Проектирование цифровой РРЛ (радиорелейной линии)

Размещено на http://www.allbest.ru/

2

Размещено на http://www.allbest.ru/

1

Проектирование цифровой РРЛ (радиорелейной линии)

СОДЕРЖАНИЕ

Основные понятия и определения

Введение

1.Техническое задание

2.Определение структуры ЗЦРРСП

3.Выбор трассы и определение мест расположения радиорелейных станций

4.Построение продольных профилей интервалов

5.Рекогносцировка на местности и определение азимутов антенн каждой РРС; планы частот на радиорелейной линии (РРЛ)

6.Определение высот подвеса антенн

7.Расчет ослабления поля свободного пространства

8.Расчет мощности сигнала на входе приемника

9. Способы повышения надежности связи

Заключение

Приложение 1. Таблица данных профилей интервалов

Приложение 2. Таблицы исходных данных на проектирование

Приложение 3. Частотные планы РРС

Приложение 4. Краткое описание ЦРРС

Список литературы

радиорелейная станция антенна линия связи

ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ

Радиорелейная связь - радиосвязь, основанная на ретрансляции радиосигналов метровых (ОВЧ), дециметровых (УВЧ) сантиметровых (СВЧ) и более коротких волн станциями, расположенными на поверхности земли.

Радиорелейная станция (РРС) - приемопередающая станция, с помощью которой обеспечивается радиорелейная связь.

Оконечная РРС (ОРС) - РРС, устанавливаемая на концах РРСП.

Промежуточная РРС (ПРС) - РРС, с помощью которой обеспечивается РЕТРАНСЛЯЦИЯ радиосигнала (прием, усиление, сдвиг по частоте, передача в направлении следующей РРС).

Узловая РРС (УРС) - РРС, где часть каналов ретранслируется, а часть каналов выделяется, вместо выделенных каналов могут вводиться новые.

Канал связи - совокупность технических средств, обеспечивающих передачу сообщений от источника к получателю, а также среда распространения радиоволн (РРВ).

Радиорелейный ствол или линейный тракт - совокупность радиотехнических устройств между комплексами каналообразующей аппаратуры (КОА) двух ОРС, а также среда РРВ.

Тракт РРВ - среда РРВ.

Простой радиорелейный ствол - радиорелейный ствол, организованный двумя ОРС без ретрансляции сигнала.

Составной радиорелейный ствол - радиорелейный ствол при наличии одной и более ретрансляций.

Раздаточный ствол - это ствол, где регламентируется число ответвлений и ретрансляций в групповом тракте и тракте низкой частоты (НЧ) - транзит отдельных каналов связи.

Радиорелейная линия (РРЛ) - совокупность РРС и трактов РРВ или совокупность каналов, используемых для радиорелейной связи.

Радиорелейный интервал (пролет) - часть РРЛ между соседними РРС, включающая аппаратуру и тракт РРВ.

Радиорелейный участок (секция) - часть РРЛ связи, ограниченная двумя близлежащими РРС, которые являются оконечными или узловыми.

Сдвиг по частоте - это сдвиг частот между сигналами сверхвысоких частот (СВЧ) трактов передачи и приема РРС.

Многоствольная РРСП - совокупность нескольких однотипных и разнотипных РРСП и отдельных стволов, имеющих общий тракт РРВ, общие ОРС и ПРС, а также устройства их обслуживания.

Трасса - расположение РРС на местности или карте.

Местная первичная сеть Взаимосвязанной сети связи (ВСС) служит для связи внутрирайонных сельских и городских абонентов с местными узлами и станциями.

Внутризоновая первичная сеть ВСС РФ соединяет областные центры с районными центрами и крупными областными городами.

Зоновая сеть ВСС - совокупность местных и внутризоновых сетей на территории области.

Цифровой ствол - радиорелейный ствол, в котором цифровой сигнал передается во всем спектре основной полосы частот.

План распределения частот - это определенный порядок распределения частот между РРС и стволами каждой РРС.

ВВЕДЕНИЕ

Проектируемая ЗЦРРЛ предназначена для организации взаимодействия между взаимосвязанными высокопроизводительными отраслями народного хозяйства Северо-Западного региона и Тихвинского района. Используя данную ЦРРЛ по передаче информации, появляется возможность отладить своевременное и регулярное взаимодействие между лесодобывающими и лесообрабатывающими отраслями народного хозяйства, между промышленными центрами и портовыми службами Северо-запада. Строительство РРЛ позволит организовать эффективное обслуживание газопровода, линий электропередач.

