Расчёт вероятности битовой ошибки в канале связи технологии LTE

⇐ ПредыдущаяСтр 7 из 8Следующая ⇒

При распространении в радиоэфире сигнал претерпевает различного рода изменения: искажения, снижение отношения сигнал/шум (SNR - Signal Noise Ratio). В цифровых системах радиосвязи используется обозначение E_b/N₀ - отношение энергии одного бита к спектральной плотности шума, согласно формуле (14.14).

Используя формулу пересчёта (17), можно легко вычислить показатель BER при заранее известном уровне SNR:

, дБ, (19)

где CR - скорость кодирования.

Вероятность битовой ошибки в Гауссовском канале распространения имеет вид:

, (20)

где Q(x) является табличной величиной, которая напрямую не рассчитывается.

Однако, для х<3 значение параметра Q(x) можно рассчитать по формуле

(14.12):

(21)

Для минимизации расчётов на практике пользуются кривыми зависимости BER от SNR (E_b/N₀), представленными в логарифмическом масштабе (рисунок 21).

Рисунок 21 - Зависимости BER от E_b/N₀ в логарифмическом масштабе

Для подтверждения проведённого эксперимента рассчитываю вероятность появления битовых ошибок при заданном уровне отношения сигнал/шум.

Необходимо подтвердить, что при использовании типа модуляции 64QAM при заданном значении SNR=18,9 дБ уровень BER не превышает 10^-6.

Для расчётов использую формулы (20) и (21):

(22)

Отсюда х=2/7

Перевожу значение отношения сигнал/шум в единицы:

18, 9дБ= 10^1.89= 78

Подставляю значение Q(x) и SNR для расчёта уровня BER:

(23)

(24)

Таким образом, из расчётов видно, что при данном значении SNR=18,9 дБ уровень BER соответствует требованиям качества к каналу связи технологии LTE.

Аналогичный расчёт произведём для типа модуляции 16QAM при заданном SNR=13,5 дБ

(25)

Отсюда х=4/5

Перевожу значение отношения сигнал/шум в единицы:

13, 5дБ= 10^1.35= 22, 4

Подставляю значение Q(x) и SNR для расчёта уровня BER:

(26)

(27)

Таким образом, из расчётов видно, что при заданном значении SNR=13,5 дБ уровень BER также соответствует требованиям качества к каналу связи технологии LTE.

Произведу сравнение результатов расчётов и результатов экспериментального моделирования, приведённых в таблице 5 (рисунки 22а, 22б).

Таблица 5 - Зависимость BER от SNR по результат эксперимента и расчётов

Тип модуляции	Значение	SNR по	Значение	SNR по
	результатам расчётов, дБ		результатам
			эксперимента, дБ
16QAM	12,9		13,5
64QAM	19		18,9

Рисунок 22а - Кривые зависимости BER от SNR, полученные в результате эксперимента

Рисунок 22б - Кривые зависимости BER от SNR, полученные в результате расчётов

Погрешность результатов экспериментальных и расчётных данных составляет:

для 64QAM (28)

для 16QAM (29)

Расхождение значений в 3-5% является допустимым.

Глава 5. Безопасность жизнедеятельности

Общий обзор вредных факторов

Отличительной особенностью работы на компьютере является необходимость осуществления точных зрительных работ на светящемся экране. При этом характерными условиями являются перепады яркости в поле зрения мелькания; само изображение может быть неустойчивым и нечетким. Поскольку объекты зрительной работы находятся на расстоянии от 30 до 70 см от глаз пользователя, приходится часто (от 15 до 50 раз в минуту) переводить взгляд в направлениях экран-клавиатура-документация. Частая адаптация глаз к различным условиям яркости и расстояния – один из главных негативных факторов при работе с дисплеями.

Так же стоит отметить такие не маловажные факторы как повышенная температура внешней среды, отсутствие или недостаток естественного света, недостаточная освещенность рабочей зоны, электрический ток. Статическое электричество, умственное перенапряжение, перенапряжение зрительных анализаторов, монотонность труда, эмоциональные перегрузки.

Все менее актуальным (но немаловажным) источником проблем, связанных с охраной здоровья людей, использующих в своей работе персональные компьютеры, являются дисплеи с электронно-лучевыми трубками (ЭЛТ). Они представляют собой источники наиболее вредных излучений, неблагоприятно влияющих на здоровье операторов. Существует два типа излучений, возникающих при работе монитора: электростатическое и электромагнитное.

