Главная Коллекция "Revolution" Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника Проектирование зоновой цифровой радиорелейной линии

Проектирование зоновой цифровой радиорелейной линии

Определение структуры проектируемой радиорелейной линии, ее элементы. Описание используемой аппаратуры. Выбор высоты подвеса антенны, расчет запаса на замирания. Вычисление показателя по сильно пораженным секундам, коэффициента неготовности на интервале.

Рубрика	Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника
Вид	курсовая работа
Язык	русский
Дата добавления	08.12.2014
Размер файла	43,6 K

посмотреть текст работы

скачать работу можно здесь

полная информация о работе

весь список подобных работ

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Курсовой проект

Проектирование зоновой цифровой радиорелейной линии

Введение

радиорелейный антенна цифровой

Проектируемая зоновая цифровая радиорелейная линия (ЗЦРРЛ) предназначена для организации взаимодействия между взаимосвязанными высокопроизводительными отраслями народного хозяйства региона (области, района). (Для организации обслуживания нефтепровода, газопровода и сопутствующих предприятий, для переработки углеводородного сырья) (Для организации обслуживания линии электропередачи) (Входит в состав взаимоувязанных систем связи для организации инфраструктуры организации и управления региона, в частности, организации обслуживания сотовых сетей в этом перспективном для экономики страны регионе) (Для организации добычи и переработки полезных ископаемых) (Для организации производства продуктов сельского хозяйства и их переработки). В рекомендациях Международного союза электросвязи (МСЭ) отмечается, что эффективность вложения средств в связь в несколько раз выше, чем вложение средств в другие отрасли народного хозяйства. Строительство ЗЦРРЛ позволит ускорить процесс оборота капитала, снизит потребное количество денежной массы, уменьшит инфляцию, поднимет производительность труда, увеличит количество рабочих мест и создаст предпосылки для дальнейшего развития региона, повышения квалификации обслуживающего персонала и повышения культурного уровня населения.

1. Определение структуры проектируемой ЗЦРРЛ

Проектируемые радиорелейные линии (РРЛ) должны приближаться по структуре к рекомендуемым МСЭ гипотетическим (предполагаемым) РРЛ. Последние ограничивают количество преобразований сигнала с целью уменьшения возникающих при этом искажений сигнала. В этом случае можно будет гарантировать качество передачи сигналов в соответствии с международными нормами. В гипотетических РРЛ приводится структура только узловых ретрансляторов (УЗ), в которых производится ввод и вывод телефонных каналов, поскольку структура промежуточных ретрансляторов одинакова.

Одна из предлагаемых гипотетических ЗЦРРЛ показана на рис. 1. На этом рис. изображены УР, имеющие одинаковую структуру для цифровых сигналов. Расстояние между УР составляет 200 км. Длина эталонной линии Lэт = 1400 км. Реальные УР располагаются в крупных населенных пунктах, в которых и производится ввод и вывод цифровых потоков. В связи с этим реальные ЗЦРРЛ несколько отличаются от гипотетических. Поскольку нам заданы только параметры одного интервала и длина всей линии расчет структуры проектируемой ЗЦРРЛ будем производить из условия нахождения целого числа ретрансляторов и числа секций. (Секция - промежуток между двумя узловыми ретрансляторами). Будем считать, что длина интервалов (промежуток между двумя ретрансляторами) одинакова и равна в соответствии с заданием r_о = 22.2 км, протяженность ЗЦРРЛ L = 580 км.

В этом случае число интервалов в проектируемой ЗЦРРЛ равно:

n _инт = L / r_о = 580 / 22,2 = 26,12 инт

Число секций равно:

n_сек = L / R _с = 580 / 200 = 2,9,

где R _с- длина секции, определяемая из гипотетической цепи ЗЦРРЛ

Округляем полученные выше значения до ближайших целых значений:

n _инт= 26, n_сек = 3.

Очевидно в этом случае число интервалов в секции будет равно:

N = n _инт / n_сек= 26/ 3 = 8,6

В данном случае для проектируемой ЗЦРРЛ можно взять 4 секции с число интервалов 6 и 1 секцию с числом интервалов 2.

Подсчитаем количество ретрансляторов в проектируемой ЗЦРРЛ. Очевидно, что линия содержит на концах линии 2 оконечных ретранслятора (n_ок). Количество узловых ретрансляторов будет равно:

n_узл = n_сек - 1 = 3 - 1 = 2.

Общее количество ретрансляторов равно:

n_р = n _инт + 1 = 26 + 1 = 27.

Число промежуточных ретрансляторов равно:

n = n_р - n_ок- n_узл = 27 - 2 - 2 = 25.

Критерием проектирования ЦРРЛ являются расчет качества передачи цифровых протоков, определяемых двумя параметрами:

Кн - коэффициент неготовности,

СПС - сильно пораженные секунды (SESR - согласно рекомендациям МСЭ)

СПС определяются частотно-селективными замираниями. Допустимая величина этого параметра может быть рассчитана в% по формуле:

СПС = 0,002 B L,

где В = 0,075….. 0,085,

L - длина линии.

Для проектируемой РРЛ при B = 0,08 из (2.8) получим

СПСл = 0,002 0,08 = 1,6 10^-4 L = 1,6 10^-4 580 = 0,0928%.

Соответственно для интервала протяженностью 22,2 км получим

СПСи = 1,6 10^-4 r_o = 1,6 10^-4 22,2 = 0,0035%.

Для секции, состоящей из 6 интервалов получим

СПСс = 6 СПСи = 6 0,0035 = 0,021%.

Кн для РРЛ определяется состоянием ЦРРЛ, при котором в течении 10-секундных интервалов в среднем за год коэффициент ошибок Кош (частость ошибок) превышает 10^-3 Эта величина зависит от мощности сигнала на входе приемника ретранслятора ЦРРЛ и коэффициента шума приемника.

Кош = Nош / N,

где Nош - число ошибок

N - число переданных импульсов цифрового потока.

Кош для больших интервалов измерения стремиться к вероятности ошибок.

Кн определяется неготовностью ЦРРЛ в диапазоне 7-13ГГц главным образом определяется закрытием трассы из-за субрефракции и затухания в дождях для худшего месяца года.