Данная ЦРРЛ войдет в состав Взаимосвязанной системы связи (ВСС), поможет в организации обслуживания сотовых сетей связи.

В рекомендациях Международного Союза Электросвязи (МСЭ) отмечается, что эффективность вложения средств в связь в несколько раз выше, чем вложения средств в другие отрасли народного хозяйства.

Строительство ЗЦРРЛ позволит ускорить процесс оборота капитала, поднимет производительность труда, создаст предпосылки для дальнейшего развития региона.

1. ТЕХНИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ

№ варианта 1 (журнал учебных занятий.)

Данные профиля интервала (приложение 1. Табл.1)	Параметры препятствия
	Кн	Кк
Относительные координаты k,раз	0	0,1	0,2	0,3	0,4	0,5	0,6	0,7	0,8	0,9	1,0	0	1
Высотные отметки h,H,м	120	130	110	100	130	140	150	130	120	140	140	11	11

Номер типа аппаратуры	1	Приложение 2 (Пр.2). Табл.1.
Тип РРС	МИКРОН	Пр.2. Табл.2.
Диапазон частот (ДЧ), ГГц	7,25…7,55	Пр.2. Табл.2.
Частотный план	двух или четырехчастотный план
Номер рисунка	1	Пр.2. Табл.2.
Рисунок частотного плана	рис.1.	Пр.3.
Длина ЗЦРРЛ - L, км	540	Пр.2. Табл.1.
Длина пролета - Rо, км	32,3	Пр.2. Табл.1.
Скорость цифрового потока - U, Кбит/с	34368	Пр.2. Табл.1.
Среднее значение градиента g, 1/м	-6,5·10-8	Пр.2. Табл.1.
Стандартное отклонение у, 1/м	8,5·10-8	Пр.2. Табл.1.
Чувствительность приемника - Рс. вх. мин, дБм	-80	Пр.2. Табл.3.
Мощность передатчика - Рпд, дБм	20 (23)	Пр.2. Табл.3.
Диаметр антенны - d, м	0,6 (1,2)	Пр.2. Табл.3.
Коэффициент шума - Кш, дБ	5	Пр.2. Табл.3.
Трасса ЗЦРРЛ	Светогорск - Тихвин	По выбору проектировщика.

2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ СТРУКТУРЫ ЗЦРРСП

Качество связи в ЦРРСП зависит от мощности передатчиков, чувствительности приемников, протяженности, структуры РРЛ и др. показателей. Знание структуры РРСП предполагает знание количества УРС, ОРС, ПРС, протяженности радиорелейных участков. Чем больше будет преобразований сигналов (ретрансляция, транзит) на РРЛ, т.е. чем больше будет УРС, ПРС, тем больше будет накапливаться в линии искажений сигнала, тем самым снижаются качественные показатели каналов связи.

Для того, чтобы проектируемая линия соответствовала рекомендациям МСЭ, необходимо соблюдать определенные протяженности радиорелейных участков (РРУч). Для этого МСЭ предложена гипотетическая (номинальная, эталонная) внутризоновая (зоновая) РРЛ, представленная на рис.2.1 [3, с.6; 4, с.184].

Гипотетическая (предполагаемая) эталонная цепь - это полная цепь между источником и приемником сообщения, имеющая определенную протяженность и включающая определенное число преобразований сигнала [4, с.181].

Рис.2.1. Гипотетическая цепь ЗЦРРЛ.

На рис.2.1 расстояние между УРС составляет 200 км, а длина эталонной линии - 1400 км. Между УРС, а также между ОРС и УРС располагаются ПРС, где не происходит выделение каналов и ввод новых каналов. Так как реальные УРС будут располагаться в крупных населенных пунктах, где производится ввод и вывод цифровых потоков, а конкретные места их установки ещё не определены, то протяженности радиорелейных пролетов и участков в проектируемой ЦРРЛ могут незначительно отличаться от указанных в техническом задании и от гипотетических, но не превышающих эталон. Используя исходные данные, изложенные в техническом задании, определяется структура проектируемой ЗЦРРЛ.

