Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Космические и наземные системы радиосвязи и телевещания

..pdf
Скачиваний:
13
Добавлен:
05.02.2023
Размер:
6.63 Mб
Скачать

41

 

 

=

 

( )∙

,

 

2,05∙10

при

 

≤ 20

 

(9.10)

 

 

 

 

 

 

4,1∙10

 

при

> 20

 

 

 

 

 

 

 

 

+

 

 

 

+

где

в ГГц,

(в) = (

 

+

+

 

 

 

+

 

),

 

 

 

 

 

 

км;

=38,67,

= −505,89,

= 4240,7,

=

 

 

= 4,4416,

 

 

−15669,

 

= 21517

для приморских трасс;

 

 

 

 

 

= 1,3025,

 

 

=32,303,

= −639,61,

 

= 5463,

=

−20494, А

 

= 28203

для сухопутных трасс.

 

 

 

 

 

2

 

 

1

 

 

 

 

8

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=

 

 

 

 

 

интерференционногоexp − (

минимума̅)−√6

, а,

- наибольшее(9.11)его

где

– номер

 

 

 

 

 

 

3

( крит)

 

 

 

 

 

 

значение;

 

 

 

=

 

 

 

 

 

,

 

 

 

 

(9.12)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

где

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

округление до ближайшего меньшего целого.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Здесь

 

 

 

 

 

 

 

10

 

(1−

)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

относительная=

координата в. точки отражения при средней(9.13)

рефракции.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.2)

 

Рассчитать процент времени нарушения связи за счет

плоских замираний в условиях наихудшего месяца:

 

где

 

рассчитано

 

 

 

 

пл

=

 

∙10

.

 

 

 

 

(9.14)

 

 

 

 

 

 

 

согласно (7.6)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2)Расчет селективных замираний

2.1) Вычислить значение запаса на селективные замирания

сел, дБ:

где

s –

= −20

 

(1 −

 

/2)

 

 

,

 

,

(9.15)

 

 

 

 

 

Φ

 

(

)

Ψ

 

Φ

 

 

(9.7),

 

 

√12

 

 

 

 

 

 

согласно (9.6) и

 

селскорость передачи, Гбит/с;

(

)вычисляется( )

Φ – максимальное значение модуля коэффициента отражения от подстилающей поверхности ни интервале в условиях повышенной

рефракции,

 

Ψ

Φ – функция, графики которой приведены на рис. 9.2 и 9.3 для

приморских( , )

и сухопутных интервалов соответственно.

42

 

Зависимость функции Ψ

Φ

)

от

и Φ для

Рисунок 9.2 –

приморских интервалов(

[3].,

 

 

43

 

 

 

 

 

 

 

 

Зависимость функции Ψ

 

Φ

)

от

и Φ для

Рисунок 9.3 –

сухопутных интервалов(

[3].,

 

 

 

 

 

Ψ

 

 

 

 

Φ

 

 

 

 

(

,

)

 

 

 

Φ

 

 

 

 

 

 

 

 

Значение функции Ψ

 

 

Φ , можно определить из выражения:

 

 

 

(

 

, ) =

 

∑ |(2

− 1)

Φ(

, )|

,

 

 

 

 

(9.16)

где

 

 

 

 

 

|

(

,

)|

 

 

 

 

 

 

 

 

Φ

 

 

1

 

 

 

 

∆ +

 

(2 −1)

((

 

ΦΦ))

Φ

(

 

,

 

 

) =

1−

 

 

 

 

 

 

√2

 

 

 

 

 

 

( )+

 

+

 

1

 

1−

 

 

+

 

 

 

(2

−1)

 

(

Φ

(9.17)

 

2

 

 

 

 

 

 

√2

 

 

 

 

 

 

),

(Φ) и (Φ) определяются выражениями:

44

( ) =

1Φ

ln

1+ 2

 

Φ

( ) =

(1 −Φ )

(1+0,5(1−

Φ

) )

Φ

 

 

Φ

 

 

 

 

 

1−

 

 

,

√ (1−0,5(1 −

 

) ) .

Φ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Φ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Φ

 

 

 

 

 

 

 

Φ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9.2Расчет неустойчивости для высокогорных интервалов

Расчет плоских замираний.

1)Вычислить параметр вероятности появления

замираний, %:

 

где =

∙ ( )

,

 

,

(1+ |

|)

,

,

 

 

 

(9.18)

соответсвтенно;

геоклиматический коэффициент, значение которого

в ГГц;

 

в км; - наклон

 

4,1∙10

и

4,9∙10 ,

для сухопутных и надводных интервалов равны

 

 

 

( ) -

 

 

 

 

 

 

 

 

 

трассы, мрад;

 

 

трассы.

