Парад необычных проектов

Экзотики в строительстве базовых станций море. Шутка ли — у каждой сотовой компании может быть несколько тысяч объектов связи, причем не все из них расположены в мегаполисах. Например, у МТС есть БС с питанием от ветрогенератора — они установлены в Краснодарском крае. Есть БС в портативных контейнерах — коробка размером с небольшой телевизор, в котором смонтирован источник бесперебойного питания и кондиционер. Такие БС можно крепить практически где угодно, например прямо на столбах. В частности, в Москве подобная БС установлена в Гостином дворе. Есть БС, смонтированные на колокольнях — в Суздале и Сергиевом Посаде, например. Это самые высокие места в округе, возводить там мачту нерентабельно — вот и пришлось просить разрешения у церкви. Но совершенно уникальная система — базовая станция в Лефортовском тоннеле в Москве. Там антенной является щелевой излучающий кабель, протянутый в трехкилометровом тоннеле.

У компании «ВымпелКом» своя гордость — для обеспечения покрытия сети «Би Лайн GSM» на оживленном участке федеральной трассы Краснодар-Сочи, проходящем через поселок Молдавановка, была запущена базовая станция, работающая на солнечной энергии. На горном перевале в районе Молдавановки оказалось сложно обеспечить качественное покрытие. Одним из возможных положений базовой станции, обеспечивающих приемлемую зону покрытия, стала естественная площадка на высоте 711 метров на горе. Дорогостоящий проект по организации традиционного электропитания было решено заменить альтернативной системой на солнечных батареях. Пиковой мощности солнечных батарей хватает для питания самой станции, двух кондиционеров и подзарядки аккумуляторов на ночь. В дополнение к солнечным батареям был установлен еще и ветрогенератор. В «ВымпелКом» подчеркивают, что это первая базовая станция на альтернативных источниках энергии в России, но не первая в мире.

Базовая станция «Би Лайн» на солнечной энергии.

В апреле 2004 года в Западной Австралии в округе Кимберли также начала работу базовая станция мобильной связи на солнечных батареях. Всего в ней используется 60 солнечных батарей общим весом 7,4 тонны.

Отличились в строительстве «экзотики» и специалисты сотового оператора СМАРТС. К примеру, БС с расширенной до 100 км зоной покрытия используются в Астраханской области. В Самарской, Пензенской и Волгоградской областях базовые станции на большой высоте. Уж очень много там холмов. Монтировать такие станции приходится с помощью специально подготовленных подразделений альпинистов.

Большая пропускная способность необходима для мобильных БС, которые развертываются всего за несколько часов. К примеру, на Грушинском фестивале работает именно такая БС.

Надо отметить, что экзотические БС — это не выдумка «загадочной русской души». К примеру, в Великобритании стали устанавливать «зеленые» базовые станции сотовой связи. Наконец-то английские «зеленые», выступавшие против строительства базовых станций сотовой связи в заповедных местах Туманного Альбиона, могут спать спокойно. В самом центре Абердинширского леса установлена вторая автономная базовая станция с источником питания на водородно-топливных элементах. Первая такая станция была установлена в Шотландии, возле всемирно известного центра по лыжному спорту. Установка обычной станции потребовала бы прокладки около пяти километров электрического кабеля, что нанесло бы непоправимый ущерб природе в этих местах.

Кстати, для любителей и специалистов: сотовая конфигурация у базовых станций, построенных на многих отечественных и зарубежных курортах, очень интересна и необычна. На таких станциях, как правило, есть только две соты, одна «стреляет» в одну сторону побережья, вторая — в противоположную. В море с телефоном не полезешь, а сфотографировать себя на пляже и послать в заснеженную столицу — милое дело.

Но дальше всех пошли африканские операторы — они устанавливают базовые станции на специальных плотах посреди больших рек. В результате они «накрывают» и близлежащие селения, и саму реку. Дорог там нет, и основные транспортные пути идут по воде. Ну и украсть оборудование оттуда сложнее.

1. Выбор трассы РРСП

Определяем общее число пролётов на магистрали

, где

L_маг – общая длина ЦРРЛ;

L_прол – длина пролёта.

