Вычисление зависимости
|
, мм/ч, , м.,, дБ/м
|
|
|
|
|
30
|
0,7
|
3,311
|
0,38
|
0,235
|
50
|
0,54
|
2,554
|
0,11
|
70
|
0,43
|
2,034
|
1,2
|
0,06
|
90
|
0,33
|
1,561
|
1,6
|
0,039
|
150
|
0,22
|
1,041
|
3,25
|
0,019
|
График
зависимости имеет вид, представленный на рис.8.:
Рис.8.
Зависимость .
По
графику определяем, что мм/ч. По интегральным статистическим распределениям
для Кольского полуострова [4, 287, рис.9,53, кривая 1] определяем:
.6
Определение суммарного процента времени для всей линии
На рассчитываемом интервале суммарный процент времени равен сумме всех
составляющих:
Для
остальных интервалов полагаем, что они открыты со значительной
интерференционной составляющей, затухания в дожде одинаковы, также равны
тропосферные составляющие:
Тогда
для остальных интервалов:
Суммарный
процент времени для всей линии без учета резервирования, при числе интервалов
равным 4, примет вид:
Так
как у меня зоновая линия длинной 171,8 км., и определялся
по ТВ стволу, то нормы ВСС РФ для этого случая следующие:
Таким
образом, спроектированная РРЛ удовлетворяет нормам. Но для того, что бы
повысить надежность и устойчивость линии, вводят разнесенный прием, частным
случаем которого является поствольное резервирование. Кроме того,
резервирование позволяет увеличить устойчивость связи и возможность опустить
антенны.
2.7
Устойчивость связи при применении поствольного резервирования
Неустойчивость связи на линии с поствольным резервированием определяют в
процентах по формуле:
Здесь
для нашей линии: k = 7 - число рабочих стволов, приходящихся на один
резервный.
i = 1 - число
участков резервирования.
p = 2 - число
главных станций.
m = 4 - число
интервалов между главными станциями.
Cf -
эмпирический коэффициент, учитывающий статистическую зависимость замираний на
интервале РРЛ при частотном разнесении двух ВЧ стволов на величину и зависящий от условий распространения радиоволн и
способа сложения сигналов.
- именно
такой минимальный разнос между рабочим стволом и резервным. Здесь я взял 56 МГц
(разнос между стволами одной поляризации) потому, что корреляция шумов между
стволами разной поляризации намного меньше, чем стволов одной поляризации. Для
приморских районов:
.
Тогда,
интерференционные и тропосферные составляющие:
Дождевые
составляющие:
Экранирующие
составляющие:
Тогда
получим:
Как
видно, и теперь выполняются нормы. Вместе с тем можно опускать антенны до тех
пор, пока . В моем случае на при
опускании антенн будет влиять экранирующая составляющая, так как она растет при
закрытии трассы. Остальные составляющие не изменятся. Постепенно буду опускать
антенны по дискретным отрезкам до тех пор пока будет выполняется условие: .
2.8
Устойчивость связи при высоте антенн 10 м
Рассчитаем
при высоте антенны равной 10 м. Ниже опускать антенну
не буду так, как при этом необходимо будет учитывать много других факторов
(транспорт, воры…)
Выбираем
высоту антенны равной Просвет при этом: (Рис.9.)
Рис.9.
Профиль интервала при высоте антенны 10 м.
Относительный
просвет:
.
При
трасса закрытая.
Состав
АФТ остался тот же, изменилось лишь затухание в круглом волноводе, так как
уменьшилась высота антенны:
(10-7)∙0,01
= 0,03 дБ.
Тогда
общие затухания в АФТ:
КПД
АФТ определяется выражением:
Минимально
допустимый множитель системы определяется по ТВ стволу:
или
-36,6 дБ.
Мощность
сигнала на входе приемника при распространении в свободном пространстве при
мощности передатчика 0,3 Вт:
Для
открытой трассы можно положить, что и . Но для закрытой трассы эти множители определяются по
графику, представленному на рис.11.
Для
их определения необходимо знать параметр препятствия μ, определяемого из профиля (Рис.10.).
Рис.10.
Определение параметра препятствия μ.