Первое возникает в результате облучения потоком заряженных частиц. Неприятности, вызванные им, связанные с пылью, накапливающейся на электростатическизаряжѐнных экранах, которая летит на пользователя во время его работы за дисплеем. Электромагнитное излучение создаѐтся магнитными катушками отклоняющей системы, находящимися около цокольной части ЭЛТ. Специальные измерения показали, что невидимые силовые поля появляются даже вокруг головы оператора во время его работы за дисплеем. Допустимые нормы для этих параметров представлены ниже:

Мощность экспозиционной дозы рентгеновского излучения на расстоянии 0,05 м вокруг видеомонитора - 100мкР/час.

Электромагнитное излучение на расстоянии 0,5 м вокруг видеомонитора по электрической составляющей:

- в диапазоне 5Гц-2 кГц - 25 В/м;

- в диапазоне 2-400 кГц - 2,5 В/м.

- по магнитной составляющей:

- в диапазоне 5 Гц-2 кГц - 250 нТл;

- в диапазоне 2-400 кГц - 25 нТл.

Поверхностный электростатический потенциал - не более 500 В.

Благодаря существующим достаточно строгим стандартам дозы рентгеновского излучения от современных видеомониторов не опасны для большинства пользователей. Исключение составляют люди с повышенной чувствительностью к нему. Также считается, что интенсивность электромагнитного излучения не представляет опасности для здоровья человека. Но до тех пор, пока не будут проведены тщательные исследования по комплексному изучению воздействия излучений на организм человека, рекомендуется принимать следующие меры предосторожности: ограничить дневную продолжительность рабочей деятельности перед монитором, использовать отражающие и поглощающие экраны, не размещать мониторы концентрированно в рабочей зоне, выключать монитор, если на нѐм не работают.

Работа большинства людей связана с компьютером. Поэтому необходимо сводить к минимуму вредные факторы, вызванные этой работой. Большинство проблем решается при правильной организации рабочего места, соблюдения правил техники безопасности и разумной организации рабочего времени.

Требования к монитору

В компьютере существует очень важная часть, на которую очень редко обращают внимание программисты, но именно она больше всего влияет на здоровье – это монитор.

Основными параметрами изображения на экране монитора являются яркость, контраст, размеры и форма знаков, отражательная способность экрана, наличие или отсутствие мерцаний. Кроме того, в СанПиН включены нормативы еще для нескольких параметров, характеризующих форму и размеры рабочего поля экрана, геометрические свойства знаков и другие.

Яркость изображения (имеется в виду яркость светлых элементов, т. е. знака для негативного изображения и фона для позитивного) нормируется для того, чтобы облегчить приспособление глаз к самосветящимся объектам. Ограничены также в пределах (25%) и колебания яркости. Нормируется внешняя освещенность экрана (100 - 250 лк). Исследования показали, что при более высоких уровнях освещенности экрана зрительная система утомляется быстрее и в большей степени.

Часто фактором, способствующим быстрому утомлению глаз, становится и контраст между фоном и символами на экране. Малая контрастность затрудняет различение символов, однако, и слишком большая тоже вредит. Поэтому контраст должен находиться в пределах от 3:1 до 1,5:1. При более низких уровнях контрастности у работающих быстрее наступали неблагоприятные изменения способности фокусировать изображение и критической частоты слияния световых мельканий, регистрировалось больше жалоб на усталость глаз и общую усталость.

Человеческий глаз не может долго работать с мелкими объектами. Вот почему нормируются размеры знаков на экране. Например, угловой размер знака должен быть в пределах от 16 до 60 угловых минут, что составляет от 0,46 до 1,75 см, если пользователь смотрит на экран с расстояния 50 см (минимальное расстояние).

Отражательная способность экрана не должна превышать 1%. Для снижения количества бликов и облегчения концентрации внимания корпус монитора должен иметь матовую одноцветную поверхность (светло-серый, светло-бежевый тона) с коэффициентом отражения 0,4-0,6, без блестящих деталей и с минимальным числом органов управления и надписей на лицевой стороне.

Основные нормируемые визуальные характеристики мониторов и соответствующие допустимые значения этих характеристик представлены ниже:

- Яркость знака или фона (измеряется в темноте): 35 - 120 кд/ ;

- Контраст: от 3:1 до 1,5:1.

- Угловой размер знака: 16 - 60.

- Отношение ширины знака к высоте: 0,5 - 1,0.

- Отражательная способность экрана (блики): не более 1%.

5.3 Правильная организация рабочего места

Рабочее место - это оснащѐнное техническими средствами пространство, где осуществляется деятельность исполнителя. Организацией рабочего места называется система мероприятий по оснащению рабочего места средствами и предметами труда и размещение их в определѐнном порядке. Совершенствование организации рабочего места является одним из условий, способствующих повышению производительности труда.

Для обеспечения нормальных условий труда, санитарные нормы устанавливают для взрослых пользователей на одно рабочее место с компьютером площадь производственного помещения не менее 6,0 м², а объём - не менее 20,0 м³[13]. Организация рабочего места включает антропометрические и биологические характеристики человека, выбор физиологически правильного рабочего положения и рабочих зон, рациональную компоновку рабочего места, учёт факторов внешней среды.

