Системы спутниковой радиосвязи и телевещания

РЕСПУБЛИКА  КАЗАХСТАН

АЛМАТИНСКИЙ ИНСТИТУТ ЭНЕРГЕТИКИ И СВЯЗИ

Кафедра Телекоммуникационных систем

 

 

 

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

 К КУРСОВОЙ РАБОТЕ

По дисциплине: Системы спутниковой радиосвязи и телевещания

 

 

 

 

 

  Руководитель_____________________

       _Клочковская Л.П.______________________

                                                                   «___»  ___________  2009 г.

    Студент _Сагиндыкова Ж.Е.___________

Группа  _МТСк-05-02______________

                                                                    Зач. Книжка №053059_____________

 

 

 

 

АЛМАТЫ 2009

ОСНОВНЫЕ ТЕХНИЧЕСКИЕ  ХАРАКТЕРИСТИКИ АППАРАТУРЫ

 

1. Цифровая радиорелейная система                     PASOLINK

2. Вариант трафика                                                                E1

3. Диапазон частот                     21,3-23,5 ГГц

4. Коэффициент системы, Кс          99 дБ

5. Мощность ПРД                     17 дБм

6. Диаметр антенны             1.2 м

7. Усиление антенны             41 дБ

   

           f – 22 ГГц

 

Вар	УНУ	1	2	3	4	5	,км
9	200	210/0	220/10	230/15	230/20	230/25	25

 

 

 

 

 

СОДЕРЖАНИЕ

 

ВВЕДЕНИЕ

 

Радиорелейная  связь осуществляется  путем последовательной многократной ретрансляцией сигнала  от  одной  станцией к  другой. На  станциях  осуществляется процесс  приема, получения   и переизлучения   сигнала. Расстояние прямой видимости между сигналами зависит от высоты подвеса антенн, от рельефа местности также от диапазона радиоволн. Горы, возвышенности, большие водные пространства, резко изменяют условия распространения.

В зависимости от места  в первичной сети ЕАСС радиорелейные  линии (РРЛ) подразделяют на местные, зоновые, магистральные и технологические.

Местные РРЛ соединяют  две АТС в пределах большого города, райцентр с селом или село с  селом. Зоновые (внутриобластные) РРЛ – линии средней емкости. Магистральные РРЛ, соединяющие между собой тракты и каналы передачи различных зоновых сетей, являются линиями большой емкости (тысячи телефонных каналов) и используют до восьми высокочастотных радиостволов. Технологические РРЛ служат для организации технологической связи при эксплуатации нефтепроводов, газопроводов, линий электропередачи, железнодорожного транспорта.

Современные РРЛ работают в различных диапазонах частот от 0,1 до 15 ГГц. По способу обработки  информации РРЛ могут быть подразделены на аналоговые и цифровые.

Аналоговые РРЛ используют для передачи многоканальных телефонных (ТФ) сообщений и телевизионных (ТВ) сигналов совместно с сигналами  звукового сопровождения (ЗС) в аналоговой форме. Цифровые РРЛ служат для передачи в цифровой форме телефонных сообщений (со скоростью 2-140 Мбит/с), сигналов данных с большой скоростью, а также сигналов ТВ и видеотелефонных сигналов.

Радиорелейные станции (РРС) по функциональному признаку классифицируются на узловые, оконечные и промежуточные.

На узловой  радиорелейной станции (УРС) передаваемая информация перепринимается с возможностью ввода и выделения информации потребителю. На оконечной радиорелейной  станции (ОРС) осуществляются ввод и  выделение передаваемой информации и обеспечивается распределение информации потребителям. На промежуточной радиорелейной станции (ПРС) передаваемые сигналы ретранслируются по промежуточной частоте, а также при необходимости выделяются сигналы ТВ ствола или часть телефонного группового спектра.

      
                                             ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ

ЗАДАНИЕ 1

1 Построение продольного  профиля пролета

1.1 Определение  радиуса кривизны Земли.

,

где -км, х-м

м

1.2 Определение критической точки пролета.

,

где , - км,

R₁ – расстояние до препятствия,

R₀ – протяженность интервала,

.

1.3 Определение  минимального радиуса зоны Френеля.

Радиолуч перемещается внутри зоны Френеля, которая представляет собой элепсоид вращения в точке приема и передачи.

,

где

1.4 Приращение  просвета из-за рефракции.

Среднее значение изменения просвета за счет рефракции, существующее в течение 80% времени, вычисляется по формуле:

^.10^{-8  1}/м среднее

^.10^{-8 1}/м стандартное

 среднее и стандартное отклонение вертикального градиента диэлектрической проницаемости атмосферы.

=25 км 

1/м

.

1.5 Просвет  при отсутствии рефракции.

,

.

1.6 Определение  высот подвеса антенн.

Высоты подвеса  антенн выбираются методом оптимизации. Для этого от критической точки  профиля откладываем расстояние Н(0) и через данную точку проводим три произвольных луча. Выбираем тот луч, у которого h₁+h₂=min, где h₁- высота подвеса передающей антенны,h₂- высота подвеса приемной антенны.