При автоматической работе ЦРРЛ практически исключаются ошибки обслуживающего персонала и высокой надежности современного радиорелейного оборудования (РРО), достигающей примерно 10 годам наработки на отказ, Кн = Кош. Кош определяется замираниями за счет субрефракции и в дождях.

Для гипотетической линии, показанной на рис. 1, протяженностью Lг = 1400 км задана норма на Кош.

(Частость при увеличении интервала измерения стремится к вероятности)

Кн = 0,05 R / Lэт%.

Для проектируемой РРЛ из (2.13) получим

Кл = 0,05 L / Lэт% = 0,05 580 / 1400% = 0,02%.

Соответственно для интервала протяженностью 22,2 км и секции, состоящей из 6 интервалов, получим

Ки = 0,05 r_о / L% = 0,05 22,2 / 1400% = 0,00079%,

Кс = 6 Ки = 6 0,00079 = 0,0047%.

Расчетные нормы должны выполняться как для всей линии, так и для интервалов и секций спроектированной ЦРРЛ.

радиорелейный антенна цифровой

2. Описание аппаратуры ЗЦРРЛ

Согласно заданию на курсовой проект выбирается аппаратура под №1. Тип этой аппаратуры-Микрон. Аппаратура работает в диапазоне частот 10,7 - 11,7 ГГц. Для этого диапазона частот выбираем из рис 1п - 4п частотный план рис. 3п, соответствующий этому частотному диапазону. Из пяти частотных полос стволов нам нужно выбрать только один рабочий согласно заданию и второй для возможного резервирования рабочего. С точки зрения большей надежности связи (это будет следовать далее непосредственно из расчетов надежности связи секции) желательно установить максимальный частотный разнос между рабочими и резервируемыми стволами. Например, в качестве рабочего ствола взять первый, а в качестве резервного ствола 5. Все дальнейшие расчеты будем выполнять для средней рабочей частоты частотного плана 11,2 ГГц, соответствующей длине волны:

l = с / f = 3 10⁸ / 11,2 10⁹ = 0,026 м = 3 см,

где с = 3 10⁸ м / сек - скорость света в вакууме.

Радиооборудование «Микрон» реализовано по модульному принципу на базе функционально законченных устройств: антенны, волноводного тракта (ВТ), выносного приемо-передающего модуля (ВППМ), базового блока (ББ), пульта технологического (ПТ) - оборудования основной комплектации, и мультиплексора (МС), источника питания (ИПС) - оборудования дополнительной комплектации. Конструктивными элементами РРО «Микрон» являются кожух К-3 и опорно-поворотное устройство ОПУ.

Структурные схемы комплекта РРО (с учетом основной и дополнительной комплектации) для варианта схем связи 1+1 (1-основной ствол и 1 резервный) приведены на рис. 4. Такой вариант применяется для интервалов РРЛ сравнительно большой протяженности. Основной и резервные комплекты работают на разных частотах стволов согласно частотному плану. Основной и резервный комплекты предназначены для борьбы с быстрыми замираниями сигнала и повышения аппаратурной надежности

Возможно применение варианта 1+0 с одним ВППМ в кожухе. Кожух предназначен также для крепления антенн диаметром 0,6 и 1,2 м, обеспечивая защиту их от атмосферных осадков. Применение антенны 1,8 м усложняет конструктивное выполнение и увеличение стоимости ЗЦРРЛ.

Основные преобразования сигналов, необходимые для осуществления процессов приема-передачи цифровой информации по радио-тракту, обеспечиваются приемо-передающей аппаратурой (ППА).

Полукомплект ППА состоит из выносного приемопередающего модуля (ВППМ), размещаемого в кожухе и устанавливаемого вместе с антенной на открытом воздухе, и базового блока (ББ), размещаемого в помещении на удалении до 300 м. Соединение ББ и ВППМ осуществляется с помощью двух кабелей типа РК-50-4-11. Использование кабеля позволяет устранить потери в антенно-фидерном тракте.

По одному из кабелей от ББ к передатчику ВППМ передается информационный сигнал на частоте 70 МГц. По этому же кабелю передаются сигналы управления ВППМ, информация местного речевого служебного канала между ББ и ВППМ (Инф. СКм) и дистанционное питание ВППМ. Сигналы местного управления и речевого служебного канала передаются на несущей 4 МГц, модулированной по амплитуде.

По второму кабелю информационный сигнал на частоте 70 МГц поступает с приемника ВППМ на демодулятор ББ. Здесь производится регенерация цифрового сигнала. По второму кабелю на частоте 6 МГц передаются сигналы телесигнализации ВППМ и информация местного речевого канала служебной связи.

Технологический пульт ПТ подключается непосредственно к ВППМ и предназначен для юстировки антенны (по показанию уровня АРУ), тестирования ВППМ и организации речевого канала служебной связи между ВППМ и ББ, а также вдоль всей РРЛ.

Источник питания сетевой (ИПС) используется для обеспечения стабилизированной сети постоянного тока напряжением 60 В мощностью до 150 Вт при входном напряжении сети переменного тока 220 В (+ 20%, минус 30%)

Мультиплексор МС-8 или МС-34 предназначен для объединения первичных асинхронных цифровых потоков со скоростью 2048 Кбит/с в групповой цифровой поток со стандартной скоростью 8448 Кбит/с или 34368 Кбит/с на передаче и, соответственно, разделения группового цифрового потока на первичные на приеме. Мультиплексор МС-8 встроен в базовый блок ББ-8М. Мультиплексор МС-34 выполнен в виде отдельного блока.

Структурная схема ВППМ для возможного частотного плана 11 ГГц показана на рис. 5

СЧ синтезатор частоты дискретно настраивается на частоты 64 стволов кратные Df =7 МГц для цифрового потока Е1:

fг1 = f1 + (n-1) Df,

где n = 1,2,3……64. f1 = fc1 - fпч1 = 10717 - 1339 = 9338 МГц,

fc1 = fcp - 16 28 - 35 = 11200 - 16 28 - 35 = 10717 МГц - средняя частота первого ствола (для Е3),

n = 1,2,3……64.

Разнос частот стволов 7 МГц позволяет снизить величину арендной платы за использование частотных полос.

