

Проведенные расчета показали, что величина Рош, oti;.e-

! чифра&ой МС M - Ч Гаусоо&.шуна £-¡о

CÂQ ) ■=50 f

S 12 20 ZI 2b 10 Щ)

Рис. 8.

Зависимость Рош для однородных CGC при различном числе мешающих СОС при различных разносах 10 ИСЗ мешающих ИСЗ

ВоГро^-

8 IZ 16 ¿0 ¿4 28 lûfS(% Рис. 7.

Зависимость Рот для однородных

Р OUI

12 16 20 2ч 28 IÛWP/N) Щ 12 Щ 16 18 20 22.

Рис, 6. Рис. 9.'

Зависимость Рош для CGC при Определение погрешности расче-

однородных и неоднородных 000 та Рош при использовании метода

Монте-Карло я оценки по верхней

границе Чернова

деляемая излучениями одного мешающего спутника (К=1), примерно .на три порядка меньше суммарного значения Рош от 20 спутников (см. рис. 6).

5. Приведенные в данной главе сравнения расчета Pom по методу Монте-Карло и оценке Чернова свидетельствуют о том,

что погрешность в определении углового разноса меаду ЖЗ

„ .о

во втором случае составляет около 0,t>, что приводит к уменьшению эффективности использования ГО на 33% (см. рис. 9).

В пятой главе рассматривается соотношение между пропускной способностью ГО и допустимым уровнем НС на входе приемника ЗС.

Пропускная способность дуги Д Q ГО получена в виде:

где к/2

А= 2AGCr)Х^ф.ДânjCß)С-1 ^j)J ^

(22)

(23)

Здесь (Р/Ы0) - отношение мощности ПС к спектральной плотности шума на входе приемника; = i, Xi-1,35 (P/iJ )nûp - отношение ПС к тепловому шуму на входе приемника при отсутствии шО при Рош=10~ь, которое определяется с помощью кривых, приведенных на рис. 6 и рис. 7; 6 - определяется внутрисистемными шумами, возникающими при многолучевой антенне; Ра - коэффициент, характеризующий скорость спада боковых лепестков ДпА ЗС ; Согласно литературным данным для ССС £40,2; fa = 2,5.

Оптимальный разнос между йОЗ ( Q0pt ), при котором С(Д0 ), будет максимальным, определяемся ну условия

dc(A8)/d8 = 0

1-е) A

(24)

В результате расчетов в диссертации показана зависимость Q^p-t от вероятности ошибок, числа позиций iwi и параметров антенн (D/A). -В частности, для однородных ЦССС с при Рощ=10-Ь наибольшая пропускная способность ГО получается при различных Q0pt (например, при 7) /Д = 100; Q^ = 2°, а при D /А = 150 Q0f>t = 1,5°).

Выражение C(AQ ), в зависимости от допустимого уровня помех, определяемых мС и выраженных как часть шумов на входе приемника 30, можно записать следующим образом:

С.АП1, , 1ЩЩГ

/пор

^=(р/4./(р/{ I,) <рМ«/М1" (26)

Величина характеризует долю [¿С от общих шумов на входе приемника 30 .

из условия « о можно получить

Для антенн 30 с характеристикой, описанной в Рекомендации :ЖКР рА = 2,5, при этом

%ор{=0,28 (28)

Таким образом, мощность ¡¿С должна составлять примерно треть от суммарных шумов на входе приемника, тогда как в существующих рекомендациях мККР на МС отводится 20/2. Анализ показывает, что перераспределение суммарной мощности

шумов на вхидв приемника с 20/i на 28'i увеличивает емкость орбиты на 3/2, однако позволяет уменьшить разнос между ЙСЗ на 18'Д при антеннах на Ж, имеющих ^д = 2,5.

В этой глазе проведено исследование эффективности использования ГО от числа позиций <Ш; показано, что максимуму пропускной способности орбиты соответствует 4 <5/!; в этом случае емкость орбиты по сравнению с 2<Э<1 увеличивается на 34$. Применение 8Ш и 16ЗМ снижает эффективность использования К) по сравнению с 4 ФА из-за уменьшения помехоустойчивости и связанного с этим увеличением разноса между ИСЗ соответственно на 7% и 28;ï.

При отношении мощностей ПС и теплового шума равном 15 дБ при использовании 8ïùï с кодированием по методу Витерби со скоростью = 2/3 (что равнозначно той же скорости передачи информации, что и при некодированной ЬШ) можно увеличить пропускную способность орбиты на 30>. При передаче сигнала с 4-SvI введение кодирования увеличивает пропускную спо-•собность ГО па 48$.

Предельная пропускная способность орбиты была определена з предположении, что энергетические ресурсы каждой ССС достаточно велики, а ее собственные шумы были пренебрежимо малы по сравнению с ; от соседних систем, т.е. при

(P/W<,)->oo. 8 этом случае при 43а пропускная способность по составит -850 • То'"^дуплексных Т? каналов без пр шевенин хсоди-рования ( .36 КЕит/сек в каждом канале) или j3-I0R' с применением кодирования по методу Витерби.

- ZI -

ОСНОВНЫЕ РЕЗ^ЛЬГАТа РАБОТА

1. Приведены различные критерии, определяйте эффективность ГО а обоснован выбор одного из них для дальнейшего анализа.

2. Показано, что при неоднородных системах, раз ли чающихся по ЗИИМ на 10 дБ, эффективность использования ГО уменьшается на 30% по сравнению с однородными системами. Определен рациональный подбор параметров, одной из неоднородных систем (гармонизация), что способствует улучшению Элй и, в частности позволяет сократить расстояние меяду ИСЗ (см. гл. 2).

3. Показано, что для увеличения эффективности ГО в случае систем с неоднородностью 5-10 дБ при зонах обслуживания, лежащих ниже 20° по широте, целесообразно осуществлять разнос 30 по широте. В случаях, когда широта зон обслуживания находится выше -iOc, разнос 30 целесообразно осуществлять по долготе (см. гл. 3), если долгота ЗС совпадает с долготой спутника этой же оистеш э-*гфектквность ГО повышается при разнесении 30 г;о долготе. В случае когда 30 разнесены по широте необходимо увеличивать разнос по долготе спутника и 30 той же систеш (см. гл. 3).

4. Для исследования вероятности ошибочного приема при нескольких цифровых ..¡С с при числе позиций 4, 8 и IG, рассмотрено воздействие на 30 излучений от 20 спутников, находящихся на Г0 (по 10 спутников с каждой, стороны от спутника, создающего ПО). Зто рассмотрение велось при использовании метода кште-дарло как для однородных систем, так и для неоднородных, раз л а чающих ся на Ю дБ. При этом 5.71

-224

объем выборки, равной 10, был установлен на основании величины' погрешности, не превышающей 3%. В результате этого рассмотрения установлено (см. гл.4):

4.1. Поскольку при узкой дал ЗС сигналы, приходящие на приемник 30 от различных спутников, имеют неодинаковые уровни, совокупность воздействия нескольких мС не сходится к гауссовскому распределению (см. рис. 4). Аналогичные расчеты для МС с одинаковыми уровнями на входе приемника показали, что совокупность воздействия даже шести ЫС дает распределение, которое сходится к гауссовскому•закону (см.рис.5);

4.2. Учет МС только от одного спутника по сразнению с МС от 20 спутников, приводит к погрешности в определении вероятности ошибки примерно на три порядка. Было установлено, что при расчетах достаточно ограничиваться 10 спутниками (по 5 с каждой стороны от КОЗ, создающего ПС);

4.3. Для однородной системы оценка вероятности ошибок от цифровых МС с 4® оценивалась также и по верхней границе "Чернова. Показано, что а этом случае погрешность в расчете эффективности использования ГО по сравнению с расчетами по методу Монте-Карло составляет 33/1.

4.4. При разносе спутников однородных систем менее двух градусов в случае представления спектроз нескольких цифровых МС с 4,8 и 16Фд в виде гауссовских процессов, погрешность при определении эффективности использования ГО по сравнению с расчетами по методу -.■динте-Карло составляет 20-30/5. При разносе спутников на 2 градуса и больше эта погрешность уменьшается.

4.5. При неоднородной системе (Элйм четных спутников от-

дичаег'оя <_>••• нечетных на 10 дЬ) вероятность ошибочного приема

че*

по cr<aaH.-ij,i,c с однородной, шготеаюй увеличиваемся не менесунн порядор (wm. prie. 8). Однако при перекрещивании излучений. 30 и спутников, принадлежащих разным ССС, можно устранить влияние не одпородности на угловой разнос спутников я уменьшить Рои белее чем на порядок относительно однородного случая.

4.6. При расчетах вероятности ошибочного приема разной 10~3 и более допустимо представление спектров цифровых сигналов в виде гауссовского процесса.

5. Показано, что при типовых дНА 30 оптимальное значение мощности гауссовского МО, соответствующее максимальной пропускной способности ГО, должно составлять около 28^ от обща;; ¡„ciiu-oo.'tf шумов на входе гожекнвка (вместо 20%, согласно ?вкО,г.в»-днм>Гй. 523 iiKKP). Отмечается, что увеличение зеличшш ¡л-3 от -¿о о до 28/Î приводит к ззеаичению пропускной способности ГО лишь на 3%, однако позволяет уменьшать разнос расстояния между спутниками на 18$.

6. 3 результате анализа определено, что оптимальное чле-ло позиций при ®J равно четырем.

Подписано з печать Т7.ТХ.95. формат 60x84/16. Печать офсетная. Объем 1,1 усл. п.л. Тираж 100 экз. Заказ 371. Бесплатно

ООП Ш "Пн'ормсвязьиздат". /Лосква, ул. Авиамоторная, д. 8.