Расчёт качественных показателей цифровых радиорелейных линий. Практикум по дипломному проектированию
.pdf
V ОБР, дБ
11 |
|
|
|
|
|
|
|
|
10 |
|
|
|
|
|
|
|
|
9 |
|
|
|
|
|
|
|
|
8 |
|
|
|
|
|
|
|
|
7 |
|
|
|
|
|
|
|
|
6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
0-20 |
-16 |
-12 |
-8 |
-4 |
0 |
4 |
8 |
12 |
Z=(ZПОР j –ZПОР ДОП ), дБ
V ОБР, дБ
30
25
20
15
10
5
0
10 15 20 25 30 Z=(ZПОРj –ZПОР ДОП ), дБ
Рисунок 2.3 – К определению V ОБР
- 11 -
Значения ZПОР ДОП равны отношению мощности мешающего сигнала к мощности полезного сигнала PПМ ПОР, вызывающему в основном канале коэффициент ошибок РОШ МАКС при деградации порогового уровня на 3 дБ. Эта величина должна указываться в параметрах аппаратуры. При значении РОШ МАКС = 10– 3 можно использовать данные таблицы 2.3.
Таблица 2.3 – Значения ZПОР ДОП при РОШ МАКС = 10– 3
Тип |
ОФМ |
4-ОФМ |
8-ОФМ |
16КАМ |
64КАМ |
128КАМ |
256КАМ |
512КАМ |
системы |
ТСМ |
|||||||
ZПОР ДОП, |
-10,6 |
-13 |
-17,5 |
-18,8 |
-25 |
-29 |
-31 |
-33 |
дБ |
|
|
|
|
|
|
|
|
Величина ZПОР j(отношение мощности мешающего сигнала, возникающего изза приѐма с обратного направления [помеха 2 рисунок 2.1], к пороговой мощности полезного сигнала) рассчитывается по формуле:
ZПОР j = – VМИН 0 j + Fj |
(α) – 20l |
RM |
– |
Rj |
|||
|
|
|
(2.7) |
– Vj + VM + PПД + |
GПД – Δη АВТ ПД, дБ, |
||
где VМИН 0 j определяется по (2.1);
Fj(α) – уменьшение уровня мешающего сигнала из-за диаграммы направленности приѐмной антенны, дБ [Fj (α) ≤ 0, дБ];
Rj – протяжѐнность j-го пролѐта;
RM – протяжѐнность трассы распространения мешающего сигнала; PПД – разница в мощностях передатчиков мешающего и полезного
сигналов, дБ ;
GПД – разница в коэффициентах усиления передающих антенн мешающего и полезного сигналов, дБ;
Δη АВТ ПД – разница потерь в передающих фидерных трактах мешающего и полезного сигналов, дБ;
Vj , VМ – значения множителя ослабления полезного и мешающего сигналов при среднем градиенте диэлектрической проницаемости q. Значения Vj ,VМ определяются по графику на рисунке 2.4 в зависимости от относительного просвета при средней рефракции Р(q) и параметра μ , характеризующего препятствие на пролѐте [2].
- 12 -
При возникновении помехи 1 (рис. 2.1) расчѐт ZПОР j производится по формуле (2.7) при условии RM = Rj . В этом случае суммарное значение ZПОР j , обусловленное воздействием помехи 1 и 2 определяется по формуле:
ZПОР j =10lg |
10 |
0,1 |
j + 10 |
0,1 |
|
, дБ |
(2.8) |
|
|
|
|
||||
|
Z |
Z |
|
j |
|
||
|
|
ПОР 1 |
|
ПОР 2 |
|
|
|
При учѐте влияния помех, |
возникающих |
при узлообразовании на |
|||||
совпадающих частотах, возможно несколько помех типа 1 и 2 (рис. 2.2). В этом случае суммарное значение ZПОР j производится по аналогии с формулой
(2.8), причѐм количество членов суммы определяется числом помех, а |
V УЗЛ. j |
определяется также из рисунка 2.3. |
|
V П j обусловлено мешающими сигналами, возникающими |
на j-м |
интервале ЦРРЛ в так называемых системах «co – channel», использующих поляризационную защиту между стволами, работающими на совпадающих частотах.