Для цифрового потока Е3 согласно Приложению 1 допустимый разнос должен быть в 4 раза больше и составлять 28 МГц. В этом случае получаем частотный план на рис. 4п

| fг1 - fг2| = 512 МГц согласно частотному плану на рис. 4п

СР - система разделения сигналов, выполненная по схеме с полосовыми фильтрами.

С выхода приемника сигнал на промежуточной частоте 70 МГц через устройство контроля и управления (УКУ) подается на ББ. В УКУ вводятся и выводятся сигналы контроля и управления блоком ВППМ.

Использование такой схемы позволяет повысить избирательность приемника по побочным каналам приема и, в частности, зеркального. ПФ - полосовой фильтр.

Сигнал с выхода СР поступает на транзисторный малошумящий усилитель (МШУ) и далее на первый преобразователь частоты (ПРЧ1), на выходе которого сигнал преобразуется в первую промежуточную частоту f пч1 которая равна 1339 МГц или 1871 МГц в зависимости от полос приема и передачи частотного плана, приведенного на рис. 4п, при чередовании частот от ретранслятора к ретранслятору. Разнос частот f пч1 и f оп составляет 70 МГц. f оп = 1409 МГц (или 1941 МГц).

Передатчик ВППМ также выполнен по схеме с двойным преобразование частот, что позволяет существенно уменьшить побочные мешающие излучения по схеме.

Здесь:

f оп = 1941 МГц (или 1409 МГц),

f пч1 равна 1871 МГц или 1339 МГц в зависимости от полос приема и передачи частотного плана, приведенного на рис. 4п, при чередовании частот от ретранслятора к ретранслятору.

Базовый блок (ББ) - предназначен для: сопряжения с каналообразующей аппаратурой; модуляции и демодуляции информационного сигнала, регенерации цифрового сигнала; обеспечения РРС управлением, контролем, сигнализацией и служебной связью (система ТУ-ТС). Структурная схема модулятора показана на рис. 8.

В модуляторе осуществляется модуляция ПЧ 70 МГц групповым цифровым потоком - формируется сигнал ПЧ ПРД 70 МГц. Тип модуляции - относительная четырехфазная манипуляция. Преобразователь кода преобразует входной сигнал в два параллельных, каждый из которых модулирует по фазе синфазную и квадратную составляющие. В результате сложения получается сигнал ДОФМ.

Полученный в результате демодуляции информационный цифровой поток с групповой скоростью 2304 (9216, 36864) Кбит/с передается в ячейку ТС-…, в которой осуществляется его разуплотнение на несколько потоков:

информационный абонентский поток (ИНФ_аб) Е3 со скоростью 34368 Кбит/с (или Е2 или Е1), который через разъем «ИНФ» отправляется абоненту;

цифровой поток служебного телефонного канала (ИНФ_ск) со скоростью 64 Кбит/с, который поступает в ячейку ТУ-ТС для дальнейшей обработки;

цифровой поток линейного канала ТУ-ТС (ИНФ_ту-тс) со скоростью 32 Кбит/с, который поступает в ячейку ТУ-ТС для дальнейшей обработки;

два дополнительных каналов (ИНФ₁ и ИНФ₂) по 64 Кбит/с каждый.

Пульт технологический (ПТ) - предназначен для: проведения юстировки антенны (с возможностью оценки энергетического запаса на линии связи); тестирования ВППМ

Мультиплексор (МС) - предназначен для объединения на передаче в единый групповой поток первичных асинхронных цифровых потоков Е1 (2048 Кбит/с) и разделения их на приеме

Упрощенное конструктивное размещение оборудования на ретрансляторе РРЛ показано на рис. 10

Опорно-поворотное устройство (ОПУ) - предназначено для установки кожуха К-3 с антенной на опоре и юстировки антенны в направлении ретранслятора.

Поскольку сигнал цифровой сигнал дискретен по уровню и временному положению он подвергается регенерации для восстановления своих параметров:

амплитуды импульсов,

длительности импульсов,

длительности фронтов импульсов,

временного положения или устранения фазового дрожания импульсов

устранения помех на импульсах.

Разумеется, что регенерация возможно только при не очень больших искажениях сигнала. Если искажения сигнала и помехи становятся соизмеримыми с сигналом, то произойдут ошибки в приеме сигнала.

Регенерация возможна на промежуточной частоте и на видеочастоте. Использование регенерации на промежуточной частоте требует использования более высокочастотных транзисторов. Использование видеорегенератора требует дополнительного применения демодулятора и модулятора.

Одна и та же антенна и фидерный тракт используется одновременно для приема сигналов с прямого направления и передачи сигналов в обратном направлении используя ферритовый циркулятор для разделения сигналов по направлению наподобие дифференциальной системы для телефонии. Более подробно этот вопрос излагается в лекциях или в [1] на рис. 4.1

Одна из возможных структурных схем видеорегенератора и эпюры напряжений, поясняющие ее работу, изображена на рис. 11. Видеорегенератор осуществляет регенерацию одного из 2-х подканалов двоичного цифрового ИКМ сигнала. Видеорегенератор содержит собственно регенератор, состоящий из усилителя, решающего устройства (РУ), схемы совпадения (И) и формирователя длительности импульсов (ФДЛ). Для устранения фазовых дрожаний входит выделитель напряжения тактовой частоты, состоящий из дифференцирующей цепочки (ДЦ), двухтактного детектора, полосового усилителя, синхронизируемого генератора синусоидального колебания (Г) и фазовращателя (?).

Длительность импульсов равна тактовому интервалу. Возможная реализация такого искаженного сигнала показана напряжением u1, которое поступает на РУ, осуществляющим поэлементное определение единиц и нулей цифрового ИКМ сигнала. Порог срабатывания РУ устанавливается на уровне половинного значения приходящих импульсов цифрового сигнала. Синхронизация колебаний выделителя тактовой частоты осуществляется от среднего значения фазы (временного положения) примерно 100 импульсов цифрового сигнала, устраняя таким образом индивидуальное временное смещение импульсов. Спектральная плотность цифрового ИКМ сигнала равна нулю на тактовой частоте также как и продифференцированных импульсов u3. Поэтому последние для выделения тактовой частоты подвергаются нелинейной обработке в двухтактном детекторе с целью получения однополярных импульсов u4, содержащим напряжение тактовой частоты. u4 синхронизируют автогенератор, вырабатывающий колебание u5. Последнее через фазовращатель поступает на схему совпадения, создающее стробимпульсы u7 при совпадении единичных импульсов ИКМ сигнала и синусоидального колебания, из которых в формирователя длительности импульсов формируются отрегенерированные импульсы цифрового сигнала.