м

м

Высота передающей антенны 37,484 м.

Высота приемной антенны 37,484 м.

2 Расчет времени ухудшения связи

2.1 Расчет  запаса на замирание.

 дБ,

где S_G – коэффициент системы, дБ;

2η≈5 дБ – коэффициент полезного действия антенно-фидерного тракта;

L₀ – ослабление сигнала на пролете:

,

.

Для заданного типа аппаратуры, работающей на заданной частоте, определяем технические параметры:

S_G=99 дБ,

 дБ.

2.2 Расчет  времени ухудшения связи из-за  дождя.

Чем выше частота  радиоизлучения, тем сильнее влияет на ослабление сигнала размер капель и интенсивность дождя. Поэтому при расчете времени ослабления необходимо учитывать климатическую зону в зависимости от интенсивности дождя в течении 0.01% времени.

Территория СНГ разделена  на 16 климатических зон. Казахстан  относится к зоне Е, для которой интенсивность осадков .

Так как интенсивность  дождя неравномерно распределяется вдоль трассы, определяем эффективную  длину пролета:

 км,

R₀ – длина пролета, км;

- коэффициент уменьшения,

- опорное расстояние, км,

 км,

,

.

Удельное затухание в  дожде в зависимости от поляризации  волны:

 дБ.

Коэффициенты регрессии для оценки затухания в зависимости от поляризации волны определяются по таблице.

Для горизонтальной поляризации:

Затухание на трассе, превышающее 0.01% времени, определяется по формуле:

, дБ,

Время, в течении  которого ослабление сигнала больше, чем запас на замирание:

, %

 

%.

2.3 Расчет  времени ухудшения связи, вызванного  субрефракцией радиоволн.

Стандартная атмосфера имеет наибольшую плотность у поверхности земли, поэтому радиолучи изгибаются книзу. В результате просвет на пролете, определяемый по минимальному радиусу зоны Френеля, не имеет постоянной величины, т. к. плотность атмосферы изменяется и зависит от времени суток и состояния атмосферы.

Среднее значение просвета на пролете:

,

Относительный просвет:

,

.

На чертеже  профиля пролета проводим прямую параллельно радиолучу на расстоянии ∆y=H₀ от вершины препятствия и находим ширину препятствия (Приложение А).

Относительная длина препятствия:

Параметр µ, характеризующий аппроксимирующую среду:

,

где .

Принимаем .

Значение относительного просвета , при котором наступает глубокое замирание сигнала, вызванное экранировкой, препятствием минимальной зоны Френеля:

где V₀ – множитель ослабления при H(0), определяемый по графику в зависимости от полученного значения µ. Для µ=1,27 V₀=-12,25дБ.

V_min – минимальный допустимый множитель ослабления;

,

Параметр  ,

,

 

По графику определяем T(V_min) в зависимости от ψ. Для ψ =2,31

 T(0) = 4 %.

2.4 Проверка  норм на неготовность и окончательный выбор оптимальных высот подвеса антенн и опор.

Характеристики  неготовности для ГЭЦТ (гипотетический эталонный тракт) установлены в  рекомендации 557МСЭ-Р.

ГЭЦТ считается неготовой, если в течении 10 последующих секунд возникли следующие условия или одно из них:

• Передача цифрового сигнала прервана;
• В каждой секунде BER хуже 10^-3.

Неготовность  аппаратуры уплотнения исключается. Характеристики неготовности делятся на неготовности оборудования и неготовность, вызванную условиями распространения радиоволн, например, величина неготовности, вызванной дождем, составляет 30-50%.

Характеристики  готовности ГЭЦТ протяженностью 2500 км определяются величиной 99.7%, причем эти проценты определяются в течение достаточно большого интервала времени. Этот интервал должен составлять более года, характеристики готовности определяются, таким образом, величиной 0.3%.

Норма на неготовность:

,

Должно выполняться  условие:

,

где

2.5 Расчет  времени ухудшения радиосвязи  из-за многолучевого распространения.

При моделировании  радиолиний, протяженностью более чем  несколько километров, должны учитываться четыре механизма замираний в чистой атмосфере, обусловленные чрезвычайно преломляющимся слоями:

• расширение луча (расфокусировка луча);
• развязка в антенне;
• поверхностное многолучевое распространение;
• атмосферное многолучевое распространение.

Большинство этих механизмов возникают сами по себе или в комбинации с другими механизмами. Сильные частотно-избирательные затухания возникают, когда расфокусировка прямого луча сочетается с отражением сигнала от поверхности, что вызывает замирание вследствие многолучевого распространения. Мерцающие замирания, вызванные небольшими турбулентными возмущениями в атмосфере, всегда имеют место при этих механизмах, но на частотах ниже 40 ГГц их влияние на общее распределение замираний не существенно. На больших глубинах замирания процент времени Т_ИНТ, в течение которого в узкополосных системах не превышается уровень принимаемого сигнала в средний худший месяц, может быть определен с помощью следующего асимптотического выражения: