Проектирование цифровой радиорелейной линии. Проект цифровой радиорелейной линии. Техническое задание 3 Исходные данные 4 Разработка структурной схемы, проектируемой цифровой радиорелейной линии 5

• Название: Техническое задание 3 Исходные данные 4 Разработка структурной схемы, проектируемой цифровой радиорелейной линии 5
• Анкор: Проектирование цифровой радиорелейной линии
• Дата: 26.03.2022
• Размер: 277.6 Kb.
• Имя файла: Проект цифровой радиорелейной линии.docx
• Тип: Техническое задание; #418502

Оглавление

1. 
   Техническое задание 3
   
2. 
   Исходные данные 4
   
3. 
   Разработка структурной схемы, проектируемой цифровой радиорелейной линии 5
   
4. 
   Выбор радиотехнического оборудования 6
   
5. 
   Расчет устойчивости связи на ЦРРЛ 7
   
   1. 
      Построение профиля пролета 7
      
   2. 
      Расчет величины просвета 8
      
   3. 
      Расчет минимально-допустимого множителя ослабления 11
      
   4. 
      Расчет устойчивости связи на пролете при одинарном приеме 13
      
      1. 
         Расчет составляющей, обусловленной экранирующим действием препятствий на пролете 14
         
      2. 
         Расчет составляющей, обусловленной интерференцией прямой волны и волн, отраженных от земной поверхности 16
         
      3. 
         Расчет замираний, обусловленных интерференцией прямой волны и волн, отраженных от неоднородностей тропосферы 17
         
      4. 
         Расчет замираний, обусловленных потерями энергии в осадках 18
         
      5. 
         Расчет замираний для всей ЦРРЛ 19
         
6. 
   Расчет диаграммы уровней на пролетах цифровой радиорелейной линии 20
   
7. 
   Заключение 24
   
8. 
   Литература 25
   

1. Техническое задание

Целью курсового проекта является приобретение навыков проектирования цифровой многопролетной радиолинии.

Согласно исходным данным таблиц по последним двум цифрам зачетной книжки выбрать свой индивидуальный вариант данных длины радиолинии, отметок высот профиля 1 и 2, рабочей частоты, числа переносимых и выделяемых потоков, параметров состояния атмосферы и выполнить:

1. 
   Разработку структурной схемы, проектируемой цифровой радиорелейной линии;
   
2. 
   Выбор радиорелейного оборудования;
   
3. 
   Построение профилей местности с местными предметами на каждом из пролетов радиолинии;
   
4. 
   Расчет величины просвета на каждом из пролетов радиолинии;
   
5. 
   Расчет минимально-допустимого множителя ослабления на каждом из пролетов радиолинии;
   
6. 
   Расчет устойчивости связи на каждом из пролетов радиолинии и всей радиолинии;
   
7. 
   Расчет диаграммы уровней сигналов на каждом из пролетов;
   
8. 
   Подведение итогов по результатам расчетов.
   

2. Исходные данные

Вариант 49

Таб.1. Исходные данные для расчетов

Параметр	Величина	Размерность
Длина 1-ого пролета	19	км
Длина 2-ого пролета	29	км
Рабочая частота	8	ГГц
Число переносимых потоков	2E1
Число выделяемых потоков	7E1
Вертикальный градиент
Стандартное отклонение	9

Таб.2. Значения высотных отметок для относительных координат первого пролета

Высотные отметки профиля для относительной координаты k (м)
0.0	0.1	0.2	0.3	0.4	0.5	0.6	0.7	0.8	0.9	1
50	40	40	30	40	40	40	50	40	30	35

Таб.3. Значения высотных отметок для относительных координат второго пролета

Высотные отметки профиля для относительной координаты k (м)
0.0	0.1	0.2	0.3	0.4	0.5	0.6	0.7	0.8	0.9	1
25	40	40	30	40	40	50	50	40	30	55

3. Разработка структурной схемы ЦРРЛ

Общее число пролетов на магистрали: 2.





Составляем структурную схему магистрали:

Рис.1. Структурная схема ЦРРЛ

4. Выбор радиотехнического оборудования

Исходя из заданного объема передаваемой информации (16E1 эквивалентно скорости передачи в 4 Мбайт/с), длин пролетов и энергетических параметров оборудования выбираем аппаратуру «ЭРИКОМ-8».