Из
точек установки антенн проводят две касательные к профилю и определяют две
точки касания. Затем определяют расстояние между ними, которое называется
хордой аппроксимирующей сферы:
Далее
необходимо вычислить выражение:
Тогда
параметр препятствия:
Для
определения по графику на рис.11. округлим параметр препятствия до 10. При этом
у меня будет определенный запас. Необходимо для расчета мощности шумов знать
мощности на входе приемника. Они определяются так же как и в параграфе 2.4
Значение
определяют при по
рис.10.: или
Значение
определяют при:
где
σ = -
стандартное отклонение величины g. Просвет при таком значении:
где
По
рис.11. определяем: или
принимают
равным :
.
Тогда
по формулам из параграфа 2.4:
Рис.11.
Зависимость от .
В
данном случае экранирующая составляющая будет существенной, т.к. трасса уже
закрытая, и радиоволны экранируются землей.
Для
ее определения необходимо вычислить вспомогательные параметры:
,
где
- минимальное значение просвета, определяемое при по рис.11.учетом приведенных параметров вероятность
того, что множитель ослабления будет меньше :
Так
как остальные составляющие (тропосферные, дождевые и интерференционные) не
изменятся, то суммарный процент времени с учетом поствольного резервирования
станет таким:
Как
видно, мы смогли опустить антенны и обеспечить выполнение нормы:
.
Антенну
получилось опустить до 10 м. Дальше ее опускать я не вижу смысла. Такую антенну
можно получить из отрезков 2, 4 или 5 метров по схеме: 5+5.
2.9
Определение суммарной мощности шумов на выходе каналов РРЛ
.9.1
Определение шумов на выходе телефонного ствола
Суммарная мощность шумов в ТФ канале определяется выражением:
где - тепловые шумы, вносимые j-м интервалом;
-
суммарные переходные шумы, возникающие в различных элементах тракта и из-за
многолучевого распространения;
-
тепловые шумы, создаваемые гетеродинными устройствами и модуляторами.
Мощность
шумов можно определить по формуле:
где
- псофометрический коэффициент;
-
постоянная Больцмана;
Гц -
полоса ТФ канала;
кГц -
верхняя частота в спектре группового ТФ сигнала, в системе КУРС-8 система
уплотнения ТФ ствола - К-300 с полосой 60-1300 кГц;
кГц -
эффективная девиация на канал, справочная величина для КУРС-8;
-
эквивалентная шумовая температура, определяемая по формуле (10 дБ -шум фактор
приемника в КУРС-8, 290 К - температура окружающей среды):
;
-
нормированная частота;
-
характеристика восстанавливающего контура, обычно берут так:
-
мощность на входе приемника, определяемая для текущей высоты антенны. Она была
ранее вычислена в параграфе 2.8.
Тогда
тепловые шумы:
.
Остальные
шумы определяются по выражениям:
,
;
где
- суммарные шумы группового, ВЧ трактов, шумы от
фидеров и многолучевого распространения.
-
тепловые шумы гетеродина приемопередатчика и модема.
Если
шумы одного группового тракта пВт0 и у
нас 1 модем, то:
пВт0.
Так
как, групповой тракт есть на каждой станции, то суммарные шумы ВЧ трактов, при
условии что один ВЧ тракт вносит 20 пВт0, будут равны:
Значение
зависит от длины фидера в АФТ и числа интервалов,
определяется выражением:
Значение это шумы каждого фидера, коэффициент 2 учитывает, что
фидеров два на каждом интервале. Пологая, что у нас очень маленький фидер, то
полагаем пВт0, тогда:
При
этом:
.
По
справочным данным [4] определяем: тогда:
Тогда
суммарные шумы в ТФ канале:
Согласно
рекомендациям, шумы в телефонном канале не должны превосходить величину:
Как
видно, данные рекомендации не выполняются. Мощность шумов в два раза больше
нормы. Наибольшие шумы вносят тепловые шумы интервала. Это связано с малой
мощностью . Если ее увеличить, то тепловые шумы будут
уменьшатся, согласно выражению для .
Увеличить ее можно, увеличивая высоты подвеса антенн. При этом будет расти
коэффициент , определяющий эту мощность.
2.9.2
Определение шумов на выходе телевизионного ствола
Для телевизионного ствола квадрат отношения визиометрического напряжения
шумов к напряжению видеосигнала на выходе ТВ канала для 20% времени определяют
по выражению:
где:
Здесь:
- визиометрический коэффициент;
МГц -
верхняя частота полного видеосигнала;
МГц -
девиации на полный видеосигнал.