Принимаем следующие длины пролётов:

L_1прол = 20,

L_{2 прол} = 20,

L_{3 прол} = 20,

L_{4 прол} = 5,

Составляем структурную схему магистрали:

ОРС ПРС ПРС ПРС ОРС

ОРС – оконечная радиорелейная станция принимает сигнал от потребителей: аппаратные телецентра, аппаратные центра звукового вещания, аппаратные сотовой связи и.т.д. и формирует сигнал, который будет передаваться по радиорелейным магистралям.

ПРС – промежуточная радиорелейная станция является станцией, на которой осуществляется ретрансляция СВЧ сигналов, т.е. ПРС принимает сигнал, усиливает, восстанавливает и отправляет дальше.

1.1 Привязка к местности

При проектировании трассы радиорелейной системы передачи должна быть обеспечена их электромагнитная совместимость с существующими и проектируемыми спутниковыми и наземными радиоэлектронными средствами (радиопередающими станциями, радиотелевизионными передающими станциями, земными станциями спутниковых систем передачи, станциями подвижной связи, радиорелейными линиями передачи и т.д.).

В радиорелейных системах из-за экономии частотных ресурсов через пролёт частоты повторяются и поэтому в условиях хорошего распространения радиоволн станции могут принимать не только сигналы соседних станций, но и сигналы станций расположенных через три пролёта. Чтобы этого избежать станции на местности всегда располагаются зигзагообразно.

Радиорелейные станции следует размещать с учетом максимально возможного приближения их к населенным пунктам, трассам автомобильных и железных дорог. Это даёт минимальные затраты на строительство подъездных дорог и обеспечение станции бесперебойным питанием благодаря близости их к линиям передачи.

Я разместил радиорелейные станции в населённых пунктах: Чистоозёрное–Чебаклы–Кудряшкино–Михайловка–Купино. В Чистоозёрном и Купино я расположил оконечные радиорелейные станции (ОРС), а в остальных промежуточные (ПРС).

1.2. Выбор типа станции

При проектировании сетей связи используют большое количество схем соединения станций (топологий сети), приведу некоторые из них наиболее часто используемые в построении сотовой связи.

Соединение по схеме «звезда» Данное соединение используется в большинстве случаев. Каждая базовая станция подключается к BSC напрямую по линиям E1. Соединение по схеме «звезда» характеризуется простотой сетевой топологии, удобством в обслуживании и развертывании проекта, меньшим временем на обработку передачи сигнала и высокой надежностью линии. В основном эту топологию применяют в местах с высокой плотностью населения. Наращивание емкости осуществляется легко и просто, но расход линий передачи получается самым высоким. Соединение по схеме «дерево» Характеризуется более сложной сетевой структурой, большим временем на обработку передачи сигнала, меньшей надежностью линий, а также наличием трудностей в обслуживании и выполнении проекта. Отказы в базовых станциях верхнего уровня вероятнее всего будут влиять на работу BTS нижнего уровня. С учетом всех перечисленных характеристик, соединение по схеме «дерево» применимо в областях с широкой протяженностью и низкой плотностью абонентов. Сеть с такой топологией очень неудобно расширять, приходится вносить значительные изменения в структуру сети. Однако, расход линий передачи – намного меньше, чем при звездообразной топологии. Нужно заметить еще, что фазовая автоподстройка частоты (ФАПЧ) для сети верхнего уровня имеет при выборе приоритет для синхронизации базовой станции. Каждая ступень ФАПЧ ухудшает качество тактовой синхронизации, поэтому число ступеней обработки передачи сигналов BSC будет ограничено. В целом, в данной схеме соединения можно подключить последовательно не более 5 базовых станций, т.е. глубина дерева будет не более 5 уровней. Соединение по схеме «цепь» Эта топология имеет больше ступеней обработки передачи сигнала и меньшую надежность линий передачи. Схема применима в областях с малой плотностью абонентов, где население распределено в одну полосу, например, территории вдоль магистралей, железных дорог и др. Данная топология отлично удовлетворяет требованиям абонентов подобных областей. При таком построении можно сэкономить большое число единиц оборудования передачи. Так же, как и при топологии «дерево», по количеству последовательно соединенных базовых станций, имеются ограничения, т.е. должно быть менее 5 уровней. На практике, вышеперечисленные топологии применяются интегрировано в одном проекте. Рациональное комбинирование сетевых топологий повышает качество услуг и позволяет сократить инвестиции в оборудование.