высотный множитель, определяемый средней высотой

 

Для сухопутных интервалов:

)

 

 

 

 

 

 

 

 

Для

 

 

( ) = 10

,

(

,

 

 

 

 

 

(9.19)

 

 

надводных интервалов:

)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

( ) = 10

 

,

(

.

 

 

 

 

 

(9.20)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2)

 

 

Рассчитать

 

 

дополнительное

ослабление

уровня

сигнала , дБ, за счет прохождения через слоистые неоднородности тропосферы:

 

 

 

=

∙10

,

 

(9.21)

где

 

9

 

 

 

коэффициент, вычисляемый по формуле:

(9.22)

где

 

= (

+

,

+

)10

,

3) = (180⁄

10 )

= 20,16,

= −15,4,

= 3,03.

 

 

Рассчитать процент времени нарушения связи за счет

плоских замираний в условиях наихудшего месяца:

(9.23)

 

 

 

пл =

∙10 (

)⁄ .

9.3 Расчет неустойчивости для горных интервалов

На горных интервалах РРЛ неустойчивость, обусловленная интерференцонными замираниями, рассчитывается согласно выражению:

мл

=

мл п

пл(вг) мл(п)

( − 800),

(9.24)

 

( ) +

400

45

где мл(п) – неустойчивость, обусловленная интерференционными замираниями на приземных интервалах (см. п.9.1); пл(вг) – неустойчивость, обусловленная интерференционными

замираниями на высокогорных интервалах (см. формулу 9.23).

9.4Расчет неустойчивости на частотах выше 20 ГГц.

Расчет проводиться в соответствии с [3].

 

 

1)

Расчет плоских замираний

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.1)

 

 

Рассчитать

 

геоклиматический

 

 

коэффициент,

пользуясь данными в районе расположения интервала:

 

 

 

 

 

 

где

 

 

 

= 10

,

,

 

 

,

 

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(9.25)

 

 

 

 

градиент преломляющий способности нижнего слоя

атмосферы (см. Приложение А);

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

- параметр, характеризующий неровность местности (см.

Приложение Б).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.2)

 

 

Вычислить

параметр

 

вероятности

 

 

появления

замираний, %:

 

 

 

,

 

,

 

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=

 

,

(1+

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(9.26)

где

 

 

 

)в ГГц∙10.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

= min( , );

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

:

 

 

 

 

(9.27)

 

 

1.3)

 

 

Вычислить значение процента времени,

 

 

 

:

 

 

1.4)

 

 

 

 

=

 

∙10

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

,

дБ

 

 

 

 

 

Рассчитать значение глубины замираний

 

 

 

(9.28)

 

 

1.5)

 

 

 

 

= 25+1,2(

 

).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рассчитать процент времени нарушения связи за счет

плоского замираний:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=

100

1−

 

−10

 

 

 

при

<

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(9.29)

 

 

 

 

 

 

при

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

пл

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

где

 

вспомогательный параметр:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

= 2+ 1+0,3∙10

/ ∙10

,

 

+4,3 10

 

 

+

 

 

 

 

 

.(9.30)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

800

 

 

 

 

 

 

 

 

(

− 2)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=

(1+0,3∙10

/

)10 ,

 

− 4,3

10

 

 

+

800

,

 

 

(9.31)

 

 

 

 

1

 

 

 

 

100−

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

= −

 

∙20

 

 

100

 

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(9.32)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2)Расчет селективных замираний

2.1) Вычислить среднее время задержки отраженного сигнала на интервале, нс:

46

 

 

ср = 0,7

 

 

 

 

, .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(9.33)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.2) Определить

коэффициент

активности

замираний по

 

 

50

 

 

 

 

 

 

 

 

,

 

 

 

 

 

 

формуле:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

= 1− exp

 

 

−0,2

 

 

 

 

 

 

 

 

,

 

 

 

 

(9.34)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.3) Вычислить значение запаса на селективные замирания

сел

с использованием данных о

 

сигнатуре цифровой системы радиосвязи:

 

 

 

 

 

100

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

м

 

ср

 

нм

 

 

ср

 

 

сел = −10lg

2,15

 

м ∙10

 

 

+ нм ∙10

, (9.35)

 

 

 

 

 

 

,м

 

 

,нм

где

м нм

в ГГц,

 

нм

 

в

дБПараметры

сигнатуры

измеряются в лабораторных( )

 

условияхм( )

 

и должны быть предоставлены

производителем оборудования. Сигнатуры современных цифровых систем почти прямоугольные, а их ширина приблизительно равна (1,1…1,2) где – ширина полосы частот, численно равная скорости передачи символов и, соответственно, обратно пропорциональна длительности символа . Высота сигнатуры зависит от формата модуляции, скорости передачи данных и наличии корректоров. Она определяет значение глубины замирания, при котором BER достигает

порогового значения

 

 

или

 

.