3. Выбор высоты подвеса антенны по 20% просвету

Первый критерий выбора подвеса высот антенн на пролете РРЛ заключается в требовании, чтобы трасса в 80% случаев была открытой и в 20% случаев закрытой (отечественная методика). На рис. 7 изображена такая трасса с учетом рельефа местности т кривизны земли. Критерием открытости трассы является превышение линии прямой видимости между антеннами величины Но, которая рассчитывается на максимальном по величине препятствии на трассе. При совпадении расстояния линии прямой видимости с величиной Но затухание на трассе соответствует ослаблению поля в свободном от препятствий на трассе пространстве. Расчет величины Но согласно теории зон Френеля производится по формуле:

Но = Цr_o_--l k (1 - k) / 3 = Ц 22,2 10³ 3 10^-20,63 (1-0,63)/ 3 = 7,48 м,

где r_o - расстояние между антеннами ретранслятора [м],

l - длина волны [м],

k = r_i / r_o - относительное расстояние антенны до препятствия на трассе,

r_i - расстояние препятствия до антенны (от любой из двух антенн).

При распространении сигнала на трассе в тропосфере его траектория искривляется или подвергается рефракция. Величина рефракции является определяется градиентом диэлектрической проницаемости тропосферы g. Последний является случайной величиной, распределенной но нормальному закону, и характеризуется средней величиной рефракции g и величиной среднеквадратичного отклонения градиента диэлектрической проницаемости тропосферы s относительно среднего. Величины g и ? зависят от района расположения проектируемой ЗЦРРЛ и сезона года. Для упрощения их численные величины приведены в задании на курсовой проект.

Влияние рефракции удобнее учитывать введением эквивалентного радиуса земли:

a_э= а / (1 + а g / 2),

где а = 6370 км - радиус земли.

При введении эквивалентного радиуса земли трасса распространения сигнала оказывается прямолинейной.

Влияние рефракции на выбор высоты антенны по 20% просвету может быть учтено расчетом так называемой двадцати процентной рефракции:

g (20%) »--g--+--s = (- 8.6 + 8.7) 10^-8= 0.1 10^-8 1/м.

Для 20% рефракции из (4.2) и (4.3) эквивалентный радиус земли будет равен:

а_э= 6370 / (1 - 6370 10³2 10^-8 / 2) = 6803 км.

Строго говоря величина s зависит от расстояния между ретрансляторами согласно [1] рис. 9.2. Эти изменениями можно пренебречь на трассах протяженностью 50 км и более. Эти изменения целесообразно учитывать на более коротких трассах, которые уменьшаются на частотах 8 ГГц и более из-за влияния дождей на надежность связи. Для курсового проекта мы этого не будем делать, нл для дипломного проекта это нужно учесть

Рассчитанный по (4.4) эквивалентный радиус земли гарантирует нам, что в 80% случаев эквивалентный радиус земли будет больше 6570 км и в 20% случаев он будет меньше 6570 км.

Данные для расчета профиля трассы одного пролета протяженностью, взятые из задания на курсовой проект приведены в таблице 1. На реальных трассах количество точек берется значительно больше (до 100 точек на трассе). Их количество зависит от изрезанности рельефа местности. Эти точки определяются по топографическим картам масштаба 2 км и меньше в 1 см. Они привязаны к горизонталям, которые могут быть в любой точке трассы и их появление не кратно 0,1, как это приведено в задании. Горизонтали на топографических картах идут через 5 - 10 м. Это важно для дипломного проекта.

Далее формируем Табл. 4.1 для расчета параметров профиля с учетом одного препятствия для расчетов вручную. (Автоматизированный расчет с помощью ЭВМ приведен в Приложении 4. Частично автоматизированный расчет делается по программе Приложения 5, где не производится учет препятствия на трассе распространения)

К	0	0,1	0,2	0,2	0,3	0,4	0,5	0,6	0,7	0,8	0,9	0,9	1
z3, м	125	110	120	120	140	130	120	100	110	100	110	110	130
K (1-K)	0	0,09	0,16	0,16	0,21	0,24	0,25	0,24	0,21	0,16	0,09	0,09	0	Одинаково для всех
у= 36,2 K (1-K), м	0	3,2	5,79	5,79	7,6	8,68	9,05	8,7	7,6	5,8	3,2	3,2	0
z4, м	125	110	120	134	154	144	134	114	124	114	124	110	130
yz, м	25	13,2	25,79	25,79	47,6	38,6	29,1	8,7	17,6	5,8	13,2	13,2	30
ys, м	25	13,2	25,79	39,79	61,6	52,6	43,1	22,7	39,6	19,8	39,6	13,2	30

При построении значений К удваиваем число столбцов в точках, где находится конец и начало препятствия. Это нужно для построения графика профиля местности с использованием Экселя, если вы не хотите его строить вручную. Разумеется в реальных условиях начала и концы препяствий не совпадают с точками К. Для этой цели в дипломном проекте нужно использовать более сложные программы, имеющиеся в наличии или выполнить построения вручную.

Второй строкой приводятся Z - высотные отметки рельефа местности из Табл. 13

В четвертой строке дан условный нулевой уровень земли определяемый:

y_i = r_o²K (1 - K) / 2 а_э = (22,2 10³)² K (1 - K) / 2 6803 10³ = 36,2 k (1 - k)

В пятой строке приводится расчет высотных отметок рельефа местности и препятствия z4, который сводится к добавлению высоты препятствия в высотным отметка рельефа местности.

Высота рельефа местности c учетом кривизны земли рассчитывается по формуле и приводится в шестой строке:

yz_i = y_i+ z _i - z_m_in,

где z_min- минимальное значение z.