В данной работе я выбрал соединение по схеме «цепь», т.к. проектируемый мной участок имеет небольшую плотность абонентов и население, расположенной между городами Чистоозёрное и Купино.

I. Расчёт состава оборудования РРС

2.1. Разработка общей схемы РРС

BSS (Base Station Subsystem – подсистема базовой станции). В данной подсистеме концентрируются все функции связанные с радиоканалом, она отвечает за установку и поддержание соединений с мобильными станциями. BSS распределяет радиоканалы для голосовых и информационных сообщений, устанавливает радиосоединение и выступает в качестве ретрансляционной станции между мобильными станциями и центром коммутации (MSC). BSS состоит из двух основных элементов: BSC (Base Station Controller) – контроллера базовой станции и BTS (Base Transceiver Station) – базовая станция. BSC и BTS соединены между собой с помощью A-bis канала.

BSC является ядром подсистемы радиосети. Это коммутатор большой емкости, который служит для управления и обмена данными группы базовых станций. Этот блок руководит процессом назначения радиоканалов, принимает контрольную информацию от телефонных терминалов, контролирует процесс передачи данных от одной БС до другой . Ключевой функцией контроллера является концентрация: преобразование различных потоков низкой ёмкости из базовых станций в гораздо меньшие по объёму схожие цифровые потоки путём большего сжатия данных, и направить их в подсистему сети и коммутации MSC с помощью A-интерфейса.

BTS обеспечивает прием/передачу сигнала между MS и контроллером базовых станций. В её состав входит определённое количество съёмных блоков (RU) и шин (Bus).

ODU (Outdoor Unit - выносной приёмопередающий модуль) располагается возле антенн. Данный блок выполняет следующие функции: преобразование промежуточной частоты, усиление сигнала в трактах приема и передачи; фильтрацию внеполосного излучения в тракте передачи и подавление побочных каналов приема; мультиплексирование сигналов в один кабель; объединение трактов приема и передачи в общий антенный интерфейс.

IDU (Indoor Unit – оборудование внутреннего размещения). Блок позволяет мультиплексировать интерфейсы Е1 и служебные каналы в единый поток для передачи в одном радиоканале.