 

 

 

нс

 

Стандартное

значение времени задержки:

м нм

 

10

 

 

10

 

 

 

 

 

При наличии информации о значении ,

нормализованной

 

( ) = 6,3 .

сигнатуры

н.м(нм),

сел

вычисляется как:

 

 

 

сел

 

 

нм

 

ннм

 

ср

 

 

 

 

= −10

2,15

.

+

,

 

 

.

 

(9.36)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Теоретическое

значение

 

нормализованной

сигнатуры

определяется выражением:

 

10

м(нм)/

 

 

 

 

 

н.м(нм) =

 

 

,

 

(9.37)

,м(нм)

Где Т – период, соответствующий скорости передачи символов в системе, нс.

2.4) Процент времени нарушения связи за счет селективных замираний рассчитывается согласно выражению:

сел = 100 ∙10

сел

(9.38)

.

47

10. Расчет эффективности разнесенного приема

Пункт 10 пропускается при отсутствии разнесенного приема.

10.1 Эффективность приема с пространственным разнесением

Неустойчивость, обусловленная многолучёвостью, может быть в значительной степени уменьшена при использовании разнесенного приема.

Эффективность приема с пространственным разнесением рассчитывается в следующем порядке согласно [1]:

1) Вычислить коэффициент активности многолучевого замирания (9.34) [5]. На частотах ниже 20 ГГц = 1.

2)Вычислить квадрат коэффициента неселективной корреляции:

 

 

=

 

пл = 1 −

пл

пл,

(10.1)

где

пл

пл

 

пл

 

 

/100;

 

 

 

 

 

значение процента времени нарушения связи на основной трассе

за счет плоского замирания; пл- коэффициент улучшения за счет разнесенного приема,

вычисляемой по формуле:

( ,

, ,

)] 10

,

 

 

(10.2)

где

=

пл =;

1−

[

 

 

 

⁄100

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

вертикали( , , ,

– функция, параметрами которой является: разнос по

центров)

приемных антенн, частота, длина и вероятность

появления замираний.

 

 

 

 

 

 

 

 

при

< 20

ГГц

 

 

 

−(

 

)

(

[3,

(

,23)])

 

 

 

(10.3)

 

 

−2,5∙10

 

 

:.

при

> 20

ГГц

где

-

 

 

 

 

(

, , коэффициент, ) =

, вычисляемой по формулам, ,

 

 

 

- для слабопересеченных интервалов:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=

 

 

,

 

,

 

(10.4)

 

 

 

осн доп

осн

доп

осн доп

 

 

 

 

 

(

 

) = 19,5∙exp −8,09

(

 

)

 

(10.5)

где осн(доп) – параметр по (9.11) для основной и дополнительной трассы.

Для пересеченных интервалов:

= 1,287∙10 ( ∙

[ ,11]) .

(10.6)

48

3) Вычислить квадрат коэффициента корреляции при селективных замираниях;

 

сел

=

0,8238

)

,

,

 

, (

) при

0,5<

при ≤ 0,5

(10.7)

где

 

1− 0,195(1−

)

 

 

 

≤ 0,9628

 

 

1−0,3957(1−

 

)

 

 

 

при

> 0,9628

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

коэффициент корреляции

 

относительных амплитуд:

 

 

 

=

1 −0,9746(1 −

 

пл

,

при

пл ≤ 0,26,

 

(10.8)

 

 

1− 0,6921(1−

 

пл

 

при

пл

 

 

 

 

 

 

) ,

 

> 0,26.

 

4)Вычислить вероятность неустойчивой работы пл , обусловленной плоскими замираниями:

 

 

 

 

 

 

пл

=

пл

.

 

 

(10.9)

5) Вычислить

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

пл

 

неустойчивой работы

работы

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

вероятность

 

 

сел

, обусловленной селективными замираниями:

 

 

 

 

 

 

 

=

 

сел

 

,

(10.10)

 

где

сел

=

сел

 

(1−

 

сел)

 

 

 

сел

 

 

 

 

 

 

 

6)

 

 

 

/100.

 

 

 

 

 

 

 

Вычислить общую вероятность неустойчивой работы

 

 

 

 

мл

 

= ( сел, +

пл, ) .

