курсовой Влескова. Пояснительная записка к курсовой работе по дисциплине Системы связи и телекоммуникаций

• Название: Пояснительная записка к курсовой работе по дисциплине Системы связи и телекоммуникаций
• Дата: 27.04.2022
• Размер: 1.21 Mb.
• Имя файла: курсовой Влескова .docx
• Тип: Пояснительная записка; #500411

ФГБОУ ВПО «Камчатский государственный технический университет»
Мореходный факультет

Кафедра электрооборудования и радиооборудования судов

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

К КУРСОВОЙ РАБОТЕ

по дисциплине «Системы связи и телекоммуникаций»

Студент гр. 13 РО ____________________ Влескова М.В. .

^{(подпись) (инициалы, фамилия)}

«___»____________2017 г.


Петропавловск-Камчатский

2017 год


Содержание

Введение 6 Расчётная часть 8 Расчет параметров сигнала 8 Расчет трассы РРЛ 8 Расчет устойчивости сигнала 11 Результаты расчета 13 Заключение 13 Список используемой литературы 14 Приложение (графические расчеты) 15

1. Введение

Линии радиорелейной связи – современный и перспективный для дальнейшего развития, способ передачи информации на большие расстояния. Применение радиорелейных линий (далее РРЛ) весьма целесообразно в России, так при необходимости проводить линии связи через необжитые территории дополнительные капиталовложения в развитие инфраструктуры вблизи центров передачи/приёма и обработки сигнала минимальны, это обусловлено большой протяженностью участков между ретрансляторами. Немаловажным фактором, также является более низкая цена и простота обслуживания РРЛ по сравнению с системами спутниковой связи.

Для построения РРЛ необходимо провести большой объем подготовительных работ:

а) Выбрать аппаратуру (однако чаще ее тип определяется заказчиком) – выбор должен определяться назначением РРЛ, требованиями к пропускной способности системы;

б) Выбрать места установки антенных опор на местности на господствующих высотах, с учётом сейсмической активности и степени заболоченности почвы;

в) Провести геодезические изыскания по планирующимся профилям пролётов с целью проверить данные местных предметов и отметки высот (желательно);

г) Выбрать на каждом интервале высоты антенных опор по различным критериям;

д) Оптимизировать высоту антенн на пролётах по затратам;

e) Рассчитать параметры и показатели качества на интервалах.

Выбор высот антенн и антенных опор является одной из основных задач при проектировании или реконструкции цифровых радиорелейных линий. От правильного выбора высот антенн в конечно итоге зависят затраты на строительство и качество каналов передачи, функционирование линии в целом. Такая задача имеет многовариантный характер, так как при одних и тех же затратах на построение антенных опор и сооружение фидерных трактов требуемые показатели качества могут быть обеспечены при различных высотах антенн. Соответственно возникает задача выбора оптимальной совокупности высот антенн на линии, для которой выполняются требования к качеству каналов при минимальных затратах на построение линии.

Курсовая работа охватывает материал: содержащий вопросы проектирования цифровых микроволновых линий связи, работающих в диапазонах частот 8 ГГц и предназначенных для передачи цифровых потоков со скоростями до 100 Мбит/c.

Радиорелейные линии связи (РРЛ) предназначены для передачи сигналов в диапазонах дециметровых, сантиметровых и миллиметровых волн. Передача ведется через систему ретрансляторов, расположенных на расстоянии прямой видимости. Ретрансляторы осуществляют прием сигнала, усиление его, обработку и передачу на следующий ретранслятор. Общая протяженность РРЛ может достигать тысяч километров.

Высокие технические характеристики современной аппаратуры позволяют применить упрощенную практическую методику для расчетов основных параметров ЦРРЛ. Основу методики расчета составляют рекомендации МСЭ-Р и предложения ряда отечественных и зарубежных фирм. При этом определяются высоты подвеса антенн в пунктах расположения станций ЦРРЛ и выбираются основные параметры оборудования для получения качественных показателей линии связи, удовлетворяющих нормам. Кроме того, проводится расчет влияния как внешних, коррелированных и некоррелированных помех, создаваемых различными станциями  или стволами линии связи.
Расчет.

1. 
   Расчет параметров сигнала.
   

Данные для расчета:

- Модуляция: 64QAM;

- Коэффициент усиления антенны: 28 дБ;

- Мощность передатчика: 30 dBm;

- Скорость передачи данных :64 Мбит/сек;

1. 
   Символьная скорость = Скорость передачи данных/число бит в символе = 64/6 = 10,67 млн. симв./сек.
   
2. 
   Полоса частот модулирующего сигнала:
   

BW= символьная скорость*1,15 = 10,67*1,15 = 12,27 МГц

3. 
   Полоса частот цифрового ствола:
   

(МГц),

где



_. - нестабильность частоты передатчика.

- нестабильность частоты приемника.

(Гц)

4. 
   Спектральная эффективность = скорость передачи данных/
   

2. Расчет трассы РРЛ.

Расчет мощности сигнала на входе приемника.

Данные для расчета:

РРС-1

Координаты расположения: Широта 53°10'33.20"С

Долгота 158°26'46.96"В

Высота подвеса антенны :10 м;
Частоты работы: передача 5975 МГц, прием 6241 МГц;

Координаты расположения: Широта 53°19'15.69"С

Долгота 158°20'44.43"В

Высота подвеса антенны :10 м;

Частоты работы: передача 6241 МГц, прием 5975 МГц;



Рисунок 1.Профиль трассы РРЛ.

