Курсовое проектирование цифровой радиорелейной системы передачи прямой видимости

(9.27)

Полученное значение V = 0 дБ показывает, что на пересечённой трассе отражениями от земной поверхности можно пренебречь.

Так как по заданию на трассе наблюдается положительная рефракция радиоволны, то в данном случае множитель ослабления радиоволн, учитывающий отражения их от подстилающей поверхности имеет незначительную величину и его можно не учитывать в расчётах.

7. Из экспериментальных данных [10, табл. 9.7] известно, что на пересечённых трассах с большим просветом при , в диапазоне частот (4…11) ГГц значения V(20%), учитывающие отражения волн от земной поверхности, изменяются в пределах - (1,5…4) дБ, причём, чем больше частота, тем больше модуль V(20%).

На пересеченных пролётах ослабление сигнала происходит за счёт замираний сигнала, вызванных отражениями радиоволн от слоистых неоднородностей тропосферы и в результате влияния интенсивных дождей.

Из экспериментальных данных известно, что множитель ослабления ЭМВ для среднепересечённых интервалов, учитывающий влияние слоистых неоднородностей тропосферы, может меняться в пределах - (10…35) дБ [10, с. 280; 7, с. 45]. На слабопересечённых пролётах Vмин = - (28…35) дБ.

Ослабление в осадках начинает сказываться на частотах f > 6 ГГц (л <5 см) и особенно существенно влияет на условия РРВ на f > 10 ГГц. Множитель ослабления ЭМВ на трассе будет зависеть от интенсивности дождя и длины ЭМВ. Слабый дождь - это осадки с интенсивностью - (1…5) мм/ч, умеренный - (5…20) мм/ч, сильный - (20…40) мм/ч, ливни - более 40 мм/ч [10, с. 259]. Из экспериментальных данных известно, что множитель ослабления ЭМВ в дождях различной интенсивности меняется примерно в пределах - (5…15) дБ. Чем выше частота колебаний и интенсивнее дождь, тем больше замирания сигнала.

Отличие формы дождевых капель от сферической характерно для сильных и ливневых дождей, что приводит к зависимости ослабления сигнала от поляризации ЭМВ. При горизонтальной поляризации ослабление ЭМВ на (10…25)% больше, чем при вертикальной [10, с. 260]. Поэтому в районах интенсивных дождей целесообразно использовать ЭМВ с вертикальной поляризацией.

Используя, указанные данные и данные в литературе определить значения множителей ослабления, учитывающих ослабление ЭМВ в слоистых неоднородностях и осадках различной интенсивности.

10. Расчёт уровня шумов в каналах РРСП

Качество передачи сигналов в цифровых радиорелейных стволах характеризуется вероятностью ошибочного приёма символов. Причиной возникновения ошибок при приёме сигнала могут являться следующие факторы: тепловой шум (ТШ), межсимвольные искажения (МСИ), энергетическое состояние канала связи, наличие внешних помех и другие.

Существенный вклад в тепловой шум вносит флуктуационная помеха (шум), возникающая в процессе квантования в виде ошибки квантования. Ошибка квантования рассматривается, как разность между мгновенным значением сигнала и ближайшим разрешённым уровнем квантования сигнала.

Межсимвольные помехи (межсимвольные искажения или интерференционные помехи) возникают при стремлении к повышению скорости передачи информации при ограниченной полосе частот трактов, в особенности при многолучевом распространении ЭМВ. В условиях, когда ширина полосы частот тракта ограничена, передача каждого сигнала кодовой комбинации будет сопровождаться переходными процессами, которые могут искажать определённые символы [8, с. 193]. Наличие взаимодействий ЭМВ в АФТ и многолучевость РРВ также приводят к искажениям формы импульсов и увеличению их длительности.

Перечисленные факторы приводят к увеличению мощности помех (шумов) на выходе ТФ канала ЦРРЛ. Такие помехи в каналах цифровых систем передачи оценивают по величине вероятности ошибок на выходе регенератора, устанавливаемого в устройстве сопряжения после демодулятора [4, с. 246]. Вероятность ошибки возрастает при увеличении мощности шумов и помех. Шум может вызывать сбой сигнала, т. е. подавление хотя бы одного из импульсов или появление нового импульса в кодовой позиции, на которой он должен отсутствовать.

Вероятность ошибки приёма символов будет зависеть от вида манипуляции, числа уровней и способа демодуляции сигнала на приёмном конце.

При расчёте уровня шумов по мощности учитываются шумы квантования и шумы ошибочного приёма символов. Расчёт уровня шумов в ТФ каналах ЦРРЛ рассматривается на примере методики [7, с. 61].