Таб.4. Параметры аппаратуры

Параметр	Обозначение	Значение	Размерность
Средняя длина волны	λ	0.038	м
Мощность передатчика	Pпд	-6	дБВт
Пороговый уровень сигнала	Pпор	-114	дБВт
Разнос частот между стволами		3.5	МГц
Диаметр антенны	d	1.3	м

5. Расчет устойчивости связи на ЦРРЛ

5.1. Построение профиля пролета

Рассчитываем условный нулевой уровень (УНУ) по формуле:









Таб.5. Результаты расчета профиля первого пролета

	0.0	0.1	0.2	0.3	0.4	0.5	0.6	0.7	0.8	0.9	1.0
	0	1.9	3.8	5.7	7.6	9.5	11.4	13.3	15.2	17.1	19.0
	0	2.55	4.53	5.95	6.8	7.08	6.8	5.95	4.53	2.55	0
	50	40	40	30	40	40	40	50	40	30	25
	50	42.55	44.53	35.95	46.8	47.08	46.8	55.95	44.53	32.55	25

Таб.6. Результаты расчета профиля второго пролета

	0.0	0.1	0.2	0.3	0.4	0.5	0.6	0.7	0.8	0.9	1.0
	0	2.9	5.8	8.7	11.6	14.5	17.4	20.3	23.2	26.10	29
	0	5.94	10.56	13.86	15.84	16.5	15.84	13.86	10.56	5.94	0
	25	40	40	30	40	40	50	50	40	30	55
	25	45.94	50.56	43.86	55.84	56.5	65.84	63.86	50.56	35.94	55

5.2. Расчет величины просвета

Находим величину просвета без учета рефракции по формуле:





Для первого пролета:















Производим необходимые графические построения на рисунке 3 и графическим методом находим высоты подвеса антенн h₁и h₂.

Р ис.2. Профиль первого пролета ЦРРЛ

Начало координат оси высот размещено в точке 20 м. От наивысшей точки профиля вверх откладываем проекцию точки на величину Н(0). Через эту проводим линию прямой видимости АВ. Вниз от наивысшей точки профиля откладываем проекцию точку на величину Н₀. Через эту точку проводим линию CD, параллельную линии прямой видимости таким образом, чтобы высоты подвеса левой и правой антенн получились примерно одинаковыми. По точкам пересечения этой линии с профилем пролета определяем величину параметра s =2.717 км. Находим, что высоты подвеса антенн равны 30.37 м и 28.09 м.

Для второго пролета:







Производим необходимые графические построения на рисунке 4 и графическим методом находим высоты подвеса антенн h₁и h₂.



Рис.3. Профиль второго пролета ЦРРЛ

Находим, что высоты подвеса антенн равны 25 м и 27.86 м.

5.3 Расчет минимально-допустимого множителя ослабления

Расчет V_мин производится по формуле:



где















Суммарную величину потерь в антенно-фидерном тракте принимаем равной 1 дБ;

Для первого пролета:











Для второго пролета:





5.4. Расчет устойчивости связи на пролете при одинарном приеме

В общем случае:



где процент времени, в течение которого множитель ослабления меньше минимально-допустимого за счет экранирующего действия препятствий на пролете РРЛ, процент времени, в течение которого множитель ослабления меньше минимально-допустимого за счет интерференции прямой волны и волн, отраженных от земной поверхности,

процент времени, в течение которого множитель ослабления меньше минимально-допустимого за счет интерференции прямой волны и волн, отраженных от неоднородностей тропосферы,

процент времени, в течение которого множитель ослабления меньше минимально-допустимого за счет деполяризационных явлений в осадках.

5.4.1. Расчет составляющей, обусловленной экранирующим действием препятствий на пролете

Находим параметр ψ:



Для первого пролета:







– относительный просвет, при котором V = V_мин. Определяем по графику в зависимости от параметра μ:





При V_мин = дБ и μ = определяем, что P( = - 1.9. Таким образом,



По графику определяем, что Т₀(V_мин) = 1∙10^-5 %

Для второго пролета:









При V_мин = дБ и μ = определяем по графику, что P( = -2.6

Таким образом,



По графику определяем, что Т₀(V_мин) = 1∙10^-5 %

5.4.2. Расчет составляющей, обусловленной интерференцией прямой волны и волн, отраженных от земной поверхности

Вероятность того, что множитель ослабления будет меньше V_мин за счет интерференции прямой и отраженных от земной поверхности волн, определяем по формуле:



Ф = 1 – согласно исходным данным;

Для первого пролета:



Переведем Vмин в разы: Vмин (-47.85 дБ) = 0.00305;



Для второго пролета:



Переведем Vмин в разы: Vмин ( дБ) = 0.00618



5.4.3. Расчет замираний, обусловленных интерференцией прямой волны и волн, отраженных от неоднородностей тропосферы

Вероятность того, что множитель ослабления будет меньше V_мин за счет интерференции прямой и отраженной от тропосферы волны, определяем по формуле:



где - параметр, учитывающий вероятность возникновения многолучевых замираний, обусловленных отражениями радиоволн от слоистых неоднородностей тропосферы с перепадом диэлектрической проницаемости воздуха (∆ε).



где Q – климатической коэффициент (в расчетах полагаем Q = 1).

Для первого пролета:





Для второго пролета:





5.4.4. Расчет замираний, обусловленных потерями энергии в осадках

По рисунку определим минимально-допустимую интенсивность дождей I_доп от величины V_мин.

Для первого пролета:



По рисунку в зависимости от значения I_доп определим T_д(V_мин) = 0,0001%.

Таким образом, суммарный процент времени замираний равен:



Для второго пролета:



По рисунку в зависимости от значения I_доп определим T_д(V_мин) = 0,0001%.

