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PublicouRafaela Bonito Alterado mais de 10 anos atrás
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Slides(aulas) Ref: Digital Communications Bernard Sklar 1a edição
LINK BUDGET Slides(aulas) Ref: Digital Communications Bernard Sklar 1a edição
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LINK BUDGET ANÁLISE DO LINK Link budget:
Cálculo e tabulação da potência útil de sinal e da potência de ruído interferente disponíveis no receptor Link budget: planilha ou folha com o balanço das perdas e ganhos; é o resultado da análise do link
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LINK BUDGET O objetivo da análise do link é determinar o ponto de operação real do sistema e verificar se a probabilidade de erro deste ponto atende à probabilidade de erro mínimo
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LINK BUDGET Pode determinar Margem do link
Restrições de hardware e como compensá-las Tabela de pontuação (score sheet) para avaliar trocas (trades-offs) ou mudanças de configuração, ou entender nuances de subsistemas ou interdependências Avaliar rapidamente a precisão da análise do link Ajudar a prever peso, tamanho de equipamentos, potência, risco técnico e custo
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LINK BUDGET Canal Meio de propagação ou caminho eletromagnético conectando o transmissor e o receptor Canal com fio: fios, cabos coaxiais, cabos de fibras ópticas, Canal sem fio: guias de onda, atmosfera, espaço livre (ex: link de RF) Espaço livre: canal livre de empecilhos para a propagação de RF (absorção, reflexão, refração ou difraçao); a energia que chega ao receptor é uma função da distância (lei do inverso do quadrado)
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LINK BUDGET Degradação na performance do link Causas
Perda na relação sinal-ruído Interferência Intersimbólica (não é levada em conta – não depende da potência transmitida)
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LINK BUDGET Relação sinal-ruído
Potência média recebida e potência média do ruído Performance depende da relação Eb/N0 recebida Eb/N0 = S/N(W/R) Fontes de degradação do sinal Perdas Absorção, desvio, espalhamento, reflexão de parte sinal Ruído
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LINK BUDGET Fontes de Ruído Ruído térmico Ruído galáctico
Ruído atmosférico Transientes devido a chaveamento (switching) Ruído de intermodulação Sinais interferentes de outras fontes Ver figura Sklar com relação detalhada de perdas e ruído num sistema de comunicação (figura 4.1 1a ed. / edição)
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Fontes de degradação
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Link Budget
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LINK BUDGET Análise da Potência do Sinal Recebido e da Potência do Ruído – Equação do alcance (Range Equation) Relaciona a potência recebida com a distância Link de RF: portadora modulada transmitida através de antena (converte portadora campo eletromagnético)
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LINK BUDGET Radiador isotrópico Densidade de potência
fonte de RF omnidirecional (transmite uniformemente sobre 4π estereoradianos) Densidade de potência
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LINK BUDGET Figura: densidade de potência a uma distância (fig. 4.3)
Potência Pr extraída com antena de recepção Sendo Aer a área de efetiva de recepção Ap= área física da antena e eficiència da antena
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LINK BUDGET Ganho da antena Figura 4.4
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LINK BUDGET Potência efetivamente irradiada em relação ao radiador isotrópico (EIRP) Exemplo 4.1 e figura 4.5
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LINK BUDGET Densidade de Potência Potência recebida
Se a antena não é isotrópica Sabe-se que: Potência recebida se a antena é isotrópica Ls= Perda do caminho (path-loss ou perda de propagação no espaço livre Se a antena não é isotrópica
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LINK BUDGET Ganho da antena de transmissão fixo Antenas já construídas
Ganhos de transmissão e de recepção fixos Ganhos da antena de transmissão e recepção fixos
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LINK BUDGET Fig 4.6 Potência recebida como função da freqüência
Cobertura diminui quando f aumenta Solução: reduzir tamanho da antena para manter cobertura terrestre
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Link Budget
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LINK BUDGET Exemplo 4.2 – medida da perda de propagação – figura 4.7
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LINK BUDGET Potência de ruído térmico
Ruído térmico é causado pelo movimento térmico dos elétrons em todos os condutores Presente no acoplamento entre antena e receptor e primeiros estágios do receptor Constante em todas as freqüências até 1012 Hz – ruído branco Modelado como processo AWGN
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LINK BUDGET Modelo físico do ruído térmico ou Johnson é um gerador de ruído com tensão média quadrática de Sendo K = constante de Boltzmann = 1,38 x J/K ou W/K-Hz T = temperatura (kelvin) R = resistência (ohms)
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LINK BUDGET A potência máxima de ruído que pode ser acoplada de um gerador de ruído para o terminal de entrada de um amplificador é A máxima densidade espectral unilateral de potência de ruído disponível na entrada do amplificador (largura de banda de 1 Hz)
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LINK BUDGET Análise do Link Budget
Relação sinal ruído SNR de interesse: Portadora modulada, relação potência média da portadora-ruído (C/N) ou Pr/N Receptores digitais:
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LINK BUDGET GR /T – sensitividade do receptor
Lo – todas as outras perdas e fatores de degradação Supondo que a potência recebida é está no sinal modulante (informação) então
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LINK BUDGET Margem Margem em dB
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LINK BUDGET Cálculo da margem do link em decibéis
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Margem em dB
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Figura de Ruído, Temperatura de Ruído e Temperatura do Sistema
Figura de Ruído (Noise Figure)
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Figura de Ruído
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Figura de Ruído
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Figura de Ruído Usar conceito de F para comparar dispositivos escolhendo Ni como referência Temperatura de referência :T0= 290K Densidade espectral de potência correspondente: N0= к T0 = 1.38 x x 290 = 4.00 x W/Hz Em decibéis: N0= -204 dBW/Hz
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Figura de Ruído TR= Temperatura efetiva de ruído
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Temperatura do Sistema
ANTENA TA Receptor Pré-amplificador TR TS= Temperatura do Sistema TA= Temperatura da Antena Tcomp = Temperatura composta ( linha e amplificador)
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