191949. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés információ szabadtéri terjedéssel történő átvitelére, irányított sugárnyalábú, 10 mm-nél rövidebb hullámhosszúságú elektromágneses hullámokkal
3 191949 4 A találmány tárgya eljárás információ szabad téri terjedéssel történő átvitelére, irányított sugárnyalábé, 10 mm-nél rövidebb hullámhosszúságú elektromágneses hullámokkal, valamint berendezés az eljárás megvalósítására, ahol az alkalmazott elektromágneses hullám az átviendő információt moduláció formájában tartalmazza. Ismeretes, hogy az információátvitel hagyományos hírközlő sávjaiban az összeköttetés megbízhatóságát csökkenti a több utas jelterjedés következtében keletkező interferencia fading (elhalkulás). Az ellene való védekezés a kialakulás jellegétől függően eltérő lehet. A rövidhullámú rádiósávokban legalább két adófrekvencia alkalmazásával az interferencia hatása kiküszöbölhető (frekvencia diversity). E megoldásnál két megfelelően választott, eltérő frekvencián sugárzó, de azonos jellel modulált adó és legalább két független az adókra hangolt vevő szükséges. A démodulait információ mindkét vevőből egy diversity kapcsolóba kerül, amely a mindenkori jobb minőségű vétel jelét kiválasztja és a felhasználási helyre továbbítja. Az ilyen összeállítás gyakorlatilag két független öszszeköttetést jelent olyan hullámhossz választással, hogy egyszerre mindkét összeköttetés elhalkulásának valószínűsége rendkívül kicsi. A dm-es és cm-es sávokban egy adóval és legalább két vevővel felépített térdiversity alkalmazása a szokásos. Ilyen összeállításoknál egy adó jelét két (vagy több) kb. 100 X, ahol X az alkalmazott elektromágneses hullám hullámhosszúsága távolságra telepített antenna felfogja és a vett jel független vevőkbe kerül. A kedvezőbb vételt eredményező jel kiválasztását itt is diversity kapcsoló végzi. A mm-es mikrohullámú és az optikai sávokban ismert jelenség, hogy a tőbbutas jelterjedésből adódó interferencia fadingnál jobban zavar az atmoszféra turbulenciája miatt keletkező gyors intenzitás változás. A turbulens atmoszféra különböző sűrűségű, ezáltal különböző törésmutatójú részeinek keveredése eredményeként keletkező turbulencia jelenség az információt hordozó sugárnyalábot összegyűjtő, szétszóró, eltérítő hatást fejt ki, ezáltal a mm-es és optikai sávokban (x = 100 jum-től 200 nm-ig) gyors intenzitás változást okoz. Mivel az atmoszférában a zavart okozó turbulencia jelenségek mérete mra-dm nagyságrendű, ezért a szcintillációnak, villódzásnak elnevezett jelenség különösen akkor zavaró, ha az alkalmazott hullámhossz és a sugárnyalábátmérő is a turbulens jelenségek méreténél kisebb. Mivel az ilyen rövid hullámhosszú sáv alkalmazása a kis antennaméretek mellett elérhető kis kúpszőgű nyalábolás miatt kedvező (kis méretek, csekély önsúly, alacsony antenna ár). A villódzás hatásának kiküszöbölésére hagyományosan alkalmazott 0 0,4-1,5 m nagyságrendű adó antenna éppen a mm-es és optikai sávokra jellemző kis antenna méret előnyét roatja le. További hátrány még, hogy a hagyományos mikrohullámú antennáknál szokásos 1/8-1/16-od pontosság pl. az optikai sávokban 0,4-1,5 m-es antenna méreteknél csak re adkívül drágán valósítható meg (pl. csillagászati távcső tükör szükséges). Más megoldásoknál kis adó nyalábátméró mellett kettő vagy többérzékelős vevő diversityt alkalmaznak, mely viszont nem jelent tökéletes védelmet a turbulencia ellen. Lehetséges megoldás még, ha megengedhető az információ jelentős késleltetése, akkor egy megfelelően redundáns vagy hibajavító kód alkalmazásával kiküszöbölhetjük a turbulencia miatt keletkező gyorsfading zavaró hatását. Az optikai sávokban kis kilépő nyalábátmérő esetén a turbulencia miatt keletkező időszakos intenzitás csökkenés olyan mértékű lehet, hogy pl. 820 nm-en 1 km telepítési távolság felett az összeköttetés még 40-50 dB fading tartalék, gyorsfading tűrés mellett is meg-meg szakadozik, nincs folyamatos átvitel. Ha a hírközlés pl. digitális átvitel, akkor a szokásos, a fehérzaj miatt keletkező egyenleten elosztású bithibák helyett a turbulencia miatt 0,1-100 ms időtartamú bitcsomag kimara iások keletkeznek, melyek még viszonylag jó átlagos hibaarány esetén is pl. a szinkro wesztés miatt keletkező tartósabb megszakadások következtében átmenetileg használhatatlanná teszik az ilyen összeköttetéseket, Ezakben az esetekben az átviteli csatorna mi lóságét már jobban lehet jellemezni a sz'nkron vesztés relatív idejével, mint a bizonyos mértékig korrigálható hibát okozó bit kimaradások relatív értékével. A találmány szerinti információátviteli eljárás és az eljárást megvalósító berendezés megalkotásánál célúi tűztük olyan adó-vevő telepítési és információkiértékelő megoldás kidolgozását, amely együttes alkalmazásával akkor is alacsony hibaarányú összeköttetést lehet létrehozni, amikor az összes eddig ismert diversity rendszerek már használhatatlanok. A találmány szerinti eljárás kidolgozásához az a felismerés vezetett, hogy több, azaz legalább két adó egymástól min. 200 mm, de legalább 100 X távolságra telepítve és egymással koherensen modulálva az adók által kibocsátott sugárnyalábok intenzitása összegződik. A vétel helyén a sugárnyalábok közös metszékében elhelyezett vevő a sugárnyalábok együttes intenzitását érzékeli. Ha az együttes intenzitás időben változó értékét paraméternek válsztjuk és e szerint logaritmikus karakterisztikájú komprimálást végzünk, akkor az átvitt információt igen kis hibaaránnyal helyesen állíthatjuk elő. A vétel helyén több egymástól minimum 20) mm-re, de legalább 100 X-ra telepített vevő alkalmazásával az átvitt információ hibaaránya tovább javítható. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 3
