Расчет многоканальной линии связи

Расчет многоканальной линии связи

Развитие современной техники привело к необходимости быстрого и точного решения задач управления и координации с учетом событий, происходящих на больших расстояниях от центров управления.

Характер в этом случае обуславливает особые требования к тракту: во-первых, повышение пропускной способности систем связи, и, во-вторых, увеличение требований к надежности и качеству передачи.

Одним из основных видов средств связи являются радиорелейные линии прямой видимости, которые используются для передачи сигналов многоканальных телефонных сообщений, радиовещания телеграфных. Все виды сообщений передаются по РРЛ на большие расстояния с высоким качеством и большой надежностью.

Целью данной работы является проверка пригодности выбранных по топографической карте позиций станций и интервалов линии для обеспечения связи с качеством и надежностью не хуже тактико-технических характеристик применяемой радиорелейной станций Р₄₁₄.

1. Расчет РРЛ по номограммам

1. Расчёт интервалов

А. Построение рельефа местности Представлен полуоткрытый интервал R₁=22км (Ошмяны — Гаути) и второй полуоткрытый интервал =24,9 км (Гаути — Лебедево).

Полуоткрытый интервал — интервал, на чертеже профиля которого линия местности хотя бы на одном участке интервала лежит выше предельной кривой, но ниже линии прямой видимости Н₀ > Н > 0.

На двух участках интервала выполняется условие Н₀ > Н > 0, т. е. 1 > h₀ > 0.

Построение предельной кривой:

По рис. 2 для рассматриваемого примера получаем значения:

3 — шкала 2: Р₄₁₉

Для 1_го интервала рассматриваемого примера получаем значения:

Н₀₁ = Н₀₉ = 22,2 м;

Н₀₂ = Н₀₈ = 29,6 м;

Н₀₃ = Н₀₇? 34,04 м;

Н₀₄ = Н₀₆? 36,3 м, Н₀₅=37м.

Для 2_го интервала:

Н₀₁ = Н₀₉ = 23,4 м;

Н₀₂ = Н₀₈ = 31,2 м;

Н₀₃ = Н₀₇? 35,9 м;

Н₀₄ = Н₀₆? 38,22 м, Н₀₅=39 м.

Б. Расчет величины ослабления радиоволн на полуоткрытых интервалах.

Величины h₀ и? рассчитываются по геометрическим параметрам, определяемым из профиля интервала.

Для определения величины ослабления радиоволн на полуоткрытых интервалах с одним препятствием строится линия критических просветов H₀, находятся точки т, п пересечения этой линии с линией рельефа местности. Далее определяются протяженность препятствия l как расстояние между точками m и n по горизонтали и высота препятствия? y как расстояние по вертикали между самой высокой точкой препятствия и прямой тп.

По найденным значениям параметров l и? y с помощью графика на определяется геометрический радиус, а кривизны сферы, аппроксимирующей поверхность вершины препятствия.

По формуле определяется относительный просвет h₀ =H/H₀ где величина H₀ находится непосредственно из профиля чертежа местности по построенной кривой H₀.

Для 1_го интервала:

H=13 м

H₀=34 м

h₀=0,38

l=16,2 км

?y=15 м

Для 2_го подразделения:

H=13,5 м

H₀=38,7 м

h₀=0,35

l=21,6 км

?y=4,9 м По значению радиуса кривизны препятствия a для Р₄₁₉ из графика определяется параметр S₀, являющийся масштабом относительных расстояний.

Для 1_го интервала: S₀=18,3 км,

Для 2_го подразделения: S₀=26,2 км.

По формулам вычисляются относительные расстояния до радиогоризонтов r_рг1 = S₀ / R_рг1 и r_рг2 = S₀ / R_рг2.

Для 1_го интервала: r_рг1=1,53 r_рг2=1,05;

Для 2_го подразделения: r_рг1=1,31 r_рг2=1,9.

По формуле рассчитывается относительный радиус кривизны вершины препятствия? = r_рг1+ r_рг2.

Для 1_го интервала: ?=2,58;

Для 2_го подразделения: ?=3,21;

По вычисленным значениям h₀ и? из графика на рис. 1 определяется величина ослабления радиоволн W_{p i}, дБ

Для 1_го интервала: W_p1=-14,3 дБ.

Для 2_го подразделения: W_p1=-16,6 дБ.

1.2 Определение пригодности интервалов

Для определения пригодности интервала необходимо:

· по графику найти допустимое значение ослабления радиоволн рельефом местности

(Для интервала № 1)

W_{p_доп1}=-24,2 дБ,

(Для интервала № 2)

W_{p_доп 2}=-23,3 дБ.

· сравнить значение W_{p_доп i} с W_{p i}:

(Для интервала № 1)

— 14,3дБ>-24,2 дБ

(Для интервала № 2)

— 16,6дБ>-23,3 дБ.

Выбранные позиции РРС и интервалы считаются пригодными если выполняется условие W_{p i}? W_{p_доп i}

График для определения допустимого ослабления рельефом местности на интервалах РРЛ Р₄₁₉ в режиме 12, 24 и 60 каналов ТЧ 2 — поддиапазон 5 — 12 каналов ТЧ Так как -14,3дБ>-24,2дБ, -16,6дБ>-23,3дБ, то оба интервала считаются пригодными.

1.3 Расчет запаса уровня ВЧ радиосигнала на интервалах РРЛ и определение величин шумов в каналах линии и ее участков

Запас уровня ВЧ радиосигнала на i_м интервале рассчитывается по формуле q_i = q₀ + W_{р i}, где q₀, дБ, — величина запаса уровня ВЧ радиосигнала на i_м интервале при отсутствии влияния рельефа местности (в свободном пространстве) и W_{р i}, дБ, — рассчитанная для данного интервала величина ослабления радиоволн рельефом местности.

