Размещено на http://www.allbest.ru/

Задание на проектирование цифровой радиорелейной линии

Протяженность ЦРРЛ и объем информации

· Конечные пункты г. Братск - г. Иркутск

· Длина ЦРРЛ - 680 км;

· Объем информации (каналы тч или цифровые потоки) - 90;

· Длина пролета - 42 км;

· Число выделяемых каналов - 45;

· Конфигурация системы - 1+1;

· Тип АТС - Электронная;

· Число вводимых каналов - равно числу выделяемых каналов (потоков)

Параметры тропосферы

· Вертикальный градиент - ;

· Стандартное отклонение - ;

· Номер климатического района - 3;

Высотные отметки точек профиля пролета

Относительная координата , высоты, м
0,0	0,1	0,2	0,3	0,4	0,5	0,6	0,7	0,8	0,9	1,0
70	80	60	50	60	75	85	90	80	80	75



Содержание

Введение

1. Разработка структурной схемы проектируемой ЦРРЛ

1.1 Краткая характеристика Иркутской области

1.2 Структурная схема ЦРРЛ. Выбор мест расположения станций ЦРРЛ

2. Выбор радиотехнического оборудования

2.1 Краткое описание аппаратуры

2.2 Технические характеристики

3. Разработка схемы организации связи

3.1 Выбор мультиплексорного оборудования

3.2 Схема организации связи

4. Расчет устойчивости связи на ЦРРЛ

4.1 Построение профиля пролета

4.2 Расчет величины просвета Н(0)

4.3 Расчет минимально-допустимого множителя ослабления

4.4 Расчет составляющих неустойчивости связи

4.5 Расчет устойчивости связи при наличии резервирования

5. Расчет диаграммы уровней сигналов на ЦРРЛ

Заключение

Список используемой литературы



Введение

Целью данной курсовой работы является проектирование ЦРРЛ г. Братск ? г. Иркутск. Т.е. создание магистральной высокоскоростной цифровой связи в индустриально развитой области России.

Радиорелейная связь -- радиосвязь по линии, образованной цепочкой приёмо-передающих (ретрансляционных) радиостанций. Наземная радиорелейная связь осуществляется обычно на деци- и сантиметровых волнах.

Радиорелейные каналы связи получили широкое распространение во всем мире. ЦРРЛ являются одним из самых эффективных решений для организации цифровых потоков Е1 и Ethernet по времени развёртывания сети, ее надёжности и стоимости. По сравнению с традиционными наземными медными или оптоволоконными линиями они имеют следующие преимущества:

Преимущества радиорелейных линий связи:

Ш Возможность передачи разнородной и разноскоростной информации (речь, видео, данные, сигналы охранной сигнализации, телеуправления и т.д.), приведенной к единому цифровому формату;

Ш Скорость развертывания линий (при наличии частотного разрешения - несколько дней);

Ш Приемлемая стоимость (от 6 до 10 тыс. дол. за один пролет протяженностью до 30-50 км с пропускной способностью, эквивалентной сотням телефонных каналов);

Ш Возможность построения сетей разной конфигурации ("звезда", "кольцо", с радиальной и узловой структурой и т.д.), отвечающих интересам различных пользователей;

Ш Незначительные затраты на эксплуатацию и обслуживание станций.

Таким образом, гибкость, надежность и легкость монтажа радиорелейных систем, зачастую являются определяющими факторами в выборе технологии построения линий современных систем связи.



1. Разработка структурной схемы проектируемой ЦРРЛ

1.1 Краткая характеристика Иркутской области

Население: По данным Росстата в 2011 году численность населения Иркутской области составила 2,4 млн. чел. В гендерной структуре преобладает женское население: на 1000 мужчин здесь приходится 1148 женщин. Преобладающая часть населения области - 79% - проживает в городах, 21% - в сельских населённых пунктах. Численность экономически активного населения в 2005 году составила 1243 тыс. чел., численность занятых в экономике - 1082,9 тыс. чел, уровень безработицы по методологии МОТ - 10% (выше общероссийского показателя 7,6%). Доля лиц моложе трудоспособного возраста составляет 19,6% численности населения региона, старше трудоспособного возраста - 16,9%.

Коэффициент естественного прироста отрицательный и составляет -5 человек на 1000 населения; коэффициент миграционного прироста также отрицательный и составляет -21,3 человек на 10000 населения.

