5.1.1 Расчет дальности связи по методике МККР. Расчет дальности связи по методике мккр

• Название: Расчет дальности связи по методике мккр
• Дата: 18.01.2021
• Размер: 78.55 Kb.
• Имя файла: 5.1.1 Расчет дальности связи по методике МККР.docx
• Тип: Отчет; #169263

1. 
   Расчет дальности связи по методике МККР
   

Основой для практических расчетов усредненной вероятностной дальности радиосвязи являются документы Международной Консультативной Комиссии Радиосвязи (МККР) «Рекомендация 370» и «Отчет 239», а также разработанная на их основе «Методика определения ожидаемой дальности УКВ радиосвязи с подвижными объектами».

В основе методики расчета дальности радиосвязи лежат следующие положения:

• 
  Методика и Рекомендации разработаны для систем связи с аналоговыми информационными сигналами;
  
• 
  Зону действия системы связи с подвижными объектами рассчитывают исходя из минимальной величины сигнал/шум на выходе приемника, при которой обеспечивается заданная разборчивость речи. По общепринятой методике во всех руководящих документах, разработанных для систем с цифровыми сигналами, понятие «разборчивость речи» следует заменять «достоверность приема». Методика и Рекомендации не определяют эти термины.
  
• 
  Все расчеты по Методике и Рекомендациям имеют вероятностный характер. Это объясняется тем, что только отдельные параметры, влияющие на дальность радиосвязи, могут быть получены путем точных математических расчетов. Большое количество поправочных коэффициентов рекомендуются исходя из среднестатистических многолетних наблюдений. Вопрос о полноте этих данных и их применимости в каждом отдельном случае остается открытым.
  
• 
  Основой методики расчета являются кривые распространения. Кривые распространения представляют собой зависимость средней напряженности электромагнитного поля Е (дБ относительно 1 мкВ/м для одного кВт эффективной излучаемой мощности и высоты передающей антенны 10м) в точке расположения приемника в зависимости от расстояния L и высоты подъема антенны приемника h, построенные для различных частот и типов подстилающих поверхностей, в течении 50% времени для 50% сеансов радиосвязи. Типовые графики распространения показаны на рис.5.1.
  
• 
  Расчетная величина напряженности поля в точке приема в каждом конкретном случае получается путем ведения различного рода поправок, отражающих реальную ситуацию.
  

h1
Е, дБ


h2



h3

L, км


Рис.5.1. Типовые графики распространения для расчета дальности

Приводимые кривые распространения относятся к сухопутным трассам, морским и смешанным. При использовании антенн с высотой подъема, не приведенной в графиках, можно использовать линейную экстраполяцию. Наибольшую надежность приведенные зависимости имеют на расстоянии прямой видимости (до горизонта).
«Методика определения ожидаемой дальности УКВ радиосвязи с подвижными объектами» определяет формулу для расчета поправок к графикам, опубликованным в «Рекомендация 370» и «Отчете 239» МККР.
Методика устанавливает следующую формулу для расчета:
5.2
где

- необходимый уровень напряженности поля в точке приема (дБ)

- уровень шумов в точке приема (дБ),

- отношение сигнал/шум на входе приемника, соответствующее

заданному отношению сигнал/шум на выходе приемника (дБ),

- поправка, учитывающая отличие эквивалентной мощности передатчика

от мощности 1 кВт, для которой составлены графики (дБ),

- поправка, учитывающая отличие высоты установки приемной антенны от

высоты 10 м, для которой составлены графики (дБ),

- поправка на медленные замирания при отличии заданного процента

приемных пунктов, в которых обеспечивается напряженность поля, от

принятых в графиках 50% (дБ),

- поправка на быстрые замирания, учитывающая отличие заданного

процента времени превышения данной напряженности поля от

принятых в графиках 50% времени (дБ),

- поправка, учитывающая отличие реального рельефа местности от

принятого при составлении графиков (дБ),

- неравномерность диаграммы направленности приемной и

передающей антенн в горизонтальной плоскости (дБ).
Вычисление поправочных коэффициентов в формуле 5.2 производится по следующим формулам:
Уровень шумов в точке приема N (дБ) складывается из внешних шумов в точке приема и собственного шума приемника, приведенного к точке приема. Величина шума N определяется по формуле:
5.3.а

Соотношение сигнал/шум (дБ) на входе приемника. Приведенное ко входу приемника соотношение сигнал/шум в линейной части, обеспечивающее заданную достоверность (качество) приема. Поправка определяется по формуле:
5.3.b


Поправка (дБ) учитывает отличие эквивалентной мощности передатчика от мощности 1 кВт, для которой построены графики. Эта поправка определяется по следующей формуле:
5.3.c




Поправка (дБ) учитывает отклонение высоты приемной антенны от 10 м, принятой при построении графиков. Поправка вычисляется по формуле:
5.3.d

Поправка (дБ), учитывающая отличие заданного процента приемных пунктов, в которых обеспечивается расчетная величина поля, от 50%, принятых при построении графиков. Поправка определяется из таблицы.

