Связь с "Вояджерами", То ли лыжи не едут, то ли я шибанутый ... Опции

[Kluwert]

Господа-коллеги, разъясните мне такую тему.

Взял я данные по антеннам "Вояджеров", приёмным антеннам на Земле, расстояния до них с официального сайта (около 18,5млрд.км) и данные по мощности бортового передатчика (около 23Вт или около +13дБВт), посчитал и пришёл в ужас. Получается, что на приёмник на земле прибывает за вычетом потерь на распространение (ужасающие ~440дБ) с учётом КУ антеен (48 и 73дБ, соотвественно) прибывают жалкие -300дБВт. Но даже если приёмник на Земле охлаждён до невминяемости, то в заданной полосе он выдаст дай бог -123дБВт шума. Т.е. ОСШ составляет порядка -177дБ! Что бы получить, например, при BPSK-модуляции Pb хотя бы в районе 10^(-2) нужно иметь +3- +5дБ. Для этого скорость передачи должна быть порядка 1бит/год! А они умудряются поддерживать связь на скоростях порядка 1200бод.

Comment c'est possible?! Чего я насчитал неправильно?

[litv]

А турбо код++ ?

Deep-space telecommunications

Development of error-correction codes was tightly coupled with the history of deep-space missions due to the extreme dilution of signal power over interplanetary distances, and the limited power availability aboard space probes. Whereas early missions sent their data uncoded, starting from 1968 digital error correction was implemented in the form of (sub-optimally decoded) convolutional codes and Reed–Muller codes.[8] The Reed–Muller code was well suited to the noise the spacecraft was subject to (approximately matching a bell curve), and was implemented at the Mariner spacecraft for missions between 1969 and 1977.

The Voyager 1 and Voyager 2 missions, which started in 1977, were designed to deliver color imaging amongst scientific information of Jupiter and Saturn.[9] This resulted in increased coding requirements, and thus the spacecraft were supported by (optimally Viterbi-decoded) convolutional codes that could be concatenated with an outer Golay (24,12,8) code. The Voyager 2 probe additionally supported an implementation of a Reed–Solomon code: the concatenated Reed–Solomon–Viterbi (RSV) code allowed for very powerful error correction, and enabled the spacecraft's extended journey to Uranus and Neptune.

The CCSDS currently recommends usage of error correction codes with performance similar to the Voyager 2 RSV code as a minimum. Concatenated codes are increasingly falling out of favor with space missions, and are replaced by more powerful codes such as Turbo codes or LDPC codes.

The different kinds of deep space and orbital missions that are conducted suggest that trying to find a "one size fits all" error correction system will be an ongoing problem for some time to come. For missions close to earth the nature of the channel noise is different from that of a spacecraft on an interplanetary mission experiences. Additionally, as a spacecraft increases its distance from earth, the problem of correcting for noise gets larger.

[Kluwert]

А турбо код++ ?

Ну то есть вы хотите сказать, что турбо-код вам спсобен скомпенсировать потерю более, чем сотни децибелл? Какой, простите, длины он тогда должен быть? При том, что, как я понял, 1200-1600 бит/сек - это "чистая" скорость, т.е. уже после скидывания FEC'а.

Сообщение отредактировал Kluwert - Jul 3 2013, 11:01

[des00]

расчет не верный там уровень приема будет где то -127дбм, что вполне нормально

[Kluwert]

расчет не верный там уровень приема будет где то -127дбм, что вполне нормально

Ну так большая просьба, укажите, где я ошибся.

[des00]

Ну так большая просьба, укажите, где я ошибся.

43дБм + 48 + 73 - (20*log(18.5*10^12) + затухание на одном метре (~26)) ~= -127дбм

[Raven]

Для начала - кто сказал, что они используют BPSK? Здесь нужно что-то из арсенала радиолокации применять (с хорошим интегрированием), М-последовательности или ЛЧМ.

[Kluwert]

Для начала - кто сказал, что они используют BPSK? Здесь нужно что-то из арсенала радиолокации применять (с хорошим интегрированием), М-последовательности или ЛЧМ.

Какая, фиг, разница? Ну используйте OFDM с BPSK на каждой поднесущей. Мощность-то передатчика фиксированная и при расширении полосы у вас будет просто пропорционально падать удельная спектральная мощность передатчика.

А des00, походу, прав: я чего-то зверски ошибся при расчёте затухания в свободном пространстве.

[Raven]

Какая, фиг, разница? Ну используйте OFDM с BPSK на каждой поднесущей. Мощность-то передатчика фиксированная и при расширении полосы у вас будет просто пропорционально падать удельная спектральная мощность передатчика.