Для нахождения параметров эквивалентного препятствия для закрытых трасс от точки максимальной высоты откладываем вниз величину Но и находим точку через которую параллельно линии прямой видимости проводим линию до пересечения с рельефом местности и определяем длину хорды r, от величины которой будет зависеть затухание для закрытых трасс. В нашем случае относительная величина r равна 3,1 км, а ее относительная величина:

l = r / r_o= 5,8 / 22,2 = 0, 26

Полученные таким образом высоты подвеса антенн должны попасть в точку интерференционногома радиорелейная связь невозможна. Нужно дополнительно увеличивать высоты подвеса антенн, чтобы уйти максимума при средней рефракции, если нельзя пренебречь отражением от подстилающей поверхности. Величины коэффициентов отражений подстилающей поверхности на трассе распространения приведены в [1] на стр. 240 - 242 и в [2 -4] и должно быть показано, что отражением можно пренебречь. В дипломном проекте нужно учитывать изменение высоты за счет интерференции, т.к. в условиях интерференционного минимуот интерференционного минимума при средних условиях рефракции, если такая ситуация возникает, или доказать, что отражением можно пренебречь.

4. Расчет запаса на замирания

Запас мощности сигнала на замирания М определяется по отношению к мощности порогового сигнала Рr, соответствующего для ЗЦРРЛ частости ошибок цифрового сигнала 10^-3.

Проведем вручную расчет составляющих для определения М. Расчет множителя ослабления свободного пространства проводится по формуле:

W = 20 lg (4p--r_o--/l)--= 92,44 + 20 lg(r_o[км] f[ГГц]) = 92,44 + 20 lg (22,2 11,2) = 140,35 дБ

Величина М должна быть более 25 дБ. Диаметр антенны 0,6 м из Табл 3п обеспечивает величину М порядка 20 дБ, что является недостаточным для обеспечения связи на проектируемом интервале. Поэтому берем диаметр антенны 1,2 м. Коэффициент усиления антенны связан с диаметром антенны D следующим соотношением:

G = 20 log D[м] +20 log f[ГГц] + 17,5 = 20 log 1,2 +20 log 11,2 + 17,5 = 40 дБ

Коэффициент усиления для антенн РРЛ должен быть не более 46 дБ

Далее рассчитываем мощность сигнала на входе приемника в свободном пространстве:

Prs = P - W - Pot + 2G = 20 - 140,35 - 3 + 2 40 = -43.35 дБм,

где Р - мощность передатчика. Из Табл.

Роt - потери в системе разделения стволов (0,5 до 3 дБ).

Запас на замирания сигнала рассчитывается по формуле

М = Рrs - Pr = -43,35 - -86 = 42,65 дБ,

где Pr - чувствительность приемника, соответствующая минимальной мощность сигнала на входе приемника, при которой обеспечивается коэффициент ошибок 10^-3. Рr берется из Табл. 3п.

5. Проверка высот подвеса антенн по субрефракции

Проверка высот подвеса антенн по субрефракции производится для определения процентов времени, соответствующих уменьшению мощности сигнала на входе приемника до пороговой величины мощности сигнала на входе приемника при закрытии трассы распространения за счет рефракции. Проверка высоты подвеса антенны по субрефракции таким образом является третьим и последним критерием определения высоты подвеса антенн в дополнении к двум критериям, перечисленным в разделе 4: 1 - по 20% просвету, 2 - по интерференционному минимуму. Это обусловлено высокой стоимостью антенных опор до 90% стоимости всей ЗЦРРЛ. Расчет проводиться для худшего сезона года

Рассчитаем обобщенный параметр клиновидности препятствия или воспользуемся расчетными данными Приложения 3:

m--=--2--³Ц k²(1 - k)²/ l²= 2 ³Ц (0,63 (1 - 0,3) / 0,14)² = 6,6, (6.1)

Рассчитаем модуль множителя ослабления для определенного выше обобщенного параметра клиновидности препятствия при касании линии прямой видимости антенн с препятствием в точке k = 0,63:

Vo ? -6 (1 + 1,45 / m^1,38) = -6 (1 + 1,45 / 6,6^1,38) = - 6,64 дБ.

Модуль множителя ослабления при закрытии трассы равен:

V ? Vo (1 - p(g)),

гда p(g) = H(g) / Ho - относительное закрытие трассы,

H(g) - расстояние линии видимости антенн до вершины препятствия с обратным знаком для закрытых трасс,

g - градиент диэлектрической проницаемости тропосферы.

Приведенный выше расчет является приближенным и строго говоря требует уточнения для учета трансформации профиля трассы при изменении рефракции [1-4]. Трансформация профиля приводит к использованию другой модели расчета затухания на закрытых трассах. При использовании вышеупомянутой модели увеличивается длины хорды и возрастает величина закрытия трассы. Как следствие, к увеличению затухания на трассе и увеличению величины Тос. Такие расчеты необходимо выполнять для дипломного проектирования трасс ЦРРЛ. Программа расчета затухания сигнала для закрытых трасс имеются для дипломного проектирования у автора. На основании данных расчета закрытых трасс в пределах -45<V<-6 увеличение затухания может быть приблизительно аппроксимировано уравнением:

А(V)= (-0,009 V² - 0,8 V + 1,1) A1,

где V затухание для модели открытых трасс,

0,6<А1<0,8 в зависимости от трассы. А1 выбирается Вами. Возьмем А1=0,8.

Из (6.3) и (6.4) можно найти допустимое значение закрытия трассы, если подставить в (6.3) V=-M, полученное в:

р_доп(g) = (М - А(М)) /(Vo + 1) = (M - (-0,009 M² + 0,8 M + 1,1) A1)/ (Vo + 1) = (42.65 - (0,009 42.65² + 0,8 42.65 + 1,1) 0,8)/ - 6,6 + 1 = 0,79.

Найдем приращение просвета над препятствием при средней рефракции:

DН = (r_o/ 2)² s k (1 - k) = (22,2 10³ / 2)² 6 10^-8 0,63 (1 - 0,63) = 1,72 м.

Очевидно относительный просвет на трассе при средней рефракции будет равен:

р(g) = (Ho + DН) / Ho =1 + 1,72 / 60,2 = 1,1.