Величина, дБ, определяется для конкретного типа РРС по соответствующему графику на рис. 6 для известной протяженности интервала Ri.

График для определения запаса уровня ВЧ радиосигнала без учета влияния рельефа местности (в свободном пространстве)

1 — Р₄₁₉;

=34,5

=33

(Для интервала № 1)

(Для интервала № 2)

Нормы на величины интегральных (не взвешенных) шумов в каналах ТЧ в точке с уровнем +4,35 дБм (+0,5 Нпм) радиорелейных линий типа Р₄₁₅, Р₄₀₉, Р₄₁₉ в зависимости от числа интервалов

2. Аналитический расчет РРЛ

Исходные данные:

1. Тип РРЛ -480;

2. Число каналов: N_k=12;

3. Диапазон используемых частот: 480−645 МГц;

4. Энергетические параметры:

— мощность передатчика =6 Вт;

— ослабление радиоволн в фидере соответственно = -6 дБ;

— коэффициенты усиления антенн =14,5 дБ;

— коэффициент шума приемника П_ш=10дБ;

5. Полоса пропускания тракта ПЧ = ?f пч=1,6 МГц;

6. Среднее расстояние на интервале R = 23 км;

7. Максимальное расчетное число интервалов в линии полно протяженности М=2.

8. Требования к качеству связи: а_ш= 35 дБ,

2.1 Расчёт интервалов

А. Расчёт медианного ослабления на интервалах РРЛ :

Расчёт сводится к определению ослабления радиоволн в свободном пространстве и ослабления, вносимого рельефом местности .

Величина ослабления радиоволн в свободном пространстве определяется выражением:

1_й интервал

2_ой интервал

Расчёт ослабления радиоволн на интервалах с одним препятствиям производится в следующем порядке:

1_й интервал

;; ;

? — параметр клиновидности препятствия:

;

2_oй интервал

;; ;

? — параметр клиновидности препятствия:

;

станция сигнал мощность многоканальный

— определяется по графику Б. Расчёт мощности сигнала на входе приёмника

1_ый интервал

2_oй интервал

где

— мощность передатчика на выходе фидера передающей антенны, дБ / Вт;

— ослабление радиоволн в фидере соответственно передающей и приёмной антенн, дБ;

— коэффициенты усиления антенн соответственно передающей и приёмной, дБ;

— медианное ослабление радиоволн без учёта их ослабления на замирания при распространении между антеннами интервала, дБ.

В. Расчёт запаса уровня ВЧ сигнала:

Определение запаса уровня q_i производится в соответствии с формулой:

где

— медианная мощность на входе приёмника;

— реальная чувствительность приёмника.

1_й интервал

2_oй интервал

Определение надёжности связи на интервале производится по полученным значениям по графикам

Вывод о пригодности РРЛ делается на основании сравнения полученной потери надёжности на каждом интервале РРЛ с допустимой потерей надёжности на интервалах РРЛ. Если, то интервал считается пригодным для обеспечения связи с заданным качеством.

Так как для 1_го интервала: то по рис.

А для 2_го интервала:

то по рис. 8

Рассчитываемая величина потери надёжности на i_м интервале меньше допустимой её величины

Следовательно, на данном интервале связь может быть обеспечена с требуемым качеством.

Заключение

В результате выполнения данной работы был произведен расчет многоканальной радиорелейной линии связи. Расчет работы производился двумя способами: аналитическим методом и по номограммам. При этом результаты вычислений практически одинаковы. Отличие результатов связано с различной величиной погрешности вычислений. Аналитический метод расчета дает меньшую погрешность, но при этом увеличивается время расчета РРЛ. По номограммам — большая погрешность, но требуется меньшее время расчета, а это, в свою очередь, определяет такое основное требование к управлению, как оперативность, поэтому этот метод является основным при планировании радиорелейных линий связи.

РРЛ состоит из двух интервалов. Но оба интервала одинаковы. В результате анализа построенного чертежа профиля местности видно, что оба — полузакрытые.

При выполнении указанных ограничений обеспечивается запас уровня ВЧ сигнала и, соответственно, величина надежности связи.

Проверка пригодности выбранных по топографической карте позиций РРС и интервалов линий для обеспечения связи с необходимым качеством осуществлялась проверкой условия пригодности W_{p i} ? W_{p_доп i}. В обоих случаях значения величин ослабления радиоволн рельефом местности W_pi, дБ больше допустимое значениями W_{p_доп i}, дБ. Т. е. оба интервала пригодны, что в дальнейшем подтверждено аналитическим расчетом.

1. Планирование развертывания и эксплуатации радиорелейных и тропосферных линий: Учеб. пособие по дисциплине «Узлы связи» Касанин С. Н. — Мн: БГУИР, 2006 г.

2. Военные системы радиорелейной и тропосферной связи/ под ред. А. П. Родимова. — Л.: ВАС, 1984.

3. Теория электрической связи/ под ред. Д. Д. Кловского. — М.: Радио и связь, 1999.

4. Справочник по математике для инженеров и учащихся ВТУЗОВ/ под ред. И. Н. Бронштейна. — М.: 1957 г.

5. Военные системы радиорелейной и тропосферной связи/ Волков Е. А., Куликов В. В., Булыч В. И., Игнатов В. В.: Под ред. Е. А. Волкова. — ВАС, 1982.