Таким образом, суммарный процент времени замираний равен:



5.4.5. Расчет замираний для всей ЦРРЛ

Расчет производится по формуле:



- допустимая величина замираний.

Как следует из проведенных расчетов, основной вклад в замирания вносят замирания, обусловленные интерференцией прямой волны и волн, отраженных от земной поверхности.

6. Расчет диаграммы уровней на пролетах ЦРРЛ

При проектировании ЦРРЛ рассчитывают средние мощности сигнала на входах приемников всех интервалов линии. Средние значения уровней сигналов рассчитываются для оценки качества настройки аппаратуры и антенно-волноводного тракта; для проверки правильности построения профилей пролетов; для оценки точности юстировки антенн; для определения и поддержания в заданных пределах при эксплуатации ЦРРЛ энергетического запаса аппаратуры на замирания сигнала.

Таб.7. Значения уровня сигнала для первого пролета (R₀ = 19 км)

p(g) = 1.727; Vср = 0 дБ (свободное пространство)
Рпрд, дБ	Рвх.ант.прд., дБ	Рвых.ант..прд, дБ	Рвх.ант.пр дБ	Рвых.ант.пр., дБ	Рср., дБ	Vз, дБ
-6	-6.5	33.5	-111.9	-72.9	-66.15	47.85
V = Vмин = - 47.852 дБ
Рпрд, дБ	Рвх.ант.прд., дБ	Рвых.ант..прд, дБ	Рвх.ант.пр дБ	Рвых.ант.пр., дБ	Рср., дБ	Vз, дБ
-6	-6.5	33.5	-159.8	-120.75	-114	Рпр= Рпор

Рис.4. Диаграмма уровней сигнала на первом пролете

Для второго пролета

Таб.8. Значения уровня сигнала для второго пролета (R₀ = 29 км)

p(g) = 3.324; Vср = 0 дБ (свободное пространство)
Рпрд, дБ	Рвх.ант.прд., дБ	Рвых.ант..прд, дБ	Рвх.ант.пр дБ	Рвых.ант.пр., дБ	Рср., дБ	Vз, дБ
-6	-6.5	33.5	-111.9	-72.9	-69.82
V = Vмин = - дБ
Рпрд, дБ	Рвх.ант.прд., дБ	Рвых.ант..прд, дБ	Рвх.ант.пр дБ	Рвых.ант.пр., дБ	Рср., дБ	Vз, дБ
-6	-6.5	33.5	-156.08	-117.08	-114	Рпр= Рпор

Рис.5. Диаграмма уровней сигнала на втором пролете

Как следует из рисунка 4 и 5, требуемый запас на замирания равен 47.85 дБ и 44.18 дБ, что не превышает величину предельно реализуемых запасов на замирания. Таким образом, можно сделать вывод, что оптимальный просвет на обоих пролетах выбран правильно.

7. Заключение

В данном курсовом проекте, была рассчитана двухпролётная ЦРРЛ на оборудовании ЭРИКОМ – 8. Была разработана структурная схема, построены профили местности и нарисована диаграмма уровней сигнала на каждом из пролетов. Были рассчитаны параметры: устойчивости связи на ЦРРЛ, величины просвета без учета рефракции (7.109 м и 9.389 м) и минимально допустимого множителя ослабления (-47.852 дБ и -44.179 дБ). Для определения качества связи на участке были рассчитаны замирания, обусловленные: потерями энергии в осадках ( ), интерференцией прямой волны и волн и отраженных от неоднородностей тропосферы ( ), интерференцией прямой волны и волн, отраженных от земной поверхности ( ) и экранирующим действием препятствий на пролете (1∙10^-5 % и 1∙10^-5 %). В результате проделанной работы, были рассчитаны значения замираний для всей ЦРРЛ ( ). Построена диаграмма уровней (рис.4. и рис.5.), определены требуемые запасы на замирания (47.85 дБ и 44.18 дБ) и проверены правильности выбора просвета на пролетах.

8. Литература

1. 
   Маглицкий, Б. Н. Проектирование цифровых радиорелейных линий : учебное пособие / Б. Н. Маглицкий. — Новосибирск : Сибирский государственный университет телекоммуникаций и информатики, 2009. — 58 c. — Текст : электронный // Цифровой образовательный ресурс IPR SMART : [сайт]. — URL: https://www.iprbookshop.ru/45483.html (дата обращения: 19.02.2022). — Режим доступа: для авторизир. Пользователей
   
2. 
   Лекции по дисциплине "Спутниковые и радиорелейные системы передачи"
   
3. 
   Мацков А.А. Цифровая радиорелейная связь // Технологии и средствасвязи.-1998.-No 2
   
4. 
   Безруков В.Г., Мусаэлян С.А., Рыжков А.В. Отечественные радиорелейныестанции // Вестник связи.-1998, No 1
   
5. 
   Цифровые радиорелейные системы концерна ALKATEL// Электросвязь.-1994.-No 1
   
6. 
   Златкин Б.Ш., Мацков А.А. Российские цифровые радиорелейныестанции // Технологии и средства связи.-1998.-No2