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16.1  Bilancio di collegamento

Introduciamo subito alcune definizioni e concetti, che aiutano a inquadrare meglio il problema. I parametri fondamentali del collegamento sono espressi dalla potenza disponibile del trasmettitore WdT, dalla minima potenza che occorre ricevere WRMin (spesso indicata come sensibilità del ricevitore) e dall’attenuazione disponibile Ad del mezzo di trasmissione che si intende utilizzare.
Canale AWGN
D’altra parte, il parametro che più caratterizza il segnale trasmesso ai fini del bilancio di collegamento è la banda occupata W, in quanto determina la potenza di rumore in ingresso al ricevitore, come illustrato ai § 8.3.1↑ e 13.1↑.
Determinazione della sensibilità
Si ottiene in base alla conoscenza del livello di rumore (N0)/(2) in ingresso al ricevitore (vedi cap. 7.4.2.1↑) e dell’SNR (cap. 13↑) o della Pe (vedi eq. (10.75↑) a pag. 1↑ e cap. 14↑) che si intende conseguire. Nel caso di trasmissioni analogiche, se si desidera ottenere un valore SNR = αSNR0  = α(WR)/(N0W), si ottiene[721] [721] Come definito al § 13.2.1.1↑, SNR0 dipende solo dalle caratteristiche del collegamento, mentre il coefficiente α rappresenta la dipendenza dal tipo di modulazione adottata, e differisce da uno nei casi di modulazione fm, am-pi e am-pps.
WRMin  = N0W(SNR)/(α)
mentre per trasmissioni numeriche, il vincolo ad ottenere un valore di Pbite prefissato consente di determinare il valore minimo di (Eb)/(N0) = (WR)/(N0fb), e quindi
WRMin  = N0fb(Eb)/(N0)
Benché la valutazione delle prestazioni svolta ai precedenti capitoli consideri potenze di segnale, lo stesso valore SNR esprime anche un rapporto tra potenze disponibili, dato che sia segnale che rumore hanno origine da generatori che condividono la stessa impedenza interna (vedi § ). Infatti
(WdR)/(WdN)  = (PR)/(4Rg)(4Rg)/(PN)  = (PR)/(PN)
così come l’SNR non varia se, anziché le potenze disponibili, si considerano quelle assorbite da un carico (lo stadio di ingresso del ricevitore), dato che segnale e rumore subiscono il medesimo rapporto di partizione (vedi § 15.1.1.2↑).
Guadagno di sistema
Il rapporto
Gs = (WdT)/(WRMin)
è detto guadagno di sistema[722] [722] Notiamo che Gs è definito come ingresso/uscita, contrariamente agli altri guadagni. Infatti, non è una grandezza del collegamento, bensì una potenzialità dello stesso. e rappresenta il massimo valore di attenuazione disponibile Ad che è possibile superare. La differenza in decibel GsdB  = WdT[dBW] − WRMin[dBW] rappresenta la stessa quantità, in una forma che rende più intuitivo il suo utilizzo nel determinare un limite alla massima attenuazione disponibile: deve infatti risultare
AddB  ≤ GsdB
Margine di sistema
La differenza tra GsdB ed AddB, che per quanto appena detto deve risultare  ≥ 0, prende il nome di margine di sistema, e rappresenta l’eccesso di potenza (in dB) che viene trasmessa, rispetto alla minima indispensabile:
MdB = GsdB  − AddB
Attenuazione supplementare
L’eccesso di potenza MdB deve comunque risultare maggiore della somma (in dB) di tutte le possibili ulteriori cause di attenuazione del segnale, indicate collettivamente come attenuazioni supplementari:
AsdB  ≤ MdB
In questa categoria rientrano tutte le cause di attenuazione non previste nella situazione ideale e che possono, ad esempio, avere origine dal fallimento delle condizioni per il massimo trasferimento di potenza, oppure essere causate da un fenomeno piovoso in un collegamento radio, o dipendere dalla perdita di segnale dovuta alla giunzione tra tratte in fibra ottica....
Grado di servizio
Nel capitolo 17↓ il concetto di grado di servizio è stato associato al valore di probabilità con cui può verificarsi un fenomeno di blocco in un elemento di commutazione. Un concetto del tutto analogo sussiste, qualora le attenuazioni supplementari siano grandezze aleatorie, e la loro somma possa superare il valore del margine a disposizione: in tal caso, la potenza ricevuta si riduce sotto la minima WRMin, ed il collegamento “va fuori specifiche”. Pertanto, in sede di analisi del bilancio di collegamento, indichiamo come grado di servizio la percentuale di tempo per la quale si mantiene WR  > WRMin, ovvero la probabilità che le attenuazioni supplementari non superino il margine, ossia
GradodiServizio = Pr{AsdB  < MdB}
EsempioUn grado di servizio del 99.99 % equivale a poco meno di 1 ora l’anno di fuori servizio, e corrisponde a richiedere che Pr{AsdB  > MdB} =  10 − 4.
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Trasmissione dei Segnali e Sistemi di Telecomunicazione

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