Основные природные ресурсы: Природно-ресурсный потенциал Иркутской области необычайно богат. На её территории расположены Ленская золотоносная (месторождения Бодайбо и Сухой Лог), Мамско-Чуйская слюдоносная, Ангарская железорудная и Восточно-Саянская редкометальная провинции, крупнейший в мире Восточно-Сибирский соленосный бассейн (месторождения поваренной соли в районе г. Усолье-Сибирское). Углеводородное сырьё здесь представлено углём (Иркутско-Черемховский бассейн каменных и бурых углей), нефтью (северная часть региона) и природным газом (очень крупное Ковыктинское месторождение).

На севере Иркутской области разведано богатейшее в мире месторождение калийных солей - Непское. Разработка данного месторождения обеспечит России неоспоримое лидерство среди стран конкурентов по добыче данного вида минерального сырья.

Особую ценность представляют лесные запасы Иркутской области. Площадь, покрытая лесом, здесь составляет 61,7 млн. га (1-е место в Сибирском федеральном округе) или 82,8% всей площади региона. В породном составе лесов данной территории высока доля особо ценных хвойных пород, таких, как сосна и кедр.

В пределах Иркутской области сосредоточены колоссальные запасы озерной и речной воды. По запасам пресной воды здесь в первую очередь выделяется оз. Байкал. Наряду с крупнейшим хранилищем пресной воды на территории Иркутской области расположено 229 озер общей площадью зеркала 7732,5 км2. Речная сеть Иркутской области представлена бассейнами таких крупных рек, как Ангара, Лена, Нижняя Тунгуска и их многочисленными притоками. Всего в области насчитывается более 65 тыс. рек, речушек и ручейков. Густота речной сети в области составляет 400 м на/ км2 Водные объекты Иркутской области заключают в себе богатые запасы рыбных ресурсов.

Экономическое развитие: Иркутская область - один из наиболее развитых в экономическом отношении регионов Зауралья. По душевому показателю валового регионального продукта (ВРП) среди прочих субъектов Российской Федерации регион занимает 31 место: 84,9 тыс. руб./чел.

В структуре ВРП области главную роль играют отрасли, производящие товары (42,5%). Доля отраслей, производящих услуги составляет 38,4%, доля прочих отраслей хозяйства - 19,1%. Из отраслей производственного блока 2/3 составляет промышленность, остальные 24% в равном соотношении делят строительство и сельское и лесное хозяйство. Более 40% ВРП отраслей, производящих услуги, обеспечивает торговля и общественное питание, примерно 1/3 (31,6%) - транспорт, 4% - связь.

Иркутская область - типичный регион с индустриальным типом экономики.

Промышленность: Основу промышленного комплекса Иркутской области составляют такие отрасли, как цветная металлургия, лесная, деревообрабатывающая и целлюлозно-бумажная промышленность, машиностроение и металлообработка, электроэнергетика, топливная химическая и нефтехимическая промышленность, на долю которых приходится примерно 88,1% валового объёма промышленного производства региона.

Цветная металлургия: Цветная металлургия - ведущая отрасль промышленности региона. Предприятия отрасли производят 26,7% его промышленной продукции. Цветная металлургия Иркутской области имеет ярко выраженную специализацию на производстве алюминия. Из прочих направлений цветной металлургии в Иркутской области развита добыча слюды, золота и прочих драгоценных металлов.

Лесная, деревообрабатывающая и целлюлозно-бумажная промышленность: Данная отрасль занимает важнейшее место в промышленном комплексе Иркутской области (21,1% промышленного производства). Предприятия 27,4% производимой в стране целлюлозы, 7,5% картона, 6,2% клеёной фанеры. Лесохозяйственные предприятия области обеспечивают 11,2% общероссийского производства деловой древесины и 10% производства пиломатериалов.

Машиностроение и металлообработка: На долю машиностроения приходится 13,9% производства промышленного комплекса Иркутской области. Подавляющая часть продукции этих предприятий экспортируется в регионы европейской части страны. Из прочих направлений машиностроения области можно выделить производство оборудования для горнодобывающей отрасли, в частности для золотодобычи. Особенность Машиностроительного комплекса в регионе является отсутствие собственной металлургической базы и производства полуфабрикатов (литьё, поковка, штамповка, металлические конструкции).

Электроэнергетика: Доля электроэнергетики составляет 12,7% промышленного производства области. В структуре производимой продукции преобладает гидроэлектроэнергия (81,4% в структуре производства), на долю тепловой электроэнергии приходится 18,6%. На сегодняшний день Иркутская энергосистема полностью обеспечивает электроэнергией внутренние потребности населения и промышленности и, являясь избыточной, поставляет электроэнергию в целый ряд энергодефицитных регионов страны. Доля Иркутской области в объёме производимой в стране электроэнергии составляет 6%.