1. Уровень шумов квантования по мощности на выходе ТФ канала при использовании аппаратуры ИКМ с равномерным квантованием (линейный кодек) аналогового многоканального ТФ сообщения с частотным разделением каналов (ИКМ-ЧР) определяется для одного интервала по эмпирической формуле (в дБпВт)

(10.1)

где - число разрядов в двоичном коде ИКМ, обычно = 7…8.

В примере расчёта = 8, тогда, подставляя это значение в формулу (10.1) получается

Тогда, используя формулы для переводы из логарифмических единиц в разы

(10.2)

рассчитывается мощность шумов квантования

2. Уровень мощности шумов из-за ошибочного приёма символов в системе ИКМ-ЧР для передачи многоканального телефонного сигнала (МТС) с числом каналов 60 рассчитывается для одного интервала по эмпирической формуле (в дБпВт)

(10.3)

где ошибки с вероятностью могут возникать за счёт накопления их на всей ЦРРЛ и вызываемые ТШ, МСИ и другими факторами. Наиболее опасна для обеспечения бесперебойной связи ситуация, когда происходят одновременные замирания сигналов на пролётах.

Гипотетическая ЦРРЛ содержит n одинаковых пролётов, на каждом из которых допустима вероятность ошибки [4, с. 250].

На проектируемой ЦРРЛ, согласно рекомендациям МККР, принимается для всей ЗЦРРЛ

(10.4)

Тогда вероятность ошибки для одного интервала рассчитывается по формуле

(10.5)

Тогда для случая (10.3) уровень шумов для одного интервала равен

(10.6)

что соответствует мощности шумов из-за ошибочного приёма символов

3. Мощность шумов на выходе ТФ канала ЦРРЛ определяется по формуле [7, с. 61]

(10.7)

что соответствует требованиям. Известно из рекомендаций МККР и ВСС, что среднеминутная псофометрическая мощность шума, которая может превышаться в течение не более 0,1% любого месяца для РРЛ прямой видимости составляет [7, с. 186]

(10.8)

относительно точки нулевого уровня.

11. Расчёт устойчивости связи

В настоящее время известно несколько методик расчёта устойчивости связи. Так в соответствии с рекомендациями МККР и нормами ВСС устойчивость связи на РРЛ оценивается по проценту времени наихудшего месяца в течение которого связь нарушается, т. е. по показателю неустойчивости [3, с. 35].

Устойчивость связи можно также определить по надёжности и достоверности передачи цифровой информации по РРЛ с учётом статистических характеристик длительности замираний и их качества за короткие интервалы времени [7, с. 58].

В литературе [1,5] предлагается использовать в виде критерия проектирования ЦРРЛ оценку качества передачи цифровых потоков по коэффициенту неготовности РРЛ и сильно поражённым секундам, определяемым частотно селективными замираниями.

В методиках расчёта встречаются понятия: устойчивость, надёжность, достоверность. В Большом энциклопедическом словаре устойчивость системы рассматривается как ее способность её восстанавливать исходное состояние после какого-либо возмущения . Надёжность системы - свойство системы выполнять заданные функции, сохраняя свои основные характеристики в установленных пределах. Достоверность определяется как форма существования истины, обоснованной каким - либо способом (экспериментом, логически и др.) для познающего объекта.

В дальнейшем в тексте понятия надёжность и устойчивость будут рассматриваться применительно к системе, как её способность сохранять работоспособность с заданным качеством за максимально возможный период времени. Достоверность будет применяться к информации, рассматриваться, как смысловая точность информации при передачи в РРЛ с максимально-допустимыми искажениями.

Проектировщик ЦРРЛ может выбрать произвольную методику оценки устойчивости связи.

11.1 На примере расчёта устойчивости системы будет рассмотрена методика по показателю неустойчивости связи [3, с. 35]. Целью расчёта является проверка РРЛ на устойчивость при выбранных значениях относительных просветов P(g) на пролётах [4, с. 203].

Пример.

Устойчивость связи на РРЛ оценивается выполнением условия

(11.1)

где - процент времени месяца, в течении которого РРЛ работает неустойчиво, т. е., когда мощность шумов в телефоном канале превышает допустимое значение

(11.2)

При этом происходят глубокие замирания сигнала, что сопровождается увеличением модуля множителя ослабления

(11.3)

где (9.5) - минимально допустимое значение множителя ослабления, при котором на ОРС в телефонном канале мощность шума не превышает = 47500 пВт [4, с. 203].

- допустимый процент времени месяца нарушения устойчивости связи данной РРЛ, определённый в соответствии с нормами ВСС [4, с. 249], в течение которого допустимо превышение усреднённой и , т. е., когда = 47500 пВт в точке нулевого относительного уровня в течение для гипотетической РРЛ прямой видимости протяженностью L = 2500 км. [7, с. 34]. Усреднённая вероятность ошибки не должна превышать значений: в течение более, чем 0,4% времени любого месяца при времени усреднения 1 мин; в течение более, чем 0,054% времени любого месяца при времени усреднения 1с [4, с. 248]. В дальнейших расчётах для радиорелейного участка принимается при [4, с. 249].