2.2. Выбор оборудования РРС

Назначение МИК РЛ 11ГГц

Предназначены для организации зоновых, местных и технологических систем связи и передачи данных в диапазонах 7,25-7,55; 7,9-8,4; 10,7-11,7 и 14,4-15,35. Аппаратура обладает высокой гибкостью и обеспечивает построение как однопролетных, так и многопролетных РРЛ с произвольной топологией сети, со скоростями передачи цифровых потоков 2,048, 8,448 и 34,368 Мбит/с. Разработанная аппаратура входит в унифицированную цифровую радиорелейную систему нового поколения диапазона 8 … 40 ГГц.  Функциональные возможности:  - возможность построения сети связи и передачи данных произвольной топологии;  -    дополнительные сервисные каналы с различными стыками: RS-232 (V.24/V.28), RS-422 (V.11), RS-485, V-35, ОЦК 64 Кбит (G.703), 4-х проводное канальное окончание с сигнализацией E&M;  -    возможность построения сети передачи данных на основе цифрового многопользовательского канала последовательного доступа с подключением сетевого оборудования через стык RS-232;  -    наличие аппаратуры конференц-связь;  -    низкоскоростные цифровые каналы для подключения систем внешней сигнализации;  -    дополнительные каналы служебной связи;  -    развитая система телесигнализации и телеуправления, позволяющей организовывать обслуживание многопролетной линии из одного пункта;  -    непрерывный контроль качества принимаемой информации без перерыва связи (на основе процедуры CRC);  -    возможность установки частоты приемопередатчика программным путем с помощью синтезатора частоты;  -    одновременная работа в двух стволах на одну антенну с минимальным частотным разносом;  -    повышенный энергетический потенциал линий связи за счет высокого качества СВЧ оборудования и демодулятора;  -    эффективное использование частотного спектра и высокими характеристиками электромагнитной совместимости; -    малая потребляемая мощность;  -    низкие массогабаритные характеристики выносного оборудования;  -    использование для внутреннего оборудования конструктива Евромеханика 19";  -    простота монтажа и обслуживания.  Состав: Состав радиорелейного оборудования МИК-РЛ может варьироваться в широких пределах в зависимости от ее назначения и конфигурации системы. Однако в любом случае оно подразделяется на выносное (ODU) и внутреннее оборудование (IDU). Для многопролетных систем дополнительно необходима система телеуправления и телесигнализации (ТУ ТС).  Выносное оборудование:  - антенное устройство (АУ);  - одно или два приемопередающих устройства (ППУ);  -    соединительные кабели.  Антенные устройства:  Антенные устройства позволяют осуществлять прием/передачу одновременно в двух ортогональных линейных поляризациях. Высокочастотным интерфейсом АУ является коаксиальный разъем с сечением 7/3.05 мм.  В состав антенного устройства входит:  -    параболическое зеркало с облучателем;  -    механизм крепления и юстировки;  -    кронштейны для установки приемопередатчиков;  -    поляризационный дуплексер (ПД);  -    соединительные полужесткие коаксиальные кабели.  В диапазонах 7,25-7,55; 7.9 … 8.4, 10.7 … 11.7 и 14.4 … 15.35 ГГц используются двухзеркальные антенные системы с диаметром зеркала 1.2 и 0.6 м, что позволяет осуществить заднее размещение приемопередающего устройства. Антенна с диаметром зеркала 1.2 м выполнена по схеме Кассегерена, а антенна с диаметром зеркала 0.6 м представляет собой антенну со смещенной фокальной плоскостью (типа АДЭ). Коэффициенты усиления антенн с диаметрами зеркала 0.6/1.2 м в диапазоне частот составляют: G(8 ГГц) = 31/36 дБ, G(11 ГГц) = 34/39 дБ, G(15 ГГц)=36/41 дБ. Простой и надежный механизм позволяет производить юстировку антенного устройства по углу места и азимуту. Для антенны с диаметром зеркала 0.6 м имеется вариант поставки с радио прозрачным обтекателем. Приемопередающие устройства:  Приемопередающие устройства во всех диапазонах частот имеют одинаковую структурную схему и состоят из:  -    частотного диплексера;  -    - приемного конвертерного СВЧ модуля;  -    усилителя мощности;  -    синтезатора частот;  -    блока промежуточной частоты и демодулятора;  -    цифрового интерфейса;  -    микроконтроллера телеметрии и управления ППУ;  -    вторичного источника питания (ВИП).  ППУ выполняет функции усиления, преобразования, модуляции и демодуляции сигнала. Кроме того, в ППУ производится скремблирование и регенерация цифрового сигнала, шлейфование по высокой частоте и цифровому сигналу Микропроцессорная система телеметрии и управления ППУ обеспечивает диагностику всех основных элементов ППУ, управление шлейфами и установкой частот гетеродинов приемника и передатчика ( для ППУ с синтезатором частоты). Высокочастотным интерфейсом ППУ является коаксиальный разъем сечения 7/3.05 мм (тип N). Входящим и исходящим сигналами ППУ являются групповые потоки в коде HDB3. ППУ выполняются в нескольких модификациях: по частотному диапазону, информационным скоростям передачи сигнала, выходной мощности передатчика и сервисным функциям. Низшей моделью является ППУ с фиксированной установкой частоты гетеродинов, отсутствием дополнительных сервисных каналов и возможностей организации шлейфов. Предлагается к использованию в однопролетных РРЛ.  Соединительные кабели:  ППУ соединен с внутренним оборудованием одним соединительным кабелем, представляющим две скрученные пары с волновым сопротивлением 120 Ом. Кроме основных цифровых потоков по кабелю подается питание ППУ и сигналы телеметрии. При скоростях информационных потоков 2 . 