Антропометрические характеристики человека определяют габаритные и компоновочные параметры рабочего места и свободные параметры отдельных его элементов.

Положение тела и наиболее частые позы, которые принимает или вынужден принимать человек при выполнении работы, являются одним из основных факторов, определяющих производительность труда. Работу оператора организуют в положении сидя. При этом основная нагрузка падает на мышцы, поддерживающие позвоночный столб и голову, а подавляющая часть массы тела передаётся на бёдра, препятствуя проникновению крови в нижнюю часть тела. Поэтому при длительном сидении время от времени необходимо смещать массу тела и сменять фиксированные рабочие позы. К тому же при работе сидя обычно естественный спинно-поясничный прогиб вперёд изменяется на изгиб назад, что зачастую является причиной болей в пояснице. Для физиологически правильно обоснованного рабочего положения сидя рекомендуется обеспечить следующие оптимальные положения частей тела: корпус выпрямлен, сохранены естественные изгибы позвоночного столба, нет необходимости в сильных наклонах туловища, поворотах головы и крайних положениях суставов конечностей.

Основными элементами рабочего места являются: рабочее кресло, рабочая поверхность, экран монитора и клавиатура. Рабочее кресло обеспечивает поддержание рабочей позы в положении сидя, и чем дольше это положение в течение рабочего дня, тем настоятельнее требования к созданию удобных и правильных рабочих сидений. Можно дать следующие рекомендации по конструированию рабочего кресла: необходимость регулировки наиболее важных его элементов - высоты сиденья, высоты спинки сиденья и угла наклона спинки, причём процесс регулировки не должен быть сложным. Установка правильной высоты сиденья является первоочередной задачей при организации рабочего места, так как этот параметр определяет прочие пространственные параметры - высоту положения экрана, клавиатуры, поверхности для записей и других. Диапазон регулировки высоты сиденья находится в пределах 380-500 мм. Регулируемая высота рабочей поверхности оптимальна в пределах 670-800мм. Высота нижнего ряда клавиатуры от плоскости пола может быть в пределах 620-700 мм [14]. Передний ряд клавиш располагают таким образом, чтобы клавиатуру можно было без труда, обслуживать слегка согнутыми пальцами при свободно опущенных плечах и горизонтальном положении рук, плечо и предплечье образуют при этом угол в 90 градусов. Высота экрана определяется высотой уровня глаз наблюдателя и требованием перпендикулярности плоскости экрана к нормальной линии взора.

При компоновке рабочего места, оборудованного компьютером, в первую очередь исходят из типа выполняемых задач и длительности работы. Нельзя создать фиксированную и при этом оптимальную компоновку, которая была бы удобной для всех пользователей. Если производится работа только по вводу данных, то экран и клавиатуру удобно располагать на одной линии, а документ - слева от клавиатуры. Для задач, требующих длительных записей, внесения поправок в документ, документ и экран могут размещаться на одной линии, а клавиатура смещается вправо или экран и клавиатура остаются на одной линии, а документ переносится вправо от клавиатуры. Следовательно, наиболее правильный путь - это компоновка основных элементов рабочего места по желанию пользователя.

Освещение рабочего места

В наибольшей степени отрицательное физиологическое воздействие на операторов ЭВМ связано со зрительными условиями из-за неправильно спроектированного освещения: прямые и отражённые от экрана блики, вуалирующие отражения, неблагоприятное распределение яркости в поле зрения, неверная ориентация рабочего места относительно светопроёмов.

К системам освещения предъявляют следующие требования:

- соответствие уровня освещенности рабочих мест характеру выполняемой зрительной работы;

- достаточно равномерное распределение яркости на рабочих поверхностях и в окружающем пространстве;

- отсутствие резких теней, прямой и отраженной блесткости (повышенной яркости светящихся поверхностей, вызывающей ослеплённость);

- постоянство освещенности во времени;

- оптимальная направленность излучаемого осветительными приборами светового потока;

- долговечность, экономичность, электро- и пожаробезопасность;

- эстетичность, удобство и простота эксплуатации.

Рекомендуемая освещенность для работы с экраном дисплея составляет 300 лк, а при работе с экраном в сочетании с работой над документами - 500 лк. Рекомендуемые соотношения яркости между рабочими поверхностями не должно превышать 3:1 - 5:1.

В дисплейных залах, обычно, применяют одностороннее естественное боковое освещение. Мониторы располагают подальше от окон и таким образом, чтобы окна находились сбоку.

Если экран дисплея расположен к окну, необходимы специальные экранирующие устройства (светорассеивающие шторы, регулируемые жалюзи, солнцезащитная пленка с металлизированным покрытием).