1. В соответствии с методикой [3, с. 35] для проектируемой ЦРРЛ рассчитывается допустимый процент времени месяца нарушения устойчивости связи

(11.4)

где = 1400 км - длина гипотетической РРЛ

(11.5)

2. Общее время нарушения связи на пролёте в процентах времени наихудшего месяца определяется по формуле [4, с. 204]

(11.6)

где - процент времени нарушения связи из-за экранирующего действия препятствия. На проектируемой РРЛ принимается

(11.7)

- процент времени нарушения связи из-за интерференционных замираний при отражении ЭМВ от земной поверхности и от слоистых неоднородностей тропосферы .

На пересеченном пролёте (отражения ЭМВ от земли не учитываются) рассчитывается по формуле [3, с. 27]

(11.8)

где - процент времени месяца нарушения связи из-за интерференционных замираний, обусловленных отражениями ЭМВ от слоистых неоднородностей тропосферы со скачком диэлектрической проницаемости , рассчитывается по формуле [3, с. 27]

(11.9)

где - 32,3 км - техническое задание; = 7,4 ГГц - рис. 1 приложения 3; о = 1 - для сухопутных трасс; о = 5 для районов с повышенной влажностью (реки, озёра)

(11.10)

рассчитан по формуле (9.23). В формулу (11.8) подставляются полученные значения и , тогда

(11.11)

- процент времени месяца нарушения связи из-за ослабления ЭМВ дождём принимается

(11.12)

Это значение определяется по графику статистического распределения среднеминутных значений интенсивности дождя при интенсивности J = 130 мм/час для Северо-Запада [4, с. 207].

Тогда суммарное время неустойчивой работы пролёта равно

(11,13)

3. Суммарное время неустойчивой работы РРЛ определяется по формуле [4, с. 206]

(11.14)

где n - количество пролётов, (2.1)

(11.15)

4. Исходя из расчёта, процент времени месяца, в течение которого РРЛ работает неустойчиво получилось меньше допустимого процента времени месяца, когда нарушается устойчивость связи, что свидетельствует об устойчивости связи на проектируемой ЗЦРРЛ.

Если в результате расчётов неравенство (11.1) нарушается, т. е

(11.16)

тогда необходимо увеличивать модуль || или запас уровня сигнала на замирания на входе приёмника Z (8.13) до Z = 40 дБ за счёт увеличения мощности передатчиков РРС и коэффициентов усиления антенн на РРЛ до 40 дБ и более.

11.2 Оценка ожидаемой надёжности и достоверности передачи информации по РРЛ с учётом количества замираний и их длительности за короткие усредненные интервалы времени [7, с. 58; 10, с. 307].

1. Рассчитать статистические характеристики длительности замираний на интервале. Для этого определить медианное значение длительности замираний по формуле

(11.17)

где [раз.] - минимально допустимый множитель ослабления ЭМВ (9.23), ; = 7,4 ГГц (5.3) - средняя частота диапазона (техническое задание); (в секундах) - эмпирический коэффициент; - параметр характеризующий медианную скорость изменения величины V на данном пролёте. Значение коэффициента определяется из зависимости

(11.18)

где - параметр, рассчитываемый по формуле

(11.19)

где = 32,3 км - техническое задание; (9.17)

(11.20)

Из графика зависимости (11,18) по рис. 11.1 определяется значение коэффициента

с, . (11.21)

Рис. 11.1 Зависимость .

1 - для слабопересечённых морских трасс.

2 - для пересечённых трасс.

Используя (11.17), рассчитывается

(11.22)

Стандартное отклонение длительности замираний определяется из таблицы 11.1 [7, с. 58].

Таблица 11.1 Стандартное отклонение длительности замираний.

	-20	-25	-30	-35
	6,5	5,8	5,2	4,9

Для = -30 дБ определяется стандартное отклонение длительности замираний

(11.23)

Где

(11.24)

2. Общее число замираний, ожидаемое за летний месяц, рассчитывается по формуле

(11.25)

где = 7,4 ГГц; - эмпирический коэффициент, определяемый приблизительно из рис. 11.2.

(11.26)

Рис. 11.2. Графики для определения .

1 - для морских и слабопересечённых приморских трасс;

2 - для сухопутных слабопересечённых трасс;

3 - для пересечённых трасс.