(10.11)

7)Для получения неустойчивости в %, мл необходимо умножить на 100 правые части уравнений (10.9)-(10.11).

10.2Эффективность приема с частотным разнесением

Порядок определения значения

мл

при частотном

разнесении

аналогичен порядку, используемому в расчетах для

 

пространственного разнесения, но за место формулы 10.2 применяют формулу [1]:

 

пл

=

+1

пл

,

(10.12)

где

– число рабочих

 

 

 

 

стволов в системе резервирования (K+1).

 

Коэффициент

 

 

рассчитывают в зависимости от характера

 

 

 

2

 

 

 

интервала следующим образом:

-для пересеченных сухопутных интервалов по формуле

= 17

;

(10.13)

-для пересеченных интервалов, проходящих в приморских районах, по формуле

пл = пл пл ,

49

= 2,5 , ; (10.14)

-для слабопересеченных интервалов по формуле:

 

 

 

 

= 0,812[ ( )]

,

,

,

( ( ))

 

где

 

– просвет

 

 

 

 

 

,

(10.15)

 

 

 

 

 

 

 

(

для̅)

 

трассы в точке отражения при средней рефракции;

-

слабопересеченных интервалов

 

с большими просветами,

перепадом высот корреспондирующих пунктов более 800 м и средней

высоты трассы ≤ 800 м при ≥ 0,3 (9.11),

по формуле

= 3,4

.

(10.16)

10.3 Эффективность приема с частотным и пространственным разнесением

Для обеспечения устойчивости работы РРЛ на отдельных неблагоприятных интервалах целесообразно использование пространственного разнесения в дополнение к уже имеющемуся частотному разнесению [1].

Процедура расчета зависит от количества используемых в системе приемников (2 или 4).

В случае двух приемников:

1)Вычислить коэффициент неселективной корреляции:

(10.17)

где пл и пл – коэффициенты корреляции при плоских замираниях, рассчитанных для пространственного и частотного

разнесения

и

использованием

значений

пл и пл

соответственно.

Далее процедура ведется как в случае пространственного,

разнесения

согласно пункту 10.1.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

В случае четырех приемников:

 

 

 

 

 

 

1)

 

Вычислить

 

коэффициент

активности

многолучевых

замираний

(см.9.34).

 

 

 

 

 

 

 

 

:

 

 

 

 

плРассчитать

параметр разнесения

 

 

 

2)

пл

 

пл

) 1−

пл

,

пл

 

(10.18)

где пл и

те = (1−

 

 

 

 

 

 

 

 

 

же, что и в формуле (10.17).

 

 

 

 

3)

 

Вычислить

 

вероятность

неустойчивой

работы пл ,

обусловленную плоскими замираниям:

 

 

 

 

 

 

 

 

пл =

 

пл

.

 

 

 

 

 

(10.19)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

пл

эф(4⁄ ) ,

50

4)Найти квадрат эквивалентного коэффициента

корреляции

пл при плоских замираниях из выражения:

 

 

5)

пл

= 1−

 

 

∙(1 −

пл

)

1−

пл

.

(10.20)

 

 

 

Рассчитать

 

 

эквивалентный

коэффициент

корреляции

пл при селекции замираниях, используя ту же процедуру,

что и для пространственного разнесения (10.7).

 

 

сел ,

6)

 

Вычислить вероятность неустойчивой

работы

обусловленную селективными замираниями:

 

 

где сел то же, что и в (10.10)=

 

сел

 

,

 

(10.21)

(1−

 

сел)

 

 

 

сел

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7) Общая вероятность неустойчивой работы мл рассчитывается согласно (10.11).

11.Расчет показателей качества, обусловленных интерференционными замираниями

Расчет показателей качества, обусловленных интерференционными замираниями, выполняют в следующем порядке согласно [1].

1)

Если

выполняется неравенство

мл

 

то

коэффициент сильнопораженных секунд

мл

%, и коэффициент

 

 

 

 

< 0,000385

 

неготовности

нег мл

%, обусловленные интерференцией,

на

интервале, принимают. .,равными

 

 

 

 

мл = мл; нег. мл. = 0;

идальнейших вычислений не требуется.

2)Рассчитать эффективный запас на замирание эф:

 

эф

 

 

сел

 

 

где

запаса

 

на тепловое замирание, при котором

– значение= 10

 

+10

 

,

(11.1)

рассчитывают неустойчивость, вызванную плоским замиранием, дБ; сел – запас на селективное замирание, при котором

рассчитывают неустойчивость, вызванную селективным замиранием, дБ.

3)Рассчитать медианное значение длительности

замираний М, c, при многолучевом распространении:

М =