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.
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
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↑).
Il rapporto
Gs = (WdT)/(WRMin)
è detto
guadagno di sistema 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
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....
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
Grado di Servizio = Pr{⎲⎳AsdB
< MdB}
Esempio Un 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.