Тогда

(11.27)

3. Число сеансов связи с глубокими замираниями рассчитывается по формуле [7, с. 60]

(11.28)

где М - эмпирический коэффициент, определяемый приблизительно из таблицы 11.2 [7, с. 59] для длительности сеанса связи = 10 мин.

Таблица 11.2. Значения эмпирического коэффициента М.

	7	8	11
	0,8	1,6	0,5

Используя данные таблицы 11.2 и формулу (11.28), рассчитывается

(11.29)

4. Максимальное число замираний за сеанс длительности = 10 мин рассчитывается по формуле

(11.30)

где q - эмпирический коэффициент выбирается в пределах q = 19 … 33.

Принимая q = 30, рассчитывается по формуле (11.30)

(11.31)

Из литературы [7, с. 60] известно, что для длительности сеанса = 10 мин для диапазонов частот приблизительно равно:

- 8 ГГц, = 76;

- 11 (12) ГГц, = 18. (11.32)

5. Максимальное число сеансов связи за летний месяц (720 часов) определяется по формуле

(11.33)

где = 10 мин.

6. Относительное число сеансов связи с возможным снижением качества связи из-за глубоких замираний сигнала за время сеанса (без учёта замираний, вызванных дождём)

(11.34)

где - рассчитана по формуле (11.28)

7. Тогда надёжность передачи информации определяется по формул

(11.35)

8. При учёте влияния дождей на надёжность связи считают, что основной причиной срыва связи является сильный ливень [7, с. 61]. В этом случае по известному рассчитывается время действия этого дождя по формуле

(11.36)

9. Число сеансов, на качество которых может оказать влияние дождь, приближённо рассчитывается по формуле

(11.37)

10. Относительное число сеансов с возможным ухудшением качества связи с учётом дождей

(11.38)

11. Надёжность передачи информации с учётом дождей рассчитывается по формуле

(11.39)

Рассчитанная надёжность связи обеспечивает бесперебойность связи на РРЛ и отвечает требованиям к РРСП прямой видимости.

12. Способы повышения надёжности связи

Изменения состояния тропосферы, метеорологических условий, а также в результате других воздействий окружающей среды возможно увеличение потерь энергии сигнала, что приводит к нарушению устойчивости связи. Чтобы предотвратить потери информации, необходимо предусмотреть меры по повышению надёжности связи. В процессе эксплуатации РРЛ уже известны следующие способы повышения устойчивости сигнала [1…10]:

- рациональный выбор трассы;

- адаптивная коррекция энергетических параметров РРЛ;

- автоматическое резервирование радиостволов (аппаратуры) РРЛ;

- различные виды разнесённого приёма (пространственно-разнесённый, частотно-разнесённый, территориально-разнесённый приём, разнесение сигналов по поляризации и др.);

- вспомогательные методы и др.

При выборе трассы РРЛ необходимо, чтобы отражённый от Земли луч был сильно ослаблен. Для этого отдают предпочтение пересечённой местности, избегают равнин и водных поверхностей. Ретрансляционные пункты располагают на разнящихся высотах, так как в этом случае точка отражения лежит в непосредственной близости к низкорасположенной станции, увеличиваются углы скольжения и влияние местных поверхностей, что приводит к уменьшению коэффициента отражения. На таких трассах также уменьшаются дифракционные изменения сигнала.

На морских, приморских интервалах РРЛ с разнящимися высотами передающей и приёмной антенн для уменьшения экранирующего влияния неоднородностей тропосферы рекомендуется выбирать длину трассы не более 50 км.

Для повышения устойчивости связи используют рациональный выбор высот антенных опор.

Адаптивная коррекция энергетических параметров может осуществляться в зависимости от состояния канала связи. Так при увеличении шумов на выходе канала связи по цепи обратной связи автоматически поступает команда на соседнюю РРС об увеличении мощности её передатчика, включении малошумящего усилителя (МШУ) и схемы автоматического регулирования усиления на станции, где ухудшилась устойчивость связи. Если соотношение сигнал/шум на приёмном устройстве стало соответствовать норме, то адаптация прекращается, что необходимо для экономии энергоресурсов и соблюдения электромагнитной совместимости (ЭМС) радиоэлектронных средств (РЭС), для исключения нарушения экологического баланса в природе.

При воздействии помех на РРС возможен автоматический переход соседних станций на запасные частоты, смена поляризации ЭМВ, включение адаптивных компенсаторов помех, переход на резервные направления связи. Возможно использование и других способов адаптивной коррекции энергетических параметров РРЛ.

Автоматическое резервирование предполагает переход канала связи при выходе из строя оборудования этого канала на резервный ствол (резервный приёмопередатчик) или переход на другой модем при выходе основного блока из рабочего состояния. Для выполнения этих функций необходимо предусмотреть наличие аппаратуры автоматического резервирования с использованием различных способов резервирования (поучасткового, постанционного, резервирование модемов и др.).