1. Число интервалов (пролетов) РРЛ nинт. рассчитывается по формуле

. (2.1)

2. Число радиорелейных участков (секций) определяется с учетом того, что предполагаемая протяженность участка не превысит протяженности радиорелейного участка зоновой гипотетической РРЛ Rуч.=200 км (рис.2.1).

. (2.2)

3. Тогда количество интервалов N на радиорелейном участке равно

. (2.3)

4. С учетом полученных данных для проектируемой ЗЦРРЛ выбирается два радиорелейных участка с nинт.=6 и один участок с nинт.=5.

В сумме количество интервалов РРЛ должно соответствовать nинт.=17.

5. Число узловых РРС рассчитывается по формуле

. (2.4)

 Общее количество радиорелейных станций определяется следующим образом

. (2.5)

6. Число промежуточных РРС (ПРС) равно

, (2.6)

где - число оконечных РРС (ОРС).

Причем для радиорелейного участка с =6

, (2.7)

а для =5,

. (2.8)

7. Тогда с учётом проведенных расчётов структура проектируемой ЗЦРРЛ имеет вид, представленный на рис.2.2.

Рис.2.2. Структура ЗЦРРЛ.

Принимая за основу длину ЗЦРРЛ по техническому заданию L=540 км и =32,3 км, определяются протяженности радиорелейных участков

. (2.9)

Тогда

. (2.10)

8. В этом случае длина интервала для третьего радиорелейного участка изменится и станет равной

. (2.11)

9. Результаты расчетов протяженности отдельных участков радиорелейной линии необходимо перенести на структуру ЗЦРРЛ, рис.2.2.

В дальнейшем структура РРЛ уточняется при расположении РРС на конкретной местности.

3. ВЫБОР ТРАССЫ И ОПРЕДЕЛЕНИЕ МЕСТ РАСПОЛОЖЕНИЯ РРС

Трасса выбиралась с учетом экономики и природно-географических условий региона и районов прохождения РРСП. При этом учитывались пути сообщения, наличие основных местных строительных ресурсов, возможности обеспечения электроэнергией РРС и прочие факторы.

Проектируемая трасса связывает город Светогорск Северо-западного региона с городом Тихвином. Она должна пройти через города Выборг, Приморск, Солнечное, Санкт-Петербург, Волхов, Тихвин.

При выборе трассы производилось уточнение расположения узловых РРС и ПРС - В - с выделением телевидения и вещания.

Таким образом, ЦРРЛ на данном этапе проектирования имеет следующий вид (рис.3.1)

Рис.3.1. Схема трассы РРСП.

Принимая во внимание размещение РРС на местности, трасса приобретает вид ломаной кривой, что соответствует требованиям проектирования, учитывающим электромагнитную совместимость (ЭМС) радиоэлектронных средств (РЭС) на трассе радиорелейной связи (рис.3.2).

Рис.3.2. Трасса ЦРРЛ.

При проектировании трассы на карте и, учитывая особенности местности, вводится коррекция структуры ЗЦРРЛ (рис.2.2), т.е. на II РРУч будет использоваться 5 интервалов и 4 ПРС, а на III РРУч - и 5 ПРС (рис.3.3).

Рис.3.3. Структура ЗЦРРЛ.

4. ПОСТРОЕНИЕ ПРОДОЛЬНЫХ ПРОФИЛЕЙ ИНТЕРВАЛОВ

Построение продольного профиля интервала начинается с построения дуги земной кривизны (линии уровня моря или условного нулевого уровня) в виде параболы. Данные для построения дуги рассчитываются по формуле [3, с.12].

, (4.1)

где Y [км] - текущая ордината (размер по вертикали), [км] - расстояние от левого края интервала до точки, где определяется Y, 6370 км - геометрический радиус Земли. Дугу земной поверхности можно построить, используя относительные координаты рельефа местности интервала связи [10, с.231].

, (4.2)

где Y, , имеют такие же размерность и обозначения, как и в формуле (4.1); k - относительные координаты точек рельефа местности (Приложение 1, табл.1).

1. Рассчитать максимальную разность высот профиля рельефа

(4.3)

где и - максимальная и минимальная высоты рельефа, выбираются из таблицы данных профиля в техническом задании.

.

2. Учитывая рекомендации (12, табл.4.1) и целесообразность отображения продольного профиля выбрать соответствующие масштабы по горизонтальной оси - оси расстояний и вертикальной оси - оси высот рельефа.