048 и 8.448 Мбит/с используется кабель типа КСПП при максимальной длине 300 м. При скорости 34.368 Мбит/с применена скрученная пара, относящаяся по к 5-й категории по условиям эксплуатации (UTP5), максимальная длина кабеля - 100 м.  Внутреннее оборудование:  Состав внутреннего оборудования определяется конфигурацией системы и зависит в первую очередь от наличия дополнительных сервисных каналов. В случае отсутствия дополнительных сервисных каналов внутреннее оборудование состоит из блока управления контроля и сигнализации (БУКС-01, БУКС-02 или БУКС-03) и, при необходимости, мультиплексора МЦП-12 или МЦП-13. Аппаратура позволяет строить как однопролетные, так и многопролетные радиорелейные линии, однако организация системы телесигнализации и телеуправления станци, канала служебной связи осуществляется с помощью аппаратуры группообразования (ИКМ). При выборе варианта оборудования с дополнительными сервисными каналами кроме основного потока с пропускной способностью 8.448 или 34.368 Мбит/с передаются восемь цифровых каналов с пропускной способностью 64 Кбит/с. В этом случае в базовый комплект внутреннего оборудования входит:  - БУКС;  - мультиплексор и демультиплексор разделения/объединения, вторичных (Е2) или третичных (Е3) цифровых потоков и дополнительных сервисных каналов;  - блок телеуправления и телесигнализации линии;  - система телеуправления и телесигнализации;  - блок питания (внутреннего оборудования).  Кроме того, в состав внутреннего оборудования могут входить мультиплексоры вторичных (Е2) или третичных (Е3) цифровых потоков PDH и различные интерфейсы стыков дополнительных сервисных каналов. При этом два из восьми дополнительных сервисных каналов используются для передачи служебной информации: цифровой канал служебной связи, сигналов телесигнализации и телеуправления, специальных сигналов разделения потоков, низкоскоростные дискретные каналы).  Остальные каналы представляют собой транспортную среду, на базе которой возможно как построение корпоративных сетей связи, так и организация передачи данных с различными интерфейсами. Конфигурация использования дополнительных каналов произвольная и может быть изменена в любое время. Возможность поэтапного наращивания обусловливает большую гибкость в выборе оборудования при меньших начальных затратах. Наличие дополнительных каналов позволяет предоставить абоненту промежуточной станции цифровой поток с нужным ему интерфейсом без использования дополнительного оборудования мультиплексирования и каналообразования. Эффективное использование дополнительных каналов позволяет пользователю строить распределенные корпоративные сети, развивать инфраструктуру транкинговых сетей и систем фиксированного радиодоступа, покрывающих зоной обслуживания территорию расположения радиорелейных станций. Внутреннее оборудование исполнено по стандарту 19” (Евромеханика) в виде модульной кассеты К-1, куда устанавливаются все блоки.  Технические характеристики:  Характеристика    МИК-РЛ8*)    МИК-РЛ11М     МИК-РЛ15М Рабочий диапазон частот     7,25…7,55 7.9 … 8.4 ГГц ГОСТ Р 50765-95    10.7 … 11.7 ГГц, МККР Рек.387-6     14.4 … 15.35 ГГц МККР Рек. 636-2 Дуплексный разнос     266 МГц    520 МГц    420 или 490 МГц Шаг сетки частот     3.5 МГц    20 МГц    7 Мгц Скорость передачи     2.048, 8.448     2.048, 8.448, 34.368 Мбит/с     Максимальная протяженность интервала связи /запас на замирание     50 км / 40 дБ    35 км / 45 дБ    25 км / 40 дБ Конфигурация системы     64 станций , 1+0, 1+1, 2+0 Вид модуляции     ЧМН с непрерывной фазой Тип демодулятора      автокорреляционный Уровень входного сигнала (при скорости передачи 8.448 Мбит/с), соответствующий коэффициенту ошибок: BER = 10-3 BER = 10-6     -118 дБВт -115 дБВт     -116 дБВт -113 дБВт     Дополнительные сервисные цифровые каналы при основном цифровом потоке Е2, Е3     Шесть каналов по 64 Кбит/с. Параметры стыка дополнительных цифровых каналов: асинхронные: RS-232 (V.24/V.28), RS-422 (V.11), RS-485; синхронные: V-35, ОЦК 64 Кбит (G.703); 4-х проводное канальное окончание с сигнализацией E&M; многопользовательский канал последовательного доступа со стыком RS232; конференц-связь. Служебный канал связи      Дополнительный дуплексный цифровой канал 16 кбит/с Технологический канал связи      Аналоговый канал с перерывом связи Контроль качества передаваемой информации      Непрерывный, процедура CRC-4. Система телесигнализации и телеуправления (ТУ ТС):      непрерывное дистанционное измерение параметров станций сети, сбор накопление и обработка информации; выработка сигналов аварии; дистанционное управление сетью станций. Количество дополнительных низкоскоростных цифровых каналов внешней сигнализации      16 Параметры стыка основного цифрового потока на входе и выходе РРС     G.703 Мощность СВЧ сигнала на выходе приемопередатчика     >1.0 Вт     >100 /400 мВт    <100 мВт Ширина спектра излучаемого сигнала по уровню 3 / 30 дБ при скорости передачи 8.448 Мбит/с     6 / 18 МГц Стабильность частоты в диапазоне температур -50…+50 ° С     ± 50 · 10-6 Коэффициент шума приемника не более      2.5 дБ    3 дБ    3.5 дБ Динамический диапазон приемника     > 60 дБ Электропитание оборудования     39 …. 72 В Мощность потребления ППУ (конфигурация 1+0)      25 Вт    15 / 20 Вт    15 Вт Максимальная длина кабеля между выносным и внутренним оборудованием     300 м при скорости 2.048 и 8.448 Мбит/с 100 м при скорости 34.368 Мбит/с Температура окружающей среды: выносное оборудование внутреннее оборудование      -50 … +50 ° С +5 … + 40 ° С Масса выносного оборудования: антенное устройство Ж зеркала 1.2 м антенное устройство Ж зеркала 0.6 м приемопередающее устройство внутреннее оборудование     16 кг 8 кг 6 кг до 5 кг