Какая разница, говорите? Как вы думаете, какое значение ОСШ на входе блока обработки сигнала характерно для типичной радиолокационной задачи? Ну, скажем, локация самолета в 100 км, и пусть у вас даже передатчик в 1 кВт. Исходный ОСШ гораздо меньше 1. А вот после обработки, на входе решающей схемы - должен значимо больше 1.

Для приведенных data rates (~1200 бод) - длительность символа вполне достаточна для серьезного интегрирования/согласованной фильтрации. Про шумоподобные сигналы доводилось слышать?

[STAR_IK]

А разве шумоподобные сигналы дают выигрыш по помехоустойчивости? Какая разница для какого сигнала делать согласованный фильтр, для шумоподобного или узкополосного. Тут главное отношение энергии бита на спектральную плотность мощности. А шумоподобные сигналы в радиолокации применяются из соображений разрешающей способности.

[Methane]

А шумоподобные сигналы в радиолокации применяются из соображений разрешающей способности.

Не применяются. Потому что мощность передатчика расходуется не рационально.

[litv]

http://www.sbtcom.ru/pdf2/news/press/files...se-immunity.pdf

[Kluwert]

Какая разница, говорите? Как вы думаете, какое значение ОСШ на входе блока обработки сигнала характерно для типичной радиолокационной задачи? Ну, скажем, локация самолета в 100 км, и пусть у вас даже передатчик в 1 кВт. Исходный ОСШ гораздо меньше 1. А вот после обработки, на входе решающей схемы - должен значимо больше 1.

Для приведенных data rates (~1200 бод) - длительность символа вполне достаточна для серьезного интегрирования/согласованной фильтрации. Про шумоподобные сигналы доводилось слышать?

Уважаемый Raven, мы походу, говорим о разном. То, что вы предлагаете - реально используется. Яркий пример - СТ и ВТ-коды системы "Глонасс". Там действительно используется внутриимпульсная модуляция на базе M-последовательности. Но НЕ ДЛЯ того, что бы поднять ОСШ (это не возможно!), а для того, что бы дать возможность приёмнику на Земле точно СИНХРОНИЗИРОВАТЬСЯ! Это связано с тем, что, как вы, я думаю знаете, КФ M-последовательности намного уже КФ прямоугольного радиоимпульса (коим и является BPSK-символ).

Но я, заметьте, в постановке задачи ничего не говорил о синхронизации. Я считал в предположении об идеальной синхронизации (иначе бы я должен был указать в явном виде потери на рассинхронизацию). А с энергетической точки зрения, при фиксированной мощности передатчика, глубоко фиолетово используете вы простой или сложный сигнал - объём квадрата функциии неопределённости будет одинакова.

Сообщение отредактировал Kluwert - Jul 5 2013, 07:26

[Methane]

А с энергетической точки зрения, при фиксированной мощности передатчика, глубоко фиолетово используете вы простой или сложный сигнал - объём квадрата функциии неопределённости будет одинакова.

Простой пример. Передатчик на киловатт. Передаем АМ или ЧМ сигнал. В случае с ЧМ он будет работать на киловатт постоянно, а в случае с АМ, иногда.

[san822]

Не применяются. Потому что мощность передатчика расходуется не рационально.

Да, наверное, именно поэтому мощность у телефонов CDMA в 4...8 раз ниже, чем у GSM.

[Kluwert]

Простой пример. Передатчик на киловатт. Передаем АМ или ЧМ сигнал. В случае с ЧМ он будет работать на киловатт постоянно, а в случае с АМ, иногда.

Я начинаю реально раздражаться! Где я писал про АМ? Где?! Всё правильно, откройте элементарные учебники по теории электрической связи, Ну того же Скляра. АМ-самая неэффективная связь именно потому, что вы написали. А самая эффективная из узкополосных (хотя последняя оговорка при заданной мощности передатчика и прочих условиях - несущественна) - ФМ. Поэтому я и говорю про BPSK!

Да, наверное, именно поэтому мощность у телефонов CDMA в 4...8 раз ниже, чем у GSM.

Он имел в виду т.н. "пик-фактор" передатчика. ШП виды связи (OFDM, DSS и т.д. и т.п.) действительно не подарок для разработчиков передающей аппаратуры.

[alex_os]

Он имел в виду т.н. "пик-фактор" передатчика. ШП виды связи (OFDM, DSS и т.д. и т.п.) действительно не подарок для разработчиков передающей аппаратуры.

А с чего бы это у DSS большой пик фактор?!

[Harbinger]

Да, наверное, именно поэтому мощность у телефонов CDMA в 4...8 раз ниже, чем у GSM.

А смотря как считать. Пиковая у GSM выше, но она ж не постоянно излучается - в режиме разговора делить на 8. У CDMA гораздо шире диапазон регулировки мощности - 75 дБ минимум против 30...35 у GSM.

[khach]

http://descanso.jpl.nasa.gov/DPSummary/Des...Voyager_new.pdf читаем ответы на все вопросы