Масштаб высот на рисунке профиля соответствует

1:1000 (1см:10м)

Масштаб расстояний выбирается условным, наглядно отображающим рельеф интервала, так как для оси расстояний даны относительные координаты k. Таким образом по оси Ох откладываются относительные координаты k (техническое задание).

3. В прямоугольной системе координат на рис.4.1 нанести линию уровня моря. Для этого рассчитать вертикальные размеры этой линии для относительных координат k по формуле (4.2). Данные расчета занести в таблицу 4.1.

В формуле (4.2) отношение

Таблица 4.1. Данные расчета.

k	0	0,2	0,3	0,5	0,7	0,8	1,0
k(1-k)	0	0,16	0,21	0,25	0,21	0,16	0
Y, км	0	0,013	0,017	0,02	0,017	0,013	0

По данным расчета таблицы 4.1 построена линия уровня моря (рис.4.1). Для сокращения размера рисунка по вертикали линия уровня моря условно поднимается на 90 метров, т.е. высотные отметки рельефа в дальнейшем будут откладываться с учетом, что 90 метров уже отложено. Т.е. линия условного горизонта строится при начальной точке отсчета Y=0, а на рис.4.1 изображена при Y=90 м (условно поднимаем).

4. Отложить от линии уровня моря высотные точки рельефа h (техническое задание).

5. Соединить ломанной линией соседние высотные отметки рельефа.

6. На профиль рельефа нанести препятствие в соответствии с его параметрами (техническое задание), H=11 м.

7. Критическая точка (самая высокая точка) отмечается на профиле трассы; нарисовать предполагаемый фрагмент топографической карты на рис.4.1 (над профилем) и нанести на карту интервал РРЛ.



5. РЕКОГНОСЦИРОВКА НА МЕСТНОСТИ И ОПРЕДЕЛЕНИЕ АЗИМУТОВ АНТЕНН КАЖДОЙ РРС, ПЛАНЫ ЧАСТОТ НА РРЛ

Определение азимутов антенн каждой РРС проводится по карте. Азимут магнитный Ам - это угол, измеряемый по ходу часовой стрелки между северным направлением магнитного меридиана данной точки (направлением установившейся магнитной стрелки компаса или буссоли) и направлением на определяемый пункт установки соседней РРС (Рис.5.1).



Рис.5.1. Азимут магнитный.

Рекогносцировка на местности потребовала незначительных перемещений РРС на местности для более удобного их положения.

Магнитные азимуты, определенные по карте, уточнялись на местности. Они для направления ОРС1 до ОРС18 соответствуют следующим значениям:

Ам 1 = 150°;

Ам 2 = 210°;

Ам 3 = 140°

Ам 4 = 250°

Ам 5 = 120°

Ам 6 = 100°

Ам 7 = 130°

Ам 8 = 75°

Ам 9 = 230°

Ам 10 = 90°

Ам 11 = 220°

Ам 12 = 40°

Ам 13 = 75°

Ам 14 = 90°

Ам 15 = 140°

Ам 16 = 100°

Ам 17 = 115°

Магнитные азимуты в прямом направлении нанести на трассу ЦРРСП (рис.3.2), например, Ам = 150°.

В соответствии с рис.1 (техническое задание) распределение частот по стволам трактов передачи и приема РРС произведено следующим образом:

f1ПМ =7250 [МГц] =f1;

f1ПД = 7250 +182 = 7432 [МГц] =f1';

f2ПМ = 7250 +28 = 7278 [МГц] =f2;

f3ПМ = f2ПМ +28 = 7278 +28 = 7306 [МГц] =f3;

f2ПД = f1ПД + 28 = 7460 [МГц] =f2';

f3ПД = f2ПД + 28 = 7488 [МГц] =f3';

f4ПМ = f3ПМ +28 = 7334 [МГц] =f4;

f4ПД = f3ПД + 28 = 7516 [МГц] =f4';

f5ПМ = 7362 [МГц] =f5;

f5ПД = 7544 [МГц] =f5';

fПР = f1' - f5 = 7432 - 7362 = 70 [МГц].

Распределение частот при использовании двухчастотного плана и трехствольной РРЛ показано на рисунке 5.2.

Рис.5.2. Распределение частот при двухчастотном плане.

В некоторых случаях, при недостаточной помехозащищенности может использоваться четырехчастотный план (рис.5.3).



Рис.5.3. Четырехчастотный план двуствольной РРЛ.