|
Расчѐт V П j производится в следующем порядке: |
|
|
1. |
По формуле (2.1) определяется величина VМИН 0 j; |
|
|
2. |
Рассчитывается |
коэффициент поляризационной |
защиты DП, |
|
обусловленный многолучевым распространением радиоволн и равный |
||
|
отношению мощности полезного к мощности кроссполяризационного |
||
|
мешающего сигнала. |
|
|
|
При VМИН 0 j ≤ –15 дБ: |
|
|
|
|
DП = VМИН 0 j + DП 0 + Q, дБ |
(2.9) |
где:
DП 0
Q –
– коэффициент поляризационной защиты при отсутствии замираний; он определяется кроссполяризационными характеристиками АВТ и окружающей местности. В параметрах антенных систем обычно приводятся значения DП 0 (ХР DП 0);
коэффициент, зависящий от наклона кроссполяризационной диаграммы
направленности антенны в вертикальной плоскости. |
|
||||
Можно принять: |
|
|
|
|
|
Q = 11 |
|
при |
35 < DП 0 ≤ 40 |
|
|
Q = 17 |
– 0,2 DП 0 |
при |
35 < DП 0 |
≤ 40 |
(2.10) |
Q = 45 |
– DП 0 |
при |
35 < DП 0 |
≤ 40 |
|
- 13 -
6
0
-10
-20
-30
-40
-50
V, дБ
μ=1 |
μ→0 |
μ=1 |
μ→∞
μ→∞
10
5
3
2 |
1,2 |
|
0,7 0,5 |
μ→0 |
|
|
|
|
|
0,8 |
|
|
|
|
|||
1,5 |
1 |
0,9 |
0,6 |
0,4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
-4,0 |
-3,0 |
-2,0 |
-1,0 |
0 |
1,0 |
2,0 |
3,0 |
P(g) |
|
|
|
|
|
|
|
|
Рисунок 2.4 – Зависимость V от P(g)
3. По формуле (2.5) определяется величина V П j как функция параметра:
Z = – D П j – Z ПОР ДОП, дБ |
(2.11) |
Как правило, в системах, использующих кроссполяризационную защиту, применяются компенсаторы помех(XPIC). В этом случае значения V П j рассчитываются в зависимости от параметра:
Z = – (D П j + I XPIC) – Z ПОР ДОП, дБ |
(2.12) |
где:
I XPIC – выигрыш, даваемый компенсатором помех (дБ); обычно указывается в параметрах аппаратуры.
V П j обусловлено воздействием мешающих сигналов от соседних стволов. Значения V С j рассчитываются по формуле (2.5) в зависимости от параметра:
Z = Z ПОР ДОП – Z ПОР ДОП С , |
дБ |
(2.13) |
где Z ПОР ДОП – тот же параметр, что и в формуле (2.6) |
и таблице 2.3; |
|
Z ПОР ДОП С – параметр, равный отношению мощности мешающего сигнала от соседнего ствола к мощности полезного сигнала, вызывающему в канале
PОШ МАКС при деградации порогового уровня на 3 дБ. Обычно Z ПОР ДОП С указывается в параметрах аппаратуры.
Формула (2.13) справедлива для ситуации, когда энергетические параметры стволов одинаковы. В противном случае:
Z = Z ПОР ДОП – Z ПОР ДОП С + PПД – Δη АВТ ПД, дБ |
(2.14) |
где значения PПД и Δη АВТ ПД те же, что и в формуле (2.7).
2.2 Расчѐт минимально-допустимого множителя ослабления с учѐтом селективных замираний
При наличии интерференционных селективных замираний PОШ определяется не только всплесками теплового шума, но и межсимвольными искажениями из-за возникающих неравномерностей АЧХ и ФЧХ. Поэтому реальный энергетический запас на замирания оказывается меньше, чем это следует из формулы (2.3).Для учѐта данного эффекта вводится эффективное минимально-допустимое значение множителя ослабления VМИН ЭФ j :
VМИН ЭФ j = √ V2МИН j + V2МИН ЭФ ПРЕД j |
(2.15) |
- 15 -
Величина V МИН ЭФ j, дБ = 20lg V МИН ЭФ j определяется:
V МИН ЭФ j = 10lg 10 |
0,1V |
+ 10 |
0,1V |
|
(2.16) |
МИН j |
|
МИН ЭФ ПРЕД j, дБ |
|||
|
|
|
|
где V МИН j находится по формуле (2.3);
V МИН ЭФ ПРЕД j – предельно реализуемое значение V МИН j , при котором нормируемая величина PОШ МАКС практически не зависит от энергетических параметров аппаратуры и определяется влиянием межсимвольных искажений.