Различные виды разнесённого приёма сигнала относятся к специальным мерам уменьшения глубины замираний сигнала. Пространственно-разнесенный приём (ПРП) или сдвоенный приём с разнесением антенн по высоте, а также частотно-разнесённый приём являются эффективными средствами борьбы с интерференционными замираниями. Такой приём обычно применяется на плоских и морских трассах, на протяжённых пересечённых интервалах РРЛ. При этом требуются дополнительные материальные затраты на дополнительный комплект приёмника и антенны при ПРП или дополнительное приёмопередающее оборудование при ЧРП.

Территориально-разнесённый приём (ТРП) предполагает сдвоенный приём с разнесением трасс по территории. Такой приём улучшает состояние электромагнитной обстановки (ЭМО) при выпадении осадков.

Разнесение сигналов по поляризации обеспечивает дополнительную развязку между сигналами передатчика и приёмника разнесёнными по частоте, что должно улучшить ЭМО для приёма сигнала. При этом на каждых ПРС и УРС требуется изменение поляризации ЭМВ, передатчик и приёмник работают на разных поляризациях сигналов. Возможен так же вариант, когда в одном направлении РРЛ используют одну поляризацию ЭМВ , а в обратном направлении другую.

Вспомогательные методы позволяют уменьшить глубину замираний за счёт увеличения направленности антенн, применения специальных экранов для ослабления отраженной от земли ЭМВ и дифракционного влияния.

Так же для борьбы с замираниями могут применяться комбинированные методы и другие.

При проектировании ЗЦРРЛ в данном разделе проектировщик должен выбрать способ ослабления влияния замираний сигнала, улучшения ЭМО. Этот способ необходимо обосновать в проекте. При этом надо учитывать, что применение различных методов улучшения ЭМО на входе приёмника определяется особенностями распространения радиоволн на пролётах, наличием аппаратуры, а также технико-экономическими показателями. Более подробно данные методы рассмотрены в литературе [1…11].

Заключение

Спроектированная ЗЦРРЛ позволит обеспечить непрерывное функционирование высокопроизводительных отраслей народного хозяйства за счёт качественной системы управления по средствам радиорелейной связи.

Техническое задание выбрано, согласно своего варианта. В процессе проектирования определена структура ЗЦРРЛ между Светогорском и Тихвиным, определены места расположения РРС, учтён эффект “зигзагообразности”.

Продольный профиль интервала построен для своего варианта одного интервала. Для каждой РРС определены прямые магнитные азимуты антенн и частоты передающих и приёмных устройств, рассчитана средняя частота (длина волн) рабочего диапазона.

В последующем определены высоты подвеса антенн, рассчитаны ослабление поля свободного пространства, мощность сигнала на входе приёмника.

В проекте проведена оценка влияния земной поверхности и атмосферной рефракции путём расчёта множителя ослабления ЭМВ.

Расчёты уровня шумов в каналах РРСП и устойчивости связи показали, что спроектированная РРСП отвечает требованиям МККР и ВСС.

В проекте предложены и обоснованы способы повышения надёжности связи. Вариант ЦРРС рассмотрен в приложении 4.

Список литературы

1. Гомзин В.И., Лобач В.С., Морозов В.А. Расчет параметров цифровых РРЛ, работающих в диапазоне частот выше 10 ГГц - СПб.: СПб ГУТ, 1998.

2. Конторович Л.М. Радиорелейные системы передачи. Учебно-методическое пособие для студентов специальности 2006. Часть 1. - М.: КТ МТУСИ, 2001.

3. Конторович Л.М. Радиорелейные системы передачи. Учебно-методическое пособие для студентов специальности 2006. Часть 2. - М.: КТ МТУСИ, 2002.

4. Маковеева М.М. Радиорелейные линии связи. Учебник для техникумов. - М.: Радио и связь, 1988.

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

6. Мордухович Л.Г. Радиорелейные линии связи. - М.: Радио и связь, 1989.

7. Мордухович Л.Г., Степанов А.П. Системы связи. Курсовое проектирование: учебное пособие для вузов. - М.: Радио и связь, 1987.

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

9. Системы связи и радиорелейные линии. / Под ред. Калашникова Н.И. - М.: Радио и связь, 1988.

10. Справочник по радиорелейной связи. / Под ред. Бородича С.В. - М.: Радио и связь, 1981 г.

11. Техника электросвязи за рубежом: Справочник. / Л.И. Яковлев и др. - М.: Радио и связь, 1988.

Приложение 1

Таблица 1. Данные профилей интервалов - высотные отметки профилей.