Все дальнейшие расчеты будут выполняться для средней частоты частотного плана 7,4 ГГц или для длины волны

(5.3)

6. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВЫСОТ ПОДВЕСА АНТЕНН

Высота подъема антенн на РРС подбирается с учётом рельефа местности, через которую проложена трасса. При этом необходимо обеспечивать определённый просвет на интервале РРЛ, т. е. расстояние между самой высокой точкой профиля интервала - критической точкой профиля и линией прямой видимости - прямой линией соединяющей антенны РРС интервала. При достаточном просвете на трассе она считается открытой.

Критерием открытости трассы является выполнение условия [3, с. 23]

, (6.1)

т. е. размер просвета Н должен быть не менее расчётного просвета , который определяется по формуле [3, с. 23]

, (6.2)

где м определена из (5.3);

, (6.3)

где - относительная координата самой высокой точки препятствия, выбирается из рисунка профиля (Рис. 4.1), либо из таблицы данных профиля (техническое задание). - расстояние от антенны до самой высокой точки препятствия.

Для дальнейших расчётов необходимо определить тип пролёта. Известно [3, с. 23], что в зависимости от подстилающей поверхности пролёты разделяются на два типа:

- пересечённые пролёты, на которых пренебрегают отражениями радиоволн от поверхности Земли при расчётах [3, с. 22];

- слабопересечённые пролёты, на которых отражения от земной поверхности имеют существенную роль.

При выборе трассы предпочтение отдают пересечённой трассе, для которой неровности земной поверхности (с учётом особенностей препятствий и др. рельефных изменений) учитываются в соответствии с формулой (4.3). Для пересечённого интервала должно выполняться условие [3, с. 23]

, (6.4)

где определяется из (4.3), рассчитывается по формуле (6.2).

При выполнении условия (6.4), т. е. учитывая, что пролёт является пересечённым, на рис. 4.1 откладывается расчётная высота просвета (6.2) от критической (наиболее высокой точки) точки профиля.

После этого на рис 4.1, отмеченную точку (верхнюю) просвета соединяем прямой линией с вертикалями, проведёнными от мест установки антенных сооружений РРС, учитывая целесообразность их конструкции. После чего на рис. 4.1 отмечаем высоты подвеса антенн и .

При использовании универсальных антенных сооружений

, (6.5)

Расчёт высот подвеса антенн производится следующим образом:

1. Расчётное значение просвета на трассе определяется по формуле (6.2)

2. По величине и учитывая условия (6.1) и (6.4) оцениваются виды трассы

Трасса является открытой, пролёт - пересечённый.

3. На рис. 4.1 раздела 4 от критической точки профиля откладывается расчётное значение просвета .

4. Проводится прямая линия, соединяющая верхнюю точку отрезка просвета с вертикалями, проведёнными от мест установки антенных устройств.

5. На рисунке 4.1, в соответствии с масштабом высот (1 см : 10 м) определяются высоты подвеса антенн

7. РАСЧЁТ ОСЛАБЛЕНИЯ ПОЛЯ СВОБОДНОГО ПРОСТРАНСТВА

Свободное пространство представляет собой однородную безграничную среду, где не наблюдается молекул, атомов и свободных зарядов. Понятие идеальной среды РРВ - свободного пространства введено для оценки зависимости энергетических соотношений на РРЛ от протяжённости этой линии и длины радиоволны. В этом случае не учитываются влияния земли и тропосферы. Условия близкие к свободному пространству иногда могут наблюдаться на некоторых интервалах РРЛ.

Ослабление поля в свободном пространстве между ненаправленными антеннами может быть рассчитано по следующим формулам [10,с. 222]:

(7.1)

(7.2)

где л - средняя длина волны (раздел 5), - протяженность интервала (техническое задание). Значения л и представляются в любых, но одинаковых значениях.

Ослабление электромагнитной волны (ЭМВ) в свободном пространстве допускается оценивать по основным потерям при передаче сигнала [10,с. 222]

(7.3)

Значения л и представляются в любых, но одинаковых значениях, - в децибелах (дБ). Согласно [10,с. 223] значение ослабления электромагнитного поля (ЭМП) в свободном пространстве интервала связи может быть найдено из номограммы на рис. 7.1.