Процент приемных пунктов	50	60	70	80	90	95	98
Величина поправки, dB	0	-2	-5	-7.5	-11	-14	-17

Поправка (дБ), учитывающая отличие заданного процента времени превышения расчетной величины поля от 50%, принятых при построении графиков. Поправка определяется из таблицы.

Процент времени превышения расчетной величины поля в точке приема	50	90	99.5
Поправка dB 100 МГц	0	2	6
300 МГц	0	4	10
1000 МГц	0	6	14

Поправка (дБ) , учитывающая реальный рельеф местности между базовой и абонентской радиостанциями.

Эта поправка определяется как функция максимального перепада рельефа на расстоянии между базовой и абонентской радиостанциями. Эта величина оценивается от –5 дБ при условиях прямой видимости до примерно +5 дБ при перепаде высот более 200 м. При первоначальных расчетах принимают =0.
Поправки и (дБ) учитывают неравномерность диаграммы направленности передающей и приемной антенн антенны в горизонтальной плоскости.
В результате расчета напряженности поля по формулам 5.2, 5.3 определяется дальность радиосвязи по графикам МККР рис.5.1. Если расчетная дальность радиосвязи превышает расстояние до горизонта, рассчитанное для выбранной высоты подъема антенны передатчика, то принимается, что дальность радиосвязи равна расстоянию до горизонта с вероятностью лучшей, чем это принято при расчетах.

В настоящее время разработано несколько специализированных программ ( в частности, в ЛОНИИР), осуществляющих автоматический расчет поправок формулы 5.2 и определение дальности радиосвязи. Кроме рекомендованных, в программы введены и другие поправки, позволяющие более точно провести расчеты. Для больших городов в программы введены карты измерения распространения волн именно в данных городах, а также планы городов для определения теневых радиозон.

Наибольшее распространение эта методика получила для расчета дальности УКВ радиосвязи на частотах до 500 мГц.

2. 
   Расчет дальности связи по методике EUROCOST
   

Европейское Объединение для Научных и Технических Исследований (EURОCOST) сформировало рабочий комитет COST-231, установивший Европейский стандарт расчета дальности радиосвязи на частотах до 2 ГГц.

Основой методики расчета является модель Хата. В основе этой модели лежат зависимости среднего ослабления напряженности поля в городских условиях относительно напряженности поля в свободном пространстве в зависимости от рабочей частоты при расстоянии между радиостанциями как параметре. Согласно этой модели производится расчет дальности радиосвязи в свободном пространстве, а затем вычисляется поправочный коэффициент L для 5.1, отражающий параметры реальной радиолинии. Наиболее эффективно применение модели Хата для расчета УКВ радиолиний в городских условиях в диапазоне частот от 150 до 1500 МГц.
Величина потерь распространения в реальной радиолинии определяется по формуле:
5.4


Коэффициент определяется из следующих уравнений:

• 
  Для маленьких городов
  

5.5.a

• 
  Для больших городов на частотах менее 300 мГц:
  

5.5.b

• 
  Для больших городов на частотах более 300 мГц:
  

5.5.c
Для расчета потерь в пригородной зоне основная формула модифицируется следующим образом:
5.5.d
Для расчетов потерь за городом (практически открытое пространство) основная формула модифицируется следующим образом:
5.5.e
Расчеты по формулам 5.4, 5.5 справедливы при следующих ограничениях:
Частота ________________________________________

Высота передающей антенны ______________________

Высота приемной антенны ________________________

Расстояние между приемником и передатчиком ­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­______
После предварительного расчета дальности радиосвязи по классической формуле для свободного пространства 5.1 вычисленная дальность корректируется в соответствии с расчетами по 5.4, 5.5.
Расчет дальности, в основе которого лежат рекомендации EUROCOST, рекомендован для использования в стандарте транкинговой связи TETRA. Этот стандарт рекомендует несколько вариантов реализации модели Хата в зависимости от конкретных условий местности и типа застройки.