Данные вариантов	Высотные отметки, в м для относительных координат k	Параметры препятствия
k, раз № варианта	0	0,1	0,2	0,3	0,4	0,5	0,6	0,7	0,8	0,9	1,0	Кн	Кк	Н, м
1	50	40	35	45	50	55	60	40	35	50	55	0,6	0,9	10
2	70	65	35	40	70	65	50	30	40	50	50	0,3	0,5	12
3	115	110	90	120	110	105	100	90	70	90	100	0,1	0,9	14
4	225	215	210	195	160	180	225	210	200	205	215	0,2	0,6	16
5	165	160	120	140	145	155	160	170	160	140	170	0,3	0,4	18
6	80	75	35	55	75	75	80	75	60	60	75	0,5	0,7	20
7	90	90	80	95	85	60	45	70	80	60	95	0,4	0,9	8
8	335	325	300	320	340	335	320	270	320	250	325	0,2	0,9	6
9	340	300	330	345	340	335	300	290	270	300	320	0,4	0,5	11
10	460	400	450	470	475	400	380	360	330	380	400	0,4	0,6	13
11	85	90	60	70	90	95	90	50	80	90	90	0,5	0,6	17
12	80	70	40	80	85	90	85	70	65	40	60	0,7	0,8	19
13	450	420	400	430	380	420	460	470	440	450	460	0,8	0,9	21
14	430	420	300	350	390	450	460	470	430	330	450	0	0,9	10
15	445	300	360	420	360	430	465	440	340	400	450	0	1	12
16	460	450	330	400	340	400	465	450	430	425	450	0	0,3	14
17	470	400	460	380	480	475	460	370	446	400	465	0	0,4	16
18	485	440	400	470	490	500	550	540	530	430	535	0,5	1	18
19	495	485	420	470	480	465	430	360	400	450	460	0,3	1	20
20	95	100	85	90	120	130	140	160	150	135	155	0,6	1	8
21	20	0	-10	-10	15	25	20	15	0	-5	15	0,4	1	6
22	35	40	20	10	30	40	50	60	50	40	45	0,6	0,9	11
23	40	30	25	35	45	50	45	30	20	30	35	0,3	0,5	13
24	55	60	40	60	70	60	55	30	50	40	50	0,1	0,9	17
25	75	70	55	60	75	80	90	100	90	80	90	0,2	0,6	19
26	85	75	100	120	130	120	100	80	70	90	130	0,3	0,4	21
27	95	100	85	75	100	120	150	140	135	130	140	0,5	0,7	10
28	110	100	80	65	55	70	90	80	60	70	80	0,4	0,9	12
29	125	110	120	140	130	120	100	110	100	110	130	0,2	0,9	14
30	220	205	200	210	220	230	240	250	230	220	230	0,4	0,5	16

Примечания:

1. Номер варианта профиля соответствует порядковому номеру фамилии студента в журнале учебных занятий.

2. k = - относительная координата точки профиля, где [м] - расстояние от антенны РРС до точки профиля, [м] - протяженность пролета (интервала);

3. Кн =; Кк = - относительные координаты начала и конечной точки препятствия (возвышение над профилем), где -расстояние от антенны РРС до начала препятствия; - расстояние от РРС до конечной точки препятствия. Н [м] - высота препятствия (возвышение над профилем трассы).

Приложение 2

Таблица 1. Исходные данные.

№ п/п варианта	№ типа аппаратуры (выбирается из таблицы 2 приложения 2)	Скорость передаваемого цифрового потока, Кбит/сек	- длина интервала ЗЦРРЛ, км
1, 11, 21	1	2048	38,1
2, 12, 22	1	8448	36,4
3, 13, 23	1	34 368	31,6
4, 14, 24	1	16 896	33,5
5, 15, 25	2	2048	37,1
6, 16, 26	2	8448	35,2
7, 17, 27	2	34 368	32,9
8, 18, 28	3	2048	24,1
9, 19, 29	3	8448	22,2
10, 20, 30	3	34 368	20,2

Таблица 1. Исходные данные (продолжение).

№ п/п варианта	Длина ЗЦРРЛ, км	Среднее значение градиента g·10-8 , 1/м	Стандартное отклонение у·10-8, 1/м
1, 11, 21	427	-6	6,5
2, 12, 22	446	-7	9,5
3, 13, 23	476	-8	7
4, 14, 24	494	-9	8
5, 15, 25	508	-10	9
6, 16, 26	516	-6,5	8,5
7, 17, 27	536	-7,6	7,5
8, 18, 28	560	-8,4	7,8
9, 19, 29	580	-8,8	8,7
10, 20, 30	597	-9,5	6,7

Примечание. Номер варианта соответствует порядковому номеру фамилии студента в журнале учебных занятий.

Таблица 2. Исходные данные.

№ аппаратуры	1	2	3
Наименование аппаратуры	Микрон	Радиус ДС	Звезда 11
Диапазон частот, ГГц	7,25-7,55	7,9-8,4	10,7-11,7
№ рис. частотного плана (указан в приложении 3)	1	2	3 или 4

Основные технические параметры такой аппаратуры с несущественными поправками соответствуют данным, приведенным в таблице 3 приложения 2.

Таблица 3. Исходные данные.

Мощность передатчика, дБм	Коэффициент шума приемника Кш, дБ	Чувствительность приемника, дБм при BER = Рош = 10-3 для скоростей передачи цифрового сигнала, Кбит/сек	Диаметр антенны d, м
		2048 (Е1)	8448 (Е2)	16 896 (2Е2)	34 368 (Е3)
20	5	-89	-86	-83	-80	0,6
23						1,2
26						1,8

Примечания:

1. BER - частота ошибок. Частота ошибок приближается к вероятности ошибочного приема (Рош) при увеличении интервала измерения ошибок.

2. Рпд [дБм] = 10 lg(Рпд [мВт]), Рпд [мВт] = 10^{0,1 Рпд [дБм]} .

3. Кш [дБ] = 10 lg(Кш [ед]).

4. Коэффициент усиления антенны G [дБ] = 20 lg d [м] + 20 lg f [ГГц] + 17,5. При использовании антенны диаметром 1,8 м установка аппаратуры дорожает[1,5].

Приложение 3

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис. 1. Частотный план ЦРРЛ диапазона 7 ГГц (все частотные обозначения приведены в МГц).

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис.2. Частотный план ЦРРЛ диапазона 8 ГГц (все частоты и сдвиги частот приведены в МГц).

Частотные планы на рис.1 и 2 предназначены для цифровых потоков Е3.

Для цифровых потоков Е2 частотные промежутки могут быть сокращены вдвое и составлять 14МГц вместо 28 МГц. Для цифровых потоков Е1 частотные промежутки сокращаются еще в 2 раза и составляют 7 МГц [1,5].

Частотный план в диапазоне 11 ГГц, приведенный на рис.3, остался от аналоговых РРЛ. Вполне возможно он будет преобразован в частотный план, приведенный на рис.4. Вы можете использовать один из этих частотных планов [1,5].

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис.3. Частотный план РРЛ диапазона 11 ГГц (все частоты и сдвиги частот приведены в МГц).

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис.4. Возможный частотный план РРЛ диапазона 11 ГГц (все частоты и сдвиги частот приведены в МГц).

Приложение 4

Краткое описание цифровой радиорелейной станции (ЦРРС).

Описание ЦРРС производится на основе известной РРС применяемой в ЗЦРРЛ Радиус ДС [1].

Комплект радиорелейного оборудования (РРО) данной РРС включает два полукомплекта, каждый из которых представляет отдельную РРС. Полукомплект станции схематически представлен на рис. 1.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис. 1. Полукомплект ЦРРС.

Радиорелейная станция реализована по модульному принципу и состоит из следующих элементов: антенно-фидерного устройства (АФУ), выносного приёмо-передающего модуля (ВППМ), базового блока (ББ), пульта технологического (ПТ), мультиплексора (МС), источника питания сетевого (ИПС). ВППМ, ББ, входят в приемо-передающую аппаратуру (ППА).

В оборудование основной комплектации входят следующие блоки: ВППМ, ББ, АФУ, ПТ. В оборудование дополнительной комплектации включены следующие элементы: МС и ИПС. Кроме этого на РРС используются опорно-поворотное устройство (ОПУ) и кожух К-3.

ВППМ осуществляет основные преобразования сигналов, которые необходимы для приёма и передачи информации по радиотракту. В зависимости от схемы связи ППА может включать один или два ВППМ. Для варианта схемы связи 1+1 (1 - основной ствол и 1 - резервный), а также для другого варианта 2+0 (2 - основных ствола и отсутствие резервного) используются два ВППМ. Возможно применение варианта (1+0) с одним ВППМ. Вариант (1+1) используется на интервалах большой протяжённости. Вариант (2+0) применяют на пролётах меньшей протяжённости. ВППМ размещаются в кожухе и устанавливаются вместе с антенной вне помещений.

Базовый блок (ББ) предназначен для сопряжения с каналообразующей аппаратурой (КОА), модуляции и демодуляции информационным сигналом (информационного сигнала), регенерации цифрового сигнала, обеспечения РРС и РРЛ управлением, контролем, сигнализацией (система ТУ-ТС - телеуправления и телесигнализации) и служебной связью.

Пульт технологический (ПТ) предназначен для юстировки (поворота) антенны с возможностью контроля энергетического запаса уровня сигнала на РРС по показателям уровня АРУ, тестирования ВППМ и организации речевого канала служебной связи между ВППМ и ББ, а также вдоль РРЛ.

Источник питания сетевой (ИПС) используется для обеспечения стабилизированной сети постоянного тока напряжением 60 В мощностью до 150 Вт при напряжении сети переменного тока 220 В .

Мультиплексор (МС) МС-8 или МС-34 предназначен для объединения первичных асинхронных цифровых потоков Е1 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 цифровые потоки (ПЦП) на приёме. МС-8 встраивается в базовый блок ББ-8М, а МС-34 выполняется в виде отдельного блока.

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

Кожух К-3 предназначен для защиты модулей приёмо-передатчиков ВППМ и антенны от атмосферных осадков, для крепления антенны.

В качестве антенны АФУ используются апертурные антенны диаметром 0,6 м и 1,2 м. Применение антенны диаметром 1,8 м усложнит конструкцию крепления, увеличивает стоимость РРС.

Для обеспечения связи ПЦП со скоростью 2048 Кбит/с от КОА поступают в МС, где объединяются в групповой цифровой поток со скоростью передачи 8448 Кбит/с или 34368 Кбит/с (информационный канал). Далее групповой сигнал по кабелю поступает на ББ, который обеспечивает вместе с МС сопряжение КОА с ВППМ. В базовом блоке далее осуществляется регенерация цифрового сигнала, модуляция информационным сигналом сигнала несущей на частоте 70 МГц.

Соединение ББ и ВППМ осуществляется с помощью двух кабелей типа РК-50-4-11. По одному из этих кабелей от ББ, размещаемого в помещении на удалении до 300 м, к передатчику ВППМ передаётся промодулированный информационный сигнал на частоте 70 МГц. По этому же кабелю передаются сигналы управления ВППМ, местный речевой служебный сигнал между ББ и ВППМ (Инф. СКм) и дистанционное питание ВППМ от ИПС. Сигналы местного управления и речевого служебного канала передаются на несущей 4 МГц, модулированной по амплитуде этими сигналами.

При модуляции информационным цифровым потоком (ЦП) формируется сигнал промежуточной частоты (ПЧ) ПЧ ПД 70 МГц. При этом осуществляется четырёх-уровневая относительная фазовая манипуляция. Простейшая схема модулятора представлена на рис.2.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис.2. Модулятор 4 ОФМ.

Цифровой поток (ЦП) поступает на преобразователь кода (ПК), который преобразует входной сигнал в 2 параллельных, каждый из которых модулирует по фазе синфазную и квадратурную составляющие генератора (Г) на ПЧ 70 МГц. В результате на выходе сумматора (?) формируется сигнал 4 ОФМ.

Модулированный сигнал 70 МГц поступает на вход ВППМ, простейшая структурная схема которого представлена на рис.3.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис. 3. Структурная схема ВППМ.

Предварительно ОФМ 70 МГц сигналы поступают в ВППМ на устройство контроля и управления (УКУ) этого модуля. Далее передаваемый сигнал преобразуется из сигнала ПЧ 70 МГц в сигнал рабочего диапазона с помощью синтезатора частот (СЧ), используя схему с двойным преобразованием частоты. Такая схема позволяет уменьшить побочные излучения, которые могут мешать работе других РЭС. После получения СВЧ сигнала он усиливается в усилителе мощности (УМ) и через систему разделения сигналов (СР), собранных на полосовых фильтрах, передаётся в АФУ, а затем излучается корреспонденту.

При приёме сигнала АФУ он поступает через СР на малошумящий усилитель (МШУ) приёмной части ВППМ, собранный на транзисторах. Затем осуществляется двойное преобразование сигнала по частоте из СВЧ в сигналы ПЧ1 и ПЧ2 равный 70 МГц. После преобразования сигнал ОФМ 70 МГц усиливается в тракте ПЧ и подаётся на УКУ и далее на ББ. В УКУ также выводятся сигналы контроля и управления. В ББ осуществляется демодуляция сигнала ОФМ 70 МГц и выделение ЦП. Полученный ЦП передаётся в ячейку ТС, где осуществляется разуплотнение его на несколько потоков:

- информационный абонентский ЦП через разъём “ИНФ.” (Рис.1) передаётся абонентам;

- ЦП служебного телефонного канала со скоростью 64Кбит/с передаётся в ячейку ТУ-ТС для дальнейшей обработки;

- цифровой поток линейного канала ТУ-ТС со скоростью 32Кбит/с поступает в ячейку ТУ-ТС для дальнейшей обработки;

- два дополнительных канала (ИНФ1 и ИНФ2) по 64 Кбит/с каждый остаются в резерве.

Размещено на Allbest.ru

...