В курсовом проекте, используя л = 4 см, в формуле (7.2), рассчитывается ослабление поля в свободном пространстве

По номограмме рис 7.1 проверяется правильность расчёта . Для этого соединяются точки и л = 4 см, прямой линией. На пересечении этой линии с осью определяется



Таким образом, расчётное значение совпадает со значением, найденным из номограммы.

Рис. 7.1. Номограмма значений .

8. РАСЧЁТ МОЩНОСТИ СИГНАЛА НА ВХОДЕ ПРИЁМНИКА

Предварительно осуществляется расчёт мощности сигнала на входе приёмника с учётом РРВ в свободном пространстве [10, с.222; 3, с.15]. При этом необходимо учитывать основные энергетические показатели радиорелейного интервала: мощность передатчика Рпд, коэффициенты усиления антенн передающего и приёмного устройства Gпд и Gпм соответственно, потери энергии при распространении сигнала от антенны передатчика до антенны приёмника .

Учитывая вышесказанное, мощность сигнала на входе приёмника рассчитывается по следующей формуле

(8.1)

где , в ваттах остальные обозначения - в разах. В относительных единицах измерения данная формула выглядит следующим образом

(8.2)

где и выражаются в децибелах относительно милливатта [дБм], остальные обозначения в децибелах.

Мощность передатчика - из технического задания.

Предполагается использование на интервале одинаковых антенных устройств, тогда

(8.3)

где D - коэффициент направленного действия антенн определяется по формуле [10, с.22]

 (8.4)

з - коэффициент полезного действия антенны, который определяется омическими потерями в элементах антенны. Для большинства антенн на РРЛ

(8.5)

В формуле (8.4) - коэффициент использование апертуры антенны. Для РРЛ определяется из литературы [4, с. (144…146); 10, с.30] в пределах . Для дальнейших расчётов принимается

(8.6)

S - площадь раскрыва антенны рассчитывается по формуле

(8.7)

где r - радиус раскрыва антенны, выбирается из технического задания d = 1,2м - диаметр антенны, r = 0,6м.

л - длина волны, равна 4 см.

В формулах (8.1) и (8.2) и коэффициенты полезного действия антенно-фидерных трактов передачи и приёма. При прохождении сигнала по фидерным трактам он затухает.

Согласно [4, с. 188] потери энергии сигнала в фидерных трактах могут достигать

 (8.8)

Тогда суммарные потери энергии сигнала на интервале связи в идеальных условиях, т. е. при распространении радиоволн в свободном пространстве принимают следующие значение

(8.9)

Учитывая суммарные потери энергии сигнала на интервале, уровень мощности сигнала на входе приёмника определяется из формулы

(8.10)

Принимая во внимание (8.10), в реальных условиях необходимо учитывать запас уровня сигнала на потери (замирания) из-за влияний земной поверхности и тропосферы. Поэтому необходимо обеспечить превышение над чувствительностью приёмника (техническое задание) , т. е.

(8.11)

1. Расчёт коэффициентов усиления антенн производится с использованием формул (8.3), (8.4).

 (8.12)

Значение коэффициента усиления антенны допускается выбирать из экспериментальных данных [10, табл. 2.1] для определённых соотношений , где d - диаметр раскрыва антенны.

Отдельные значения указанной таблицы приведены в примере - таблица 8.1.

Таблица 8.1. Коэффициенты усиления антенн на РРЛ.

	15	20	25	30	40	50
G, дБ	31	34	36	37	40	42

Для данного примера

Тогда, используя данные таблицы 8.1

что подтверждает расчётные данные.

Подставляя в формулу (8.10) значение , ,

рассчитывается мощность на входе приёмника

При необходимости можно увеличить за счёт увеличения диаметра антенн, уменьшения суммарных потерь при прохождении сигнала на интервале.

Необходимо проверить выполнение условия (8.11)

Тем самым запас уровня сигнала на замирания обеспечивается равным

(8.13)

9. СПОСОБЫ ПОВЫШЕНИЯ НАДЁЖНОСТИ СВЯЗИ

В реальных условиях РРВ уровень сигнала на входе приёмника изменяется случайно, так как оказывают влияния земная поверхность и состояние тропосферы. Влияние земли, изменения в атмосфере создают дополнительные потери энергии сигнала. Они учитываются множителем ослабления V [10, (9.9)].