Профиль трассы построен на сайте «Микран»

1. 
   Ослабление сигнала в свободном пространстве:
   

(дБ),

где м - длина рабочей волны;

R =17,47км -длина интервала;

2. 
   (дБ),
   

где - коэффициенты усиления передающей и приемной антенн (28 дБ);

(дБ)

- множитель ослабления в свободном пространстве;

3. 
   Мощность сигнала на входе приемника:
   

(дБ),

где (дБм)- мощность передатчика;

Расчет множителя ослабления с учетом профиля трассы.

1. 
   Относительная координата точки, в которой определяется просвет:
   

2. 
   Просвет, соответствующий полю свободного пространства:
   

(м)

3. 
   Приращение просвета при изменении градиента диэлектрической проницаемости:
   

(м),

где (1/м)(согласно таблицы 9.2 [1]

4. 
   Просвет на трассе в точке отражения с учетом рефракции:
   

(м),

где м (согласно профилю трассы);

Т.к. , трасса считается открытой.

5. 
   Разность хода между интермодуляционными волнами:
   

(м)

6. 
   Сдвиг фаз между интерферирующими волнами:
   

,

где при малых углах отражения

7. 
   Относительный просвет на трассе при заданном значении градиента диэлектрической проницаемости:
   

8. 
   Множитель ослабления вычисляется по графику рис 9.13 (для ) [1]:
   

(дБ)

9. 
   Хорда и высота аппроксимирующей сферы вычисляются из профиля трассы:
   

(м)

(м)

_{10) Расчет коэффициента расходимости с учетом геометрии трассы:}



где:

13. 
    Минимально допустимый множитель ослабления (дБ)
    

где дБм = 0 дБ
_{3.Расчет устойчивости сигнала.}

1. 
   _{Относительный просвет на трассе:}
   

где вычисляется по номограмме рис.9.11 [1]

2. 
   Вспомогательный параметр А:
   

,

где (1/м) согласно таблице 9.2 [1]

3. 
   
   
4. 
   Процент времени, в течение которого из-за ослабления в области тени или субрефракции:
   

согласно графика на рис.9.44

5. 
   Процент времени, в течение которого возможны отражения от неоднородностей тропосферы:
   

%,

где для сухопутных районов можно принять

6. 
   при и находится из графика на рис.9.50[1]
   
7. 
   Параметр, учитывающий влияние интерференционных минимумов, возникающих из-за отражения радиоволн от поверхности земли в районах с влажным климатом:
   

, согласно рис.9.51 [1]

8. 
   Процент времени, в течение которого из-за интерференционных замираний:
   

,

где находится из рис.9.48

9) Процент времени, в течение которого из-за осадков:

Согласно рис. 9.54 [1] (для Камчатки кривые 28,29)

10) Результирующее значение:



11) Устойчивость сигнала на заданном интервале:



_{Составляющая, обусловленная влиянием дождя.}

1. 
   Коэффициент пространственной неравномерности интенсивности дождя вдоль интервала РРЛ:
   

2. 
   Коэффициенты регрессии для горизонтальной поляризации:
   

3) Коэффициент погонного ослабления в дожде:

3. 
   Эффективная длина интервала:
   

4. 
   Модуль множителя ослабления , дБ при распространении радиоволн в зоне осадков:
   

Результаты расчетов сведены в таблицу 1.

I, мм/ч				, дБ
30	0,83	14,5	0,04	-0,58
50	0,73	12,8	0,06	-0,8
70	0,64	11,2	0,08	-0,9
90	0,57	9,9	0,1	-0,99
150	0,42	7,3	0,16	-1,2
200	0,34	5,9	0,21	-1,23

По результатам расчетов можно сделать вывод, что на данной рабочей частоте (5975 МГц) связь будет обеспечена даже при интенсивности дождя 200 мм/ч.

По результатам расчета радиотрассы можно сделать следующие выводы:

1. 
   Интервал- открытый;
   
2. 
   Минимально допустимый множитель ослабления: -31дБ;
   
3. 
   Устойчивость сигнала на заданном интервале: 99,9%;
   
4. 
   Влиянием дождя можно пренебречь, т.к.
   

Список используемой литературы

1. 
   Методические указания по курсовому проектированию цифровых микроволновых систем связи/ Лобач Станислав Вячеславович
   
2. 
   Гомзин В. Н., Лобач В. С., Морозов В. А. Расчет параметов цифровых РРЛ, работающих в диапазонах частот выше 10 ГГц / СПбГУТ, 1998.
   
3. 
   Основы Радиоэлектроники / В.И. Нефредов М. Высш. Школа.
   
4. 
   Каменский Н.Н., Модель А.М., Надененко Б.С. Справочник по радиорелейной связи (2-е издание, 1981), Москва, «Радио и связь», 1981 г.
   
5. 
   В.И. Носов Распространение радиоволн и проектирование радиорелейных линий прямой видимости. Учебное пособие, Новосибирск, 2010 г.
   
6. 
   Методика расчета трасс цифровых РРС в прямой видимости от 2до 20ГГц В.М,Минкин, А.Н.Калинин
   

Приложение (графические расчеты)

Информацию по получению данных из рисунка профиля трассы берем в учебнике

«Каменский Н.Н., Модель А.М., Надененко Б.С. Справочник по радиорелейной связи (2-е издание, 1981)» глава 9.6



_{По оси х откладываем вертикаль} для до линии (в правой части рисунка, для открытых трасс). От нее ведем горизонталь влево и получаем дБ



(1/м) (согласно таблицы 9.2 стр. 227). По оси х откладываем вертикаль до до линии к=0,47(в правой части рисунка). От нее ведем горизонталь влево до линии R=20 км (ближайшее для нашей дальности 17,47 км), а от нее вверх и получаем


<sub>Рис.9.44

При известной откладываем горизонталь до косой линии и получаем


По известному значению</sub> и

<sub>откладываем горизонталь до пересечения с кривой и получаем значение



При известном проводим горизонталь до пересечения с кривой и получаем Q=6</sub>