2.3. Выбор типа базовой станции

В своём проекте я выбрал базовую станцию семейства RBS2000. RBS2000 второе поколение базовых радиостанций, разработанное компанией Ericsson в соответствии со спецификациями GSM. Семейство RBS2000 поддерживает как всенаправленную, так и секторизованную конфигурацию сот.

Данную базовую станцию я установил в городе Купино, с учётом требований к размещению BTS. На существующей опоре разместил антенные сооружения, а непосредственно оборудование BTS во встроенном помещении соседнего административного здания. Проанализировав местность, в которой я проектирую сотовую связь, я установил, что целесообразнее выбрать станцию типа RBS2000. Я считаю что RBS2000 идеально подходит, т.к. местность не густонаселённая.

2.4. Расчёт состава оборудования базовой станции

Семейство RBS2000 имеет гибкую конфигурацию, которая предоставляет возможность создания определённого количества конфигураций и расширений по мере роста сети. На основе конфигурации выбирается состав оборудования базовой станции.

ACCU – устройство питания. Преобразует переменный ток в постоянный.

PSU- блок питания. Преобразует постоянное напряжение одних параметров, в постоянное напряжение других параметров.

ESU – блок контроля энергетическими параметрами. Контроль и управление схемами питания и климатическими устройствами.

DXU – блок распределения и коммутации.

FAN – блок охлаждения. Позволяет избежать перегрева нагревающихся в процессе работы элементов, входящих в состав базовой станции.

CDU - является интерфейсом между блоком TRU и антенной системой. Он позволяет нескольким TRU работать на одну антенну.

TRU – приемопередающий и обрабатывающий блок осуществляющий передачу и прием сигналов радиочастотного диапазона передаваемых от мобильной станции на одной паре частот.