Для искусственного освещения дисплейных помещений лучше использовать люминесцентные лампы, так как у них высокая световая отдача (до 75 лм/Вт и более), продолжительный срок службы (до 10000 часов), малая яркость светящейся поверхности, близкий к естественному спектральный состав излучаемого света, что обеспечивает хорошую цветопередачу.

Для исключения засветки экранов дисплеев прямыми световыми потоками светильники общего освещения располагают сбоку от рабочего места, параллельно линии зрения оператора и стене с окнами. Такое размещение светильников позволяет производить их последовательное включение в зависимости от величины естественной освещенности и исключает раздражение глаз чередующимися полосами света и тени, возникающее при поперечном расположении светильников.

Требования к микроклимату

Микроклиматические параметры влияют на функциональную деятельность человека, его самочувствие и здоровье и на надёжность работы средств вычислительной техники. Особенно большое влияние на микроклимат оказывают источники теплоты, находящиеся в помещении. Основными источниками теплоты в дисплейных залах являются: ЭВМ, приборы освещения, обслуживающий персонал, а также солнечная радиация. Основным тепловыделяющим оборудованием в дисплейном зале является ЭВМ - в среднем до 80% суммарных выделений. Тепловыделения от приборов освещения составляют в среднем 12%. Поступление теплоты от обслуживающего персонала - 1%, от солнечной радиации - 6%, приток теплоты через непрозрачные ограждающие конструкции - 1%. Эти источники теплоты являются постоянными.

На организм человека и работу компьютеров оказывает влияние относительная влажность воздуха. При относительной влажности воздуха более 75-80% снижается сопротивление изоляции, изменяются рабочие характеристики элементов ЭВМ, возрастает интенсивность отказов элементов ЭВМ. Скорость движения воздуха также оказывает влияние на функциональную деятельность человека и работу высокоскоростных устройств печати. Большое влиянием на самочувствие и здоровье операторов ЭВМ, а также на работу устройств ЭВМ (магнитные диски, печатающие устройства) оказывает запыленность воздушной среды.

С целью создания нормальных условий для операторов ЭВМ установлены нормы микроклимата (ГОСТ). Эти нормы устанавливают оптимальные и допустимые значения температуры, относительной влажности и скорости движения воздуха в дисплейных помещениях с учетом избытков явной теплоты, тяжести выполняемой работы и сезонов года.

Под оптимальными микроклиматическими параметрами принято понимать такие, которые при длительном и систематическом воздействии на человека обеспечивают сохранение нормального функционального и теплового состояния организма без напряжения реакции терморегуляции, создают ощущение теплового комфорта и являются предпосылкой высокого уровня работоспособности.

Допустимые микроклиматические параметры могут вызвать преходящие и быстро нормализующиеся изменения функционального и теплового состояния организма и напряжения реакций терморегуляции, не выходящие за пределы физиологических приспособительных возможностей, не создающие нарушений состояния здоровья, но вызывающие дискомфортные тепло ощущения, ухудшение самочувствия и понижение работоспособности. Нормальные условия микроклимата обеспечиваются системами водяного отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха.

Нормы микроклимата можно определить согласно закону

"ГИГИЕНИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ К ВИДЕОДИСПЛЕЙНЫМ ТЕРМИНАЛАМ, ПЕРСОНАЛЬНЫМ ЭЛЕКТРОННО - ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫМ МАШИНАМ И ОРГАНИЗАЦИИ РАБОТЫ. САНИТАРНЫЕ ПРАВИЛА И НОРМЫ. СанПиН 2.2.2.542-96" (утв. Постановлением Госкомсанэпиднадзора РФ от 14.07.96 N 14)

Таблица 6 - Оптимальные нормы микроклимата для помещений с ВДТ и ПЭВМ

Период года	Категория работ	Температура воздуха, град. С не более	Относит.влажность воздуха, %	Скорость движения воздуха, м/с
Холодный	легкая - 1а	22 - 24	40 - 60	0,1
Холодный	легкая - 1б	21 - 23	40 - 60	0,1
Теплый	легкая - 1а	23 - 25	40 - 60	0,1
Теплый	легкая - 1б	22 - 24	40 - 60	0,2

Примечание. К категории 1а относятся работы, производимые сидя и не требующие физического напряжения, при которых расход энергии составляет до 120 ккал/ч; к категории 1б относятся работы, производимые сидя, стоя или связанные с ходьбой и сопровождающиеся некоторым физическим напряжением, при которых расход энергии составляет от 120 до 150 ккал/ч.

Дата добавления: 2018-02-18; просмотров: 2031; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

⇐ Предыдущая 1 2 3 4 5 678 Следующая ⇒

Мы поможем в написании ваших работ!