Разность между средним и допустимым значением закрытия трассы при заданном s пересчитывается в вероятностную величину процента времени, при котором величина частости ошибок цифрового сигнала оказывается равной 10^-3или большей. Для этого рассчитаем вспомогательный параметр:

А = Ц--l / r_o³ k (1 - k) / s--=--Ц 3 10^-2 / (22,2 10³)³ 0,63 (1 - 0,63) / 6 10^-8 = 1,8

аргумент случайной функции с нормальным распределением:

Y = 2,31 A (p(g) - p_доп(g)) = 2,31 1,18 (1,1 - 0,79) = 0,84

Процент времени, соответствующий частости ошибок равной 10^-3 или большей для худшего сезона года можно найти графика интеграла вероятности приведенного в [1] на рис. 9.44, в [2, 3] или воспользоваться первым членом асимптотического разложения интеграла вероятности:

Тоc = exp(- Y² /2) 100% / Ц--2--p--Y = exp (-0,84² / 2) 100% / Ц--2--p = 1,78 10^-4%.

Среднегодовой процент времени, соответствующий частости ошибок равной 10^-3 или большей приблизительно равен:

То = Тос/4 = 1,78 10^-4 /4 = 4,4 10^-5%.

Он значительно меньше нормы, определяемой (2.10). В противном случае (например, при большей величине длины хорды препятствия l) необходимо увеличить подвеса антенн, введя в программы расчета величину dHant отличную от нуля и добиться выполнения нормы с некоторым запасом с учетом затухания в дождях. Для других интервалов с препятствиями вблизи антенных опор и малой клиновидностью ситуация может оказаться другой. Поэтому такую проверку необходимо проводить при проектировании ЦРРЛ.

6. Расчет коэффициента неготовности на интервале

Коэффициент неготовности на интервале определяется расчетом процента времени, в течении которого частость ошибок равна или превышает 10^-3 в среднем за год. Коэффициент неготовности при автоматической работе и высокой надежности используемой аппаратуры равен:

T = To + Tдж,

где То - процент времени, обусловленный закрытием трассы за счет рефракции, который рассмотрен в разделе 6,

Тдж - за счет гидрометеоров в виде дождей и снега на частотах 6 ГГц и выше. Методика расчета Тдж описана в [1] на стр. 284 - 292 и в [2, 3].

Расчет Тджс проводится для наиболее худшего сезона для использовании вертикальной поляризации электромагнитных волн. Аналогично (6.10) среднегодовая величина приблизительно равна

Тдж = Тджс/4.

Аппроксимация графиков (9.57) и (9.58) из [1] позволяет представить зависимость затухания, зависящую от его неравномерности на трассе распространения, для вертикальной поляризации в следующем виде:

M = [(0,0634 f - 0,362) r₀ + (0,13 f + 6,2)] ln J - (1,1 f - 2,6) ln r_o - 1,8 f + 27,1

где r₀ подставляется в км,

J - интенсивность дождя в мм/ч.

Границы аппроксимации на частотах:

11 ГГц для трасс протяженностью 5 км< r_o <40 км, 20 мм/ч < J < 150 мм/ч,

7 и 8 ГГц «- «10 км< r_o <50 км, 30 мм/ч < J < 180 мм/ч,

Из (7.3) задавшись величиной допустимого ослабления на трассе, полученного в разделе 5, можно получить следующее уравнение для расчета допустимой интенсивности дождей на интервале:

М + (1,1 f - 2,6) ln r_o - 1,8 f + 27,1

J = exp --------------------------------------------------------

[(0,0634 f - 0,362) r₀ + (0,13 f + 6,2)]

42.65 + (1,1 11,2 - 2,6) ln 22,2 - 1,8 11,2+ 27,1

J = exp ------------------------------------------------------------------------

[(0,0634 11,2 - 0,362) 22,2 + (0,13 11,2 + 6,2)]

=95 мм/ч.

Программа для расчета неготовности за счет ослабления в дождях приведена в Приложении 7. Там же приведены уравнения для расчета процента времени осадков для Северного Кавказа. Сезонные проценты времени осадков аппроксимируются уравнениями

Tджc = 10^-С,

где для Северного Кавказа: С = -2, 4 10^-5 J² +0,0193 J + 0,312= -2, 4 10^-5 95² +0,0193 95 + 0,312,

Тджск = 1,92 10^-4^;

Из (7.1) получим в частности для Северного Кавказа

Т = To + Tдж/4 = 7 10^-5 + 1,92 10^-4 /4 = 1,18 10^-4%.

Таким образом норма по коэффициенту неготовности выполняется для любого места России

Дожди являются определяющим фактором для диапазона 11ГГц.

7. Расчет показателя по сильнопораженным секундам

Сильно пораженные секунды (СПС) определяются интерференционными замираниями сигнала.

Процент времени появления слоистых неоднородностей, отражающих электромагнитные волны равен:

Т(De) = 4,1 10^-4 r_o²[км] Q f^1,5 [ГГц] = 4,1 10^-4 22,2² 1 11,2^1,5= 7,57.

где Q ? 1 для сухопутных районов,

Q ? 5 для приморских районов, а также для районов вблизи водохранилищ, крупных рек, болот других водных массивов за исключением крайнего Севера,

Q 1ч 2 для надводных районов Севера.

В (8.1) Q = 1.

Процент времени гладких интерференционных замираний равен

СПСгл = Т(De) 10^{-0,1 М} = 7,57 10^{-0,1 42.65} = 0,0004%

Гладкие интерференционные замирания характеризуют равномерное ослабление сигнала для всех составляющих спектра радиосигнала. Неравномерность ослабления составляющих спектра сигнала приводит к увеличению СПС, которая характеризуется дополнительной величиной СПСчс:

СПС = СПСгл + СПСчс = СПСгл В

где В = 1 + СПСчс/СПСгл

Чем шире полоса частот цифрового сигнала тем больше составляющая В, обусловленная неравномерностью. Примерные значения величины В для ДОФМ (4-х позиционной относительной фазовой модуляции) приведены в Табл. в зависимости от цифрового потока передаваемого по ЗЦРРЛ по одному стволу.