IDM – внутренний коммутационный модуль.

2.5. Выбор конфигурации базовой станции

Схема радиоканала

В своей работе с помощью программы OMT я выбрал конфигурацию наиболее подходящую для оптимальной работы сети. На основе конфигурации получил схему радиоканала представленную выше. Полная конфигурация представлена в приложении …

Так же есть наличие внутренней батареи, что даёт серьёзный плюс при аварийном, штатном и других видах отключения питания. При пропадании питания аккумулятор включается автоматически и ещё какое-то время питает станцию.

В зависимости от типа климата местности, в которой расположена станция, выбирается подходящая климат-система, которая предназначается для оптимизации температуры, влажности и т.д. в помещении базовой станции.

DXU – это центральный управляющий блок RBS. В состав RBS входит всего один блок DXU. Этот блок обеспечивает системный интерфейс посредством кросскомутации Е1 цифровых потоков, отдельных временных интервалах (тайм слотов).

TRU – блок приема передатчика. Выполняет функцию по формированию и обработки физических каналов на паре несущих частот. Блок TRU разделён на 3 основных секции.

1. TRUD – цифровой блок приема передатчика.

2. TX – блок передатчика.

3. RX – блок приемника.

CDU является интерфейсом между блоком TRU и антенной системой. Он позволяет нескольким TRU работать на одну антенну.

ANT – антенна для излучение и приема радиоволн.

3.1. Выбор высот подвеса антенн

3.1.1. Построение профиля пролёта

Построим линию условного нулевого уровня исходя из следующей формулы:

, где

R₀ – длина пролёта, м;

R_з – радиус Земли = 6370 км;

K – координата.

3.1.2.Расчитаем и построим профиль пролёта, для этого к значению Y прибавим высотные отметки, приведённые в таблице.

3.1.3. Расчёт приращения просвета за счёт рефракции радиоволн, существующих в течение 80% времени определим по формуле:

, где

g – вертикальный градиент диэлектрической проницаемости тропосферы;

K – координата наивысшей точки.

K=0,1

3.1.4. Определим радиус минимальной зоны Френеля по формуле:

, где

λ – рабочая длина волны 0,027м .

3.1.5 Определение просвета на пролёте по формуле:

3.1.6. Определяем высоту подвеса антенн. Откладываем H₍₀₎ от критической точки профиля вверх, проводим линию прямой видимости и находим высоту подвеса антенн.

h₁=32.34

h₂=29.34

3.1.7. Расчёт минимально допустимого множителя ослабления.

, где

P_порог – пороговая мощность сигнала на входе приёмника, дБВт;

P_пд – мощность сигнала на выходе передатчика, дБВт;

A_св – затухание сигнала в свободном пространстве.

, дБ.

G_пм, G_пд – коэффициенты усиления приёмной и передающей антенн, дБ;

A_афт - потери сигнала в АФТ.

Для проектируемой трассы выбрана РРСП МИК – РЛ11Р.

Система	Диапазон F,ГГЦ	Скорость передачи	Конфигурация системы	Излучаемая P,дБ/Вт	Pпороговая дБ/Вт (BER=10-3)	Разнос f между стволами, МГц	Диаметр антенн
МИК РЛ11Р	11	E1 E2 E3	1+0 1+1 2+0	-10	-116	20	0,6;1,0

Найдём площадь раскрыва антенны:

, где

D – диаметр антенны

Найдём коэффициент усиления антенны:

, где

K – коэффициент использования поверхности раскрыва антенны

K = 0,6

Переход в дБ:

3.2. Расчёт качественных показателей

3.2.1. Расчёт устойчивости связи на пролёте при одинарном приёме T_пр(V_min) в общем случае:

, где

T₀(V_min) – процент времени, в течение которого множитель ослабления меньше минимально допустимого за счёт экранирующего действия препятствий на пролёте РРЛ.

ΣT_n(V_min) – процент времени, в течение которого мощность ослабления меньше минимально допустимого за счёт интерференции прямой волны и волн, отражённых от земной поверхности.

T_пр(V_min) - процент времени, в течение которого мощность ослабления меньше минимально допустимого за счёт интерференции прямых волн и волн, отражённых от неоднородностей тропосферы.

T_д(V_min) - процент времени, в течение которого мощность ослабления меньше минимально допустимого за счёт деполяризации явлений в осадках.

3.2.2. Расчёт составляющей T₀(V_min)

Величина T₀(V_min) зависит от протяжённости пролета, длины волны, величины просвета и рельефа местности.

T₀(V_min) определяется в зависимости от параметра Ψ:

P_g – относительный просвет на пролёте вычисляется с учётом выбранного значения H₀ и приращения просвета за счёт рефракции радиоволн

P(_g0) – относительный просвет, при котором V=V_min. Определила по графику (приложение 3) в зависимости от параметра μ, характеризующего препятствия на пролёте.

P(g0)=-2,6

r находится путём геометрических построений на профиле пролёта.

Значение T₀(V_min) определяем по графику (приложение 4).

T₀(V_min)=0,00001

3.2.2 Расчёт составляющей, обусловленной интерференцией прямой волны и волн отражённых от земной поверхности Σ_nT_n(V_min) счет произведён по формуле , где

Ф - коэффициент отражения от земной поверхности = 1

f(P(g);A) определяется по графику (приложение 5) = 0,02

Σ_nT_n(V_min)=0,034

3.2.3 Расчёт замираний обусловленных интерференцией прямой волны и волн отражённых от неоднородностей тропосферы.

Вероятность того, что множитель ослабления будет меньше Vmin за счёт интерференции прямой волны и волн отраженных от тропосферы определяем по формуле:

, где

Т(∆Е) – параметр учитывающий вероятность возникновения многолучёвой замираний, обусловленных отражениями радиоволн от слоистых неоднородностей тропосферы с перепадом диэлектрической проницаемости воздуха ∆Е.

, где

Q - климатический коэффициент равен 1 для сухопутных районов

f₀ - 11ГГц

R ₀ – длина пролёта в километрах

Расчёт замираний обусловливается потерями энергии в осадках. T_д(v_min)

Величина Tд(Vmin) учитывается на ЦРРЛ, работающих на частотах выше 8ГГц. расчёт произведём следующей последовательности: по известному значению Vmin определим минимально допустимую интенсивность дождей для данного пролёта по графику (приложение 5). Далее по графику (приложение 6) в зависимости от номера климатического района определим Тд(Vmin).

Тд =0,001%

I=190мм/ч

3.2.4 Расчёт замираний для всех ЦРРЛ Тож(Vmin)

, где

n – число пролётов

Сравним полученное Т_ож(V_min) c T_доп(V_min) _, взятым из таблицы (приложение 7)

Должно выполняться неравенство:

Тдоп(Vmin)>Tож(Vmin)

0,14>0,001

Так как Тож (Vmin) получилось больше Тдоп (Vmin) произведём счёт устойчивости связи при наличие резервирования.

5. Расчёт устойчивости связи на ЦРРЛ с учётом резервирования

, где

K – число пролётов на участке резервирования

N – число рабочих стволов на участке

Сf – поправочный коэффициент учитывающий корреляцию разнесенных сигналов

0,01>0,0054

После проведённых расчётов неравенство Тдоп(Vmin)>Tож(Vmin) выполняется, следовательно выбираем конфигурацию системы 1+1.

Заключение

В данном курсовом проекте я разработал проект сотовой связи на магистрали Чистоозёрное–Чебаклы–Кудряшкино–Михайловка–Купино. В качестве радиорелейных систем передачи на протяжении всей магистрали была выбрана МИК РЛ 11Ггц, которая предоставляет надёжную и экономичную транспортную сеть.

В качестве базовой станции была выбрана станция RBS2000, имеющая гибкую конфигурацию, т.е. расширение по мере роста сети. В случае роста сети можно добавить дополнительные платы.

При построении мной были учтены все требования по размещению базовой станции и принципы установки базовых станций на местности.

Список литературы:

Рецензия

Приложение