Тогда:
Вносимы
тепловые шумы в видеоканал за счет модема: за счет
гетеродинного тракта: Тогда суммарные шумы в ТВ стволе:
Или
в дБ:
Рекомендованная
МККР величина определяется выражением:
Как
видно, норма по шумам на выполняется и в ТВ стволе. Причина та же, что и в ТФ
канале: малая мощность . Для уменьшения шумов необходимо увеличивать высоту
антенн.
3.
Составление структурной схемы ОРС-1
Структурная схема ОРС на аппаратуре КУРС на восемь стволов приведена на
рис.12.
Стойка окончания (СО) содержит четыре комплекта модуляторов и
демодуляторов, работающих на ПЧ 70 МГц. Три комплекта являются рабочими и один
резервный. Стойка СО имеет свою систему резервирования по схеме 3+1.
Резервирование модемов производится независимо от резервирования ВЧ стволов. В
комплект СО входят также элементы, необходимые для организации ТФ и ТВ стволов
(предыскажающие и восстанавливающие контуры, групповые усилители, тракты
образования групповых каналов на поднесущих частотах и т.д.).
Передающая часть СО предназначена для генерации сигнала ПЧ, частотной
модуляции сигнала ПЧ, формирования группового спектра передаваемых сообщений,
генерации сигналов поднесущих частот и модуляции их сигналами звукового
сопровождения телевидения или вещания.
Приемная часть СО предназначена для демодуляции ЧМ сигнала ПЧ, разделения
группового сообщения на его составляющие и демодуляция сигналов поднесущих
частот.
Стойка резервирования стволов (РС) позволяет осуществлять поучастковое
резервирование по схемам 3+1, 6+2, 7+1 и (1+1)×2. Она предназначена для работы в
системе автоматического резервирования стволов по участкам РРЛ. Стойка РС
устанавливается на УРС и ОРС и может охватывать одновременно системой
резервирования до восьми ВЧ стволов, из которых один или два резервные.
Пульт служебной связи и контроля (ССК) позволяет производить контроль ТВ
программы, сигналов звукового сопровождения и вещания и осуществлять СС по РРЛ.
Пульт ССК устанавливается на УРС и ОРС И содержит аппаратуру образования
каналов ПСС, устройства коммутации служебных каналов между собой, аппаратуру
субъективного и объективного контроля качества ТВ программ, сигналов
многоканальной телефонии, а также сигналов звукового сопровождения телевидения
и вещания.
Стойка распределения постоянного тока (РПТ) обеспечивает подключение к
шинам постоянного тока (- 24 В) через автоматы защиты всех приемников, передатчиков,
СО, стоек ОПРС, ОУРС, РС, пульта ССК, устройств жизнеобеспечения помещений,
щита автоматики дизель-генераторов.
Заключение
В данном курсовом проекте было проведен расчет параметров радиорелейной
линии прямой видимости на базе комплекса унифицированной системы КУРС-8,
предназначенной для зоновых линий. Для систем КУРС применяются унифицированные
модемы, аппаратура ввода-вывода сигналов многоканальной телефонии,
видеосигналов, сигналов звукового сопровождения и радиовещания, системы и
аппаратура резервирования, служебной связи (СС), телеобслуживания (ТС), а также
система гарантированного электропитания. Кроме того, в приемопередающей
аппаратуре используются унифицированные блоки (УНЧ, умножителя частоты, кварцевые
генераторы и т.п.). Высокая степень унификации систем позволяет существенно
снизить стоимость проектирования, разработки и эксплуатации РРЛ, а также
повысить надежность ее работы.
В ходе проведения расчетов, был найден компромисс между стоимостью линии
и качественными показателями. Однако, не все показатели соответствуют нормам
(мощности шумов), но были даны рекомендации по их устранению.
Список используемой литературы
1. Тимищенко
М.Г. Проектирование радиорелейных линий. - М.: Связь, 1976. - 240 с.
. Пректирование
и расчет радиорелейных линий связи/Под ред. Е.В.Рыжкова. - М.: Связь, 1975. -
264 с.
. Системы
связи и РРЛ/Под ред. Н.И.Калашникова. - М.: Связь, 1977. - 392 с.
. Справочник
по радиорелейной связи/Под ред. С.В.Бородича. - М.: Радио и связь, 1981. 416 с.
. Описание
радиорелейных систем РРЛ прямой видимости: Методическая разработка /
В.А.Корнеев. - Рязань: РРТИ, 1985. - 39 с.
.
Проектирование радиорелейных линий прямой видимости: Методическая разработка /
В.А.Корнеев.,Э.К.Атаянц. - Рязань: РРТИ, 1985. - 32 с.