1 Особливості проектування цррл в діапазоні 15-38 гГц

Сучасні ЦРРЛ широко використовуються в магістральних, внутрішньо зонових і місцевих мережах радіозв'язку. ЦРРЛ отримав широке поширення в системах рухомого зв'язку як з'єднувальні лінії між базовими станціями(БС), між контролерами БС і ЦКПС. Крім того, ЦРРЛ працюють у цифрових мережах з радіо-доступом. Вони також утворюють однопрольотні або двопрольотні радіолінії для доступу до магістральної ЦРРЛ. Все більше поширення отримують локальні мережі ЦРРЛ для передачі даних на персональні комп'ютери та обміну даних між користувачами, наприклад мережа включення користувачів в Інтернет.

Рис 1.1- Структурна схема мережі мобільного зв’язку з використанням ЦРРЛ.

БС- базова станція;

МС-мобільна станція;

КБС-контролер базової станції;

ЦК-центр комутації.

1.1 Переваги та недоліки цррл

За час свого розвитку цифрові радіорелейні лінії перетворилися в ефективний засіб передачі сотень і тисяч телефонних сигналів на відстані в тисячі кілометрів, конкуруючи з іншими засобами зв'язку, в тому числі кабельними і супутниковими, вдало доповнюючи їх.Сьогодні ЦРРЛ стали важливою складовою частиною цифрових мереж електрозв'язку - відомчих, корпоративних, регіональних, національних і міжнародних, оскільки мають ряд важливих переваг, у тому числі:- можливість швидкої установки обладнання при невеликих витратах;- організація багатоканального зв'язку на ділянках місцевості зі складним рельєфом (ліс, гори тощо);- можливість застосування для аварійного відновлення зв'язку у разі лиха, при рятувальних операціях і ін;- ефективність розвитку цифрових мереж у великих містах і індустріальних зонах, де прокладка нових кабелів надто дорога або неможлива;- якість передачі інформації;До недоліків цифрової радіорелейної лінії можна віднести:- ослаблення сигналу у вільному просторі;- ослаблення сигналу в дощі й тумані; - рефракція сигналу і тощо.

1.2 Діапазон частот для цррл

Інтенсивний розвиток систем зв'язку привело до бурхливого освоєннядіапазонів частот 15-38 ГГЦ. Середня довжина прольотів досягає 25 км для зон з помірним кліматом. Апаратура виконується у вигляді моноблока. Типові параболічні антени мають діаметри 0.6, 1.2 або 1.8 м при коефіцієнтах підсилення від 38 до 46 дБ.

На поширення сигналів сильно впливає гідро метеори і інтерференція прямих і відбитих хвиль. Ослаблення в дощ може становити 1-12 дБ/км (при інтенсивності дощів 20-160 мм/рік).

1.3 Фактори, що впливають на розповсюдження радіохвиль в діапазоні 15-38 ГГц

На шляху поширення сигналу зазвичай трапляються різні перешкоди, які ведуть до відображенням сигналу і зміни його траєкторії. У результаті може скластися ситуація коли до приймача будуть надходити не одна, а відразу кілька зрушених по часу копій вихідного сигналу з різними амплітудами. Причому енергія вихідного сигналу буде розподілена між копіями нерівномірно. Це явище - багатопроменевого поширення сигналу.

Виділяють дві основні різновиди завмирань: швидкі і повільні завмирання. Завмирання сигналу - це одна з найважливіших проблем у стільникового зв'язку. Проте багаторічний досвід і великий обсяг напрацювань в області стільникового зв'язку дозволяють у даний час досить ефективно боротися з завмираннями.

Завмирання - це зниження рівня сигналу на вході приймача , пов'язані зі змінами факторів зовнішнього середовища і умов поширення радіохвиль . Глибокі завмирання (нижче порога чутливості приймача ) призводять до спотворень або втрати корисного сигналу. Крім того, при розповсюдженні радіохвиль УКХ діапазону мають місце дифракція, рефракція радіохвиль.

Рефракція радіохвиль - явище заломлення радіохвиль в атмосфері унаслідок зменшення густини повітря з висотою, що приводить до збільшення дальності розповсюдження поверхневої радіохвилі. При деяких особливих станах атмосфери, коли густина повітря зменшується з висотою швидше, ніж в нормальній атмосфері, може утворитися атмосферний хвилевід, по якому поверхнева хвиля розповсюджується трохи далі, ніж при нормальній рефракції.

Розглянемо явище інтерференції радіохвиль. Одна хвиля-пряма, поширюється по найкоротшому шляху, інша проходить більш довгий шлях відбиваючись від землі або великих предметів. Результуюча напруженість поля визначається різницею фаз цих хвиль і може бути або більше, або менше напруженості поля кожної хвилі.

Рис.1.2 -Інтерференція радіохвиль при їх поширенні уздовж поверхні Землі.

Для усунення інтерференції, для даної частоти можна пересунути антену далі або ближче до передавальної станції або змінити висоту. Це справедливо лише за умови прямої видимості.

Дифракція - відхилення радіохвиль поблизу краю непрозорого (для радіохвиль) перешкоди від початкового напрямку руху. Проходячи біля краю перешкоди, хвиля як би огинає його вершину, в результаті чого частина енергії радіохвиль потрапляє в зону тіні. Край перешкоди є повторним джерелом радіохвиль, своєрідним пасивним ретранслятором. У випадку світлових хвиль спостерігається аналогічні явища, тому кажуть, що край перешкоди "світиться".

Рис.1.3 -К поясненню принципу дифракції

Суворе рішення дифракційних задач може бути, в принципі, знайдено, виходячи з хвильового рівняння та граничних умов. Проте, у такої суворої постановці рішення, зважаючи на складності, вдається одержати тільки в декількох найпростіших випадках.

Принцип Гюйгенса-Френеля слід розглядати як наближене рішення дифракційних задач. В основі його лежить припущення про те, що кожен елемент по-поверхні хвильового фронту можна розглядати як джерело вторинних хвиль, розповсюдження у всіх напрямках (рис. 1.4.). Ці хвилі когерентні, так як вони збуджені однією первинною хвилею. Результуюче поле в точці спостереження P може бути знайдено як результат інтерференції вторинних хвиль. В якості поверхні вторинних джерел може бути обрано не тільки поверхню хвильового фронту, але і будь-яка інша замкнута поверхня. При цьому фази і амплітуди вторинних хвиль визначаються значеннями фази і амплітуди первинної хвилі.

Рис. 1.4- Принцип Гюйгенса-Френеля

Для ефективного зв'язку з допомогою високочастотних хвиль потрібно забезпечити безперешкодну лінію прямої видимості між передавачем і приймачем. Поняття зон Френеля засноване на принципі Гюйгенса, згідно з яким кожна точка середовища, до якої доходить обурення, сама стає джерелом вторинних хвиль, і поле випромінювання може розглядатися як суперпозиція всіх вторинних хвиль. На основі цього принципу можна показати, що об'єкти що лежать всередині концентричних кіл, проведених навколо лінії прямої видимості двох трансіверов, можуть впливати на якість як позитивно, так і негативно. Всі перешкоди, які потрапляють всередину першого кола першої зони Френеля, надають найбільш негативний вплив.