Множитель ослабления показывает, во сколько раз мощность сигнала в точке приёма в реальных условиях Pпм меньше мощности сигнала в этой же точке в условиях РРВ в свободном пространстве. Фактически к ослаблению сигнала в свободном пространстве добавляется ослабление сигнала за счёт влияний Земли и тропосферы, учитываемые множителем ослабления V. Таким образом реальное ослабление сигнала на трассе состоит из детерминированной части и случайной, изменяющейся во времени V(t). Данное утверждение вытекает из того, что множитель ослабления в тракте РРВ зависит от ряда фактов: протяжённости РРЛ, длины волны, высоты антенн (просвета ), рельефа местности, метеорологических условий, состояния тропосферы. Часть из них имеет случайный характер. Поэтому уровень сигнала в точке приёма имеет вероятностную зависимость от параметров трассы и описывается статистической моделью для определённого процента времени (любого месяца), в течение которого данный множитель ослабления обеспечивает требуемый уровень принимаемого сигнала.

Рис. 9.1. Диаграмма уровней сигнала на интервале РРЛ.

Влияние рефракции эквивалентно трансформации профиля трассы и изменению просвета (профиль трассы условно смещается вниз на 4 м) [10, рис. 9.10]

Модуль множителя ослабления ЭМВ, учитывающий отражения волн от подстилающей поверхности V = 0 дБ показывает, что на пересечённой трассе отражениями от земной поверхности можно пренебречь.

Так как 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.

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.

При изменении 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(ЧРП) 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.

В разработанном курсовом проекте предусмотрены пространственно-разнесенный и частотно-разнесенный приемы сигналов, так как на некоторых интервалах рельеф имеет плоский характер. Трасса иногда располагается над местностью, где может оказывать влияние водная поверхность. В некоторых случаях при ухудшении сигнально-помеховой установки предусмотрены вспомогательные методы с использованием специальных экранов.

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 учёта множителя ослабления ЭМВ.

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

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	курсовая работа "Проектирование цифровой РРЛ (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 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 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 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. 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 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 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 Цифровая радиорелейная система передачи прямой видимости Проектирование цифровой радиорелейной системы передачи. Выбор трассы и мест расположения радиорелейной станции. Построение продольного профиля. Определение азимутов антенн, частот приемника и передатчика. Расчёт мощности сигнала на входе приёмника. курсовая работа [480,6 K], добавлен 16.02.2012 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 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 Исследование качества передачи информации в системах радиорелейной линии связи Принципы построения радиорелейной связи. Сравнительный анализ методов выбора высот антенн на интервалах цифровых радиорелейных линий. Анализ влияния замираний на показатели качества передачи. Расчет субрефракционных составляющих показателей качества. дипломная работа [989,4 K], добавлен 06.12.2021 Расчет цифровой радиорелейной линии связи Целесообразность применения радиорелейных линий в России. проектирования цифровых микроволновых линий связи, работающих в диапазонах частот выше 10 ГГц и предназначенных для передачи цифровых потоков до 34 Мбит/c. Выбор мест расположения станций. курсовая работа [7,4 M], добавлен 04.05.2014 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 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 Перевод аналоговой системы связи на цифровую Анализ существующей системы связи Селихино-Хурмули. Выбор трассы и определение расположения станций радиорелейной линии. Определение профилей интервалов. Выбор типа оборудования. Определение высот антенных опор на интервалах. Расчет устойчивости связи. дипломная работа [134,8 K], добавлен 20.11.2013 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 Курсовое проектирование цифровой радиорелейной системы передачи (ЦРРСП) прямой видимости Перечень и тактико-технические данные радиорелейных станций. Выбор трассы, мест расположения коммуникационных точек. Построение продольного профиля интервала. Расчет мощности сигнала на входе приемника, устойчивости связи. Пути повышения надежности связи. методичка [529,6 K], добавлен 23.01.2014 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 Анализ систем радиорелейной связи и расчет трасс между узлами Общие характеристики систем радиорелейной связи. Особенности построения радиорелейных линий связи прямой видимости. Классификация радиорелейных линий. Виды модуляции, применяемые в радиорелейных системах передачи. Тропосферные радиорелейные линии. дипломная работа [1,1 M], добавлен 23.05.2016 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 Другие документы, подобные "Проектирование цифровой РРЛ (радиорелейной линии)" главная рубрики по алфавиту вернуться в начало страницы вернуться к началу текста вернуться к подобным работам Рубрики По алфавиту Закачать файл Заказать работу 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. © 2000 — 2023, ООО «Олбест» Все права защищены