Тип цифрового потока	Е1	Е2	Е3
В	1,1	1,25	2

Для рассматриваемого примера получим

СПС = СПСгл В = 1,25 0,0004 = 0,0051%

Сравнивая полученное значение СПС и норму на величину СПС = 0,0035%, определяемую (2.10), видим что для одиночного приема она не выполняется. Для устранения этого можно предложить использовать частноразнесенный прием. Например, использовать 1 ствол для рабочего ствола, а 4 ствол в качестве резервного.

Выигрыш при использовании частотно-разнесенного приема определяется формулой:

I = 80 (Df/f²) 10^0,1^M = 80 (0,4/11,2²) 10^{0,1 42.65} = 4,7

где Df = 400 МГц - частотный разнос рабочего и резервного ствола.

СПС при использовании частотно-разнесенного приема равна

СПСчр = СПС/I = 0,0051/4,7 = 0,0011%.

Теперь норма по СПС выполняется.

В качестве другого метода уменьшения СПС может быть использовано увеличение мощности передатчика на 3 дБ. В этом случае согласно (8.2) и (8.3) получим

СПС3 = СПС0 10^-0,1³ = 0,0051 0,5 = 0,0026%

Из (8.6) видим, что при увеличение мощности передатчика в 2 раза с трудом удается выполнить норму по СПС. Кроме того увеличивается вероятность возникновения помех для других ЗЦРРЛ.

Другой возможностью является увеличение размера антенны до 1,8 м. В этом случае согласно (5.2) увеличится коэффициент усиления антенны на величину: --G = 20 log (1,8/1,2) = 3,5дБ. Величина G = 36,5 + 3,5 = 40дБ, что недопустимо для частоты 11 ГГц из-за того что коэффициент усиления превысит 46дБ при размере антенны 1,8 м. При частотно-разнесенном приеме таких проблем нет. Норма по СПС легко выполняется. Однако при этом уменьшается вдвое количество телефонных каналов, которое может быть передано по ЗЦРРЛ. Это затруднит использование ЗЦРРЛ при дальнейшем развитии региона Окончательный выбор за Вами. При использовании частотно-разнесенного приема норма по СПС для ЗЦРРЛ, состоящей из 17 интервалов составит:

СПСррл = 17 СПСчр = 17 0,0006 = 0,01%,

которая значительно лучше нормы 0,0928%, приведенной в (2.9).

Заключение

В результате курсового проектирования разработана зоновая цифровая радиорелейная линия, позволяющая решить задачи организации и управления взаимосвязанными отраслями народного хозяйства (связать с введением). Выполнено на аппаратуре фирмы НТЦ «Микрон», станции Мик-РЛ, работающей на диапазоне частот 11 ГГц с QPSK модуляцией.

Качество передаваемой информации в цифровой форме соответствует международным нормам. По мере развития региона возникнет потребность в дальнейшем увеличении количества передаваемой информации. Увеличение может быть достигнута за счет увеличения количества рабочих стволов (использования дополнительных цифровых радиорелейных систем с большей пропускной способностью, например, синхронной иерархии или за счет отказа от разнесенного приема, использования большей мощности передатчика, применением больших размеров антенн) на тех же антенных опорах, что удешевит модернизацию.

Литература

1. Справочник по радиорелейной связи /под ред. Бородича С.В. - М.: Радио и связь, 1981.

2. Методические указания к расчету устойчивости работы РРЛ прямой видимости /под ред. Даниловича О.С. - Л.:ЛЭИС, 1987.

3. Методические указания к использованию ДИСАП-РРЛ-0010 /под ред. Даниловича О.С. - Л.: ЛЭИС, 1989.

4. Диалоговая система автоматизированного проектирования радиорелейных линий прямой видимости ДИСАП-РРЛ-0010 /под ред. Даниловича О.С. - Л.: ЛЭИС, 1089.

5. Мордухович Л.Г. Радиорелейные линии связи. - М.: 1989.

6. Техника электросвязи за рубежом: Справочник /Л.И. Яковлев и др. - М.: Радио и связь, 1990.

7. Системы радиосвязи /под ред. Калашникова Н.И. - М.: Радио и связь 1988.

8. Радиорелейные и спутниковые системы передачи /под ред. Немировского А.С. - М.: Радио и связь, 1986

9. Лобач В.С., Яковлев В.И. Методические указания к выполнению курсового

проекта с использованием программируемых микрокалькуляторов. - Л.: ЛЭИС, 1985.

10..В.Н. Гомзин, В.С. Лобач, В.А. Морозов. Расчет параметров цифровых РРЛ, работающих в диапазоне частот выше 10 ГГц. СПбГУТ. - СПб, 1998

Размещено на Allbest.ru

...

курсовая работа "Проектирование зоновой цифровой радиорелейной линии" скачать

Подобные документы

Проектирование цифровой радиорелейной линии г. Братск - г. Иркутск
Проект создания магистральной высокоскоростной цифровой связи. Разработка структурной схемы цифровой радиорелейной линии. Выбор радиотехнического оборудования и оптимальных высот подвеса антенн. Расчет устойчивости связи для малых процентов времени.

курсовая работа [1,2 M], добавлен 06.10.2013
Расчёт радиорелейной и спутниковой линии связи
Расчет пролёта радиорелейной линии. Выбор оптимальных высот подвеса антенн. Ухудшения связи, вызванные дождем и субрефракцией радиоволн. Энергетический расчет линии "вниз" и "вверх" для спутниковой системы связи. Коэффициент усиления антенны приемника.

курсовая работа [801,4 K], добавлен 28.04.2015
Проектирование и расчет трассы радиорелейной линии
Рассмотрение использования радиорелейных линий прямой видимости для передачи сигналов сообщений. Выбор трассы и определение структуры проектируемой линии. Построение профиля интервала, расчет высот подвеса антенн и уровня сигнала на входе приемника.

курсовая работа [310,1 K], добавлен 03.06.2014
Расчёт цифровой радиорелейной линии связи
Структурная схема радиорелейной линии. Оптимальные высоты подвеса антенн на пролётах ЦРРЛ. Расчёт устойчивости связи на ЦРРЛ с учётом резервирования. Применение волн с различным типом поляризации, принципа зигзагообразности при размещении станций.