Эта величина является запасом системы на селективные замирания.
Без учѐта выигрыша, даваемого эквалайзерами, на пересечѐнных пролѐтах ЦРРЛ (в разах):
V МИН ЭФ ПРЕД j = 9,07·10– 4× |
C |
×F(M)×F(Rf 0), |
(2.17) |
|
f |
0 |
|
V МИН ЭФ ПРЕД j ,дБ = 20lg V МИН ЭФ ПРЕД j
где С – скорость передачи, Мбит/с; f 0 – рабочая частота, ГГц;
F(M) – функция, зависящая от метода модуляции; М – позиционность модуляции.
Для систем КАМ, ТСМ:
F(M) =
√M – 1
log2 M
Для систем ОФМ (PSK):
1 F(M) = tg(Mπ ) log2 M
(2.18)
(2.19)
F(Rf0) – функция, учитывающая распределение градиента диэлектрической проницаемости.
Значения этой функции могут быть определены как аналитически[1], так и по графикам на рисунке 2.5.
Зависимости V МИН ЭФ = f(V МИН) для некоторых систем, рассчитанные по формулам (2.15) – (2.19) для сухопутных и приморских трасс в разных
диапазонах частот, приведены на рисунках 2.7 – 2.11 для PОШ МАКС = 10–3 .
На слабопересечѐнных интервалах V МИН ЭФ j рассчитываются также по формулам (2.15), (2.16), но:
слабопер |
пересеч. |
|
V МИН ЭФ ПРЕД j = V МИН ЭФ ПРЕД j + |
V МИН ЭФ ПРЕД j , дБ |
(2.20) |
Величина V МИН ЭФ ПРЕД j определяется по рисунку 2.6.
- 16 -
F(Rf0)
4,2 |
|
3,8 |
|
3,4 |
Приморские |
|
|
|
трассы |
3,0 |
|
2,6 |
|
2,2 |
Сухопутные |
|
трассы |
1,8
1,4
1,0 |
|
|
|
Rf0 км · ГГц |
|
|
|
|
|
100 |
200 |
300 |
400 |
500 |
Рисунок 2.5 – Зависимость функции F(Rf0) от Rf0
V МИН ЭФ ПРЕД , дБ
4
Приморские
трассы
3
2
1
0
0 |
100 |
Рисунок 2.6 – К расчѐту V
Сухопутные
трассы
|
|
Rf0 км · ГГц |
200 |
300 |
400 |
МИН ЭФ ПРЕД , дБ для слабопересечѐнных интервалов ЦРРЛ
- 18 -
|
V МИН ЭФ, дБ |
|
|
-28 |
|
R≤30 км |
|
|
|
|
|
|
|
20 км |
|
|
40 км |
30 км |
50 км |
-26 |
|
||
|
|
|
|
|
|
60 км |
|
|
|
40 км |
70 км |
-24 |
|
|
|
|
|
50 км |
|
-22
60 км
-20 |
70 км |
|
-18
|
|
|
|
|
|
|
V МИН, дБ |
-20 |
-24 |
-28 |
-32 |
-36 |
-40 |
-44 |
-48 |
Рисунок 2.7 – Зависимость V МИН ЭФ от V МИН в диапазоне 4ГГц для системы 64 КАМ 155Мбит/с
сухопутные пересечѐнные трассы приморские пересечѐнные трассы
- 19 -
V МИН ЭФ, дБ
-32
20 км
-30
-28
30 км
-26
-24 |
70 км |
-22
-20
-18
-20 |
-24 |
-28 |
-32 |
-36 |
-40 |
R = 20 км
30 км
40 км
50 км
60 км
40 км
50 км
60 км
70 км
V МИН, дБ
-44 |
-48 |
-52 |
Рисунок 2.8 – Зависимость V МИН ЭФ от V МИН в диапазоне 6ГГц для системы 64 КАМ 155Мбит/с
сухопутные пересечѐнные трассы приморские пересечѐнные трассы
- 20 -