курсовая работа [12,4 M], добавлен 16.08.2010
Проектирование радиорелейных линий связи
Особенности выбора трассы и структуры проектируемой радиорелейной линии связи. Изучение требований, предъявляемых при выборе трассы РРЛ. Определение количества интервалов на участке РРЛ. Методы определения высоты подвеса антенн для устойчивости связи.

курсовая работа [67,4 K], добавлен 06.06.2010
Проектирование цифровой радиорелейной линии на участке "Томск-Чажемто"
Краткий обзор радиорелейных линий связи. Реконструкция цифровой радиорелейной линии (ЦРРЛ) "Томск-Чажемто" на более современную аппаратуру, работающей по технологии PDH или SDH. Оценка технико-экономической эффективности выбора и разработки проекта.

дипломная работа [3,5 M], добавлен 20.09.2010
Проект цифровой радиорелейной линии г. Уфа - г. Челябинск
Этапы и методы проектирования цифровой радиорелейной линии г. Уфа - г. Челябинск, то есть создание магистральной высокоскоростной цифровой связи в индустриально развитой области России. Обоснование выбора радиотехнического оборудования и мультиплексора.

курсовая работа [1,7 M], добавлен 07.12.2011
Проект участка цифровой радиорелейной линии для обслуживания электросетей Гатчинского района
Разработка проекта участка цифровой радиорелейной линии связи протяжённостью 61 км, соединяющего технологические объекты энергосети Гатчинского района. Выбор оборудования, антенн. Показатели работы ЦРРЛ при использовании частотно-разнесенного приема.

дипломная работа [1,2 M], добавлен 28.09.2011
Радиопередатчик радиорелейной линии с цифровой модуляцией
Разработка передатчика для конечной станции радиорелейной линии связи с восьмиуровневой относительной фазовой манипуляцией в качестве модуляции. Выбор наиболее эффективных путей реализации современных технических условий на проектируемое устройство.

курсовая работа [79,9 K], добавлен 30.12.2010
Проектирование радиорелейной линии связи
Выбор оборудования для радиорелейной линии связи. Нормы на качественный показатель и готовность РРЛ. Определение потерь распространения радиосигнала в свободном пространстве и с учетом препятствий и его ослабления в атмосфере. Анализ интервала трассы.

курсовая работа [1,1 M], добавлен 08.03.2015
Проектирование цифровой радиорелейной линии
Характеристика аппаратуры Радиус-15М с планом распределения частот. Построение профиля пролёта. Выбор высот подвеса антенн. Расчёт потерь, вносимых волноводным трактом. Расчёт минимально допустимого множителя ослабления и уровней сигнала на пролётах.

курсовая работа [199,1 K], добавлен 30.01.2011
Проектирование радиорелейной линии связи
Разработка радиорелейной трассы Искитим-Ленево-Белово со скоростью передачи 34 Мбит/с протяженностью 17 км. Выбор аппаратуры и параметров антенно-фидерного тракта. Значение просвета для короткопролетных микроволновых систем. Учет атмосферной рефракции.

курсовая работа [292,3 K], добавлен 05.07.2013
Проект соединительной цифровой радиорелейной линии для сети сотовой связи Томск - Володино
Краткий обзор радиорелейных систем передачи прямой видимости. Аппаратура цифровых систем передачи для транспортных и корпоративных сетей. Разработка цифровой радиорелейной линии связи на участке Володино - Вознесенка - Киреевска. Расчет параметров трассы.

дипломная работа [1,2 M], добавлен 23.09.2013
Проект цифровой радиорелейной линии г. Волгоград – г. Астрахань
Краткая характеристика региона прохождения РРЛ-трассы, обоснование е выбора. Выбор радиотехнического оборудования. Разработка схемы организации связи на проектируемой линии. Расчет минимально допустимого множителя ослабления, устойчивости связи антенн.

курсовая работа [2,0 M], добавлен 06.10.2013
Проектирование радиорелейной трассы Лида – Березовка – Новогрудок
Выбор места расположения радиорелейных станций, исходя из рельефа и особенностей местности. Построение продольного профиля интервала. Определение высоты подвеса антенн, величины потерь и расчет запаса на замирание. Разработка структурной схемы станции.

курсовая работа [1,2 M], добавлен 28.10.2014
Реконструкция внутризоновой сети на базе радиорелейной связи
Характеристика существующих средств связи. Техническое описание радиорелейного оборудования "Радиус-ДС". Расчет высоты подвеса антенн и минимально-допустимого множителя ослабления. Замирания, вызванные рассеиванием электромагнитной энергии в дождях.

дипломная работа [156,4 K], добавлен 20.11.2013
Построения радиорелейной линии передачи через спутниковые системы
Шумы и помехи в каналах радиорелейной связи. Установка азимута и угла для предварительного наведения приёмной антенны на геостационарный спутник. Индикатор наведения антенны на спутник. Технология изготовления параболических антенн для Спутникового ТВ.

диссертация [3,6 M], добавлен 10.07.2015
Расчет перископической антенны радиорелейной станции прямой видимости
Понятие и основные достоинства радиорелейных линий. Сравнительная характеристика и выбор типа антенны, изучение ее конструкции. Расчет высоты установки антенны над поверхностью Земли. Определение диаграммы направленности и расчет параметров рупора.

курсовая работа [439,3 K], добавлен 21.04.2011
Расчет транспортной сети оператора сотовой связи "Мегафон" в Верхнебуреинском районе
Выбор трассы и расстановка цифровой радиорелейной линии ЦРРЛ. Расчет и построение профилей интервалов радиорелейных линий. Выбор типа и состава оборудования. Разработка схемы организации связи по проектируемой ЦРРЛ. Построение диаграммы уровней сигнала.

дипломная работа [631,5 K], добавлен 01.10.2012
Передатчик для свободного пространства
Определение мощности передатчика радиорелейной линии с учетом затухания сигнала в атмосфере и дождях для радиорелейных станций типа "Микран". Расчет мощности передатчика для свободного пространства. Оценка работоспособности пролета радиорелейной линии.

контрольная работа [2,1 M], добавлен 22.05.2022

Другие документы, подобные "Проектирование зоновой цифровой радиорелейной линии"

весь список подобных работ

скачать работу можно здесь

сколько стоит заказать работу?

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.