Топливная промышленность: Доля топливного комплекса в объёме производства промышленной продукции Иркутской области составляет 7,2%. Внутренняя структура комплекса на 68% представлена нефтеперерабатывающей отраслью, на 21% - угольной, 1,5% составляет нефтедобыча.

Химическая и нефтехимическая промышленность: Химическая и нефтехимическая промышленность обеспечивают 6,4% в общем объёме промышленного производства Иркутской области.

Транспорт: Главной транспортной артерией Иркутской области является Транссибирская железнодорожная магистраль. По ней ежегодно перевозится около 70 млн. тонн грузов. В пределах области, от города Тайшета на восток, функционирует западный участок БАМа.

Общий километраж автодорог общего пользования с твердым покрытием составляет более 10 тыс. км. Автомобильный транспорт играет важную роль в осуществлении внутренних пассажирских перевозок.

Воздушное сообщение в регионе развито хорошо. Регулярные прямые и транзитные перевозки грузов и пассажиров в Японию, Китай, Южную Корею, Монголию, а также в регионы России осуществляются преимущественно через два крупных международных аэропорта в городах Иркутск и Братск.

Наличие на территории области многоводных рек (реки Ангара, Лена, Нижняя Тунгуска) обусловило развитие водного транспорта, которым перевозится около 10% от общего грузооборота. Основным видом грузов является углеводородное и минерально-строительное сырьё.

Территорию Иркутской области пересекает нефтепровод Александровское - Анжеро-Судженск - Ачинск - Ангарск. В 2007 году начнётся строительство газопровода от Ковыктинского месторождения длиной 645 км, который пройдёт через г. Саянск.

Сельское хозяйство: Даже южные районы Иркутской области находятся в зоне рискованного земледелия. Сельскохозяйственные угодья занимают всего 2,1%, из них 72,6% составляет пашня. В общем объёме производимой сельхозпродукции на долю животноводства приходится около 46%.

На юге области выращивают зерновые и кормовые культуры, развито молочно-мясное скотоводство, овцеводство и птицеводство. В северных районах развито оленеводство, пушной промысел, звероводство.

Внешнеэкономическая деятельность: Внешнеэкономическая деятельность Иркутской области имеет преимущественно экспортную направленность: доля экспорта во внешнеторговом обороте составляет 79,8%, импорта - 28,3%. Основными видами экспортируемых товаров являются: первичный алюминий и алюминиевые полуфабрикаты, древесины и изделия из неё и продукция химической промышленности. Почти 98% экспортных потоков области принимают страны дальнего зарубежья, около 2% - страны-участники СНГ. Основные страны-партнеры по экспорту: Китай, Япония, Индия, США, Монголия, Ирландия, Нидерланды, Республика Корея.

Структура импорта на 68% состоит из продукции химической промышленности, на 17% - из продукции машиностроения (машины, оборудование, транспортные средства). Примерно 71% импортных товаров в регионе поставляют страны дальнего зарубежья; на страны СНГ приходится 29% импорта. Основные страны-партнеры по импорту: Казахстан, Китай, Гвинея, Индия, Австралия, Венесуэла, Франция.

Малое предпринимательство: По данным Росстата в 2005 году на территории области было зарегистрировано 9,1 тыс. единиц субъектов малого бизнеса, которых 45% функционируют в сфере торговли и общественного питания, остальные - предприятия промышленности и строительства. Среднесписочная численность занятых в малом предпринимательстве региона составляет 6,8% от общей численности занятых в его экономике.

Перспективы развития региона:

Перспективы экономики области на современном этапе её развития определяются, в первую очередь, развитием промышленного сектора: вовлечением и разработкой природных ресурсов региона, в частности углеводородного сырья и драгоценных металлов, развитием лесопромышленного комплекса (требует создания необходимой инфраструктуры) и нефтегазохимии.

Разработка Ковыктинского газоконденсатного месторождения с запасами газа и конденсата в 2,1 трлн. м3 является одной из мощнейших точек роста экономики в регионе на ближайшие 10-15 лет. Проекты по его освоению направлены на газификацию области, экспорт газа в страны АТР. Освоение данного месторождения повысит в регионе деловую активность населения и спровоцирует развитие химической промышленности на юге области.

В настоящее время потенциальные возможности области в развитии химической промышленности используются недостаточно. Перспективным направлением развития является создание крупных специализированных комплексов нефтехимического, лесохимического и электрохимического профиля.

Наряду с созданием промышленного комплекса на базе газодобычи, способствовать социально-экономическому благополучию в регионе будет развитие здесь высшей школы, а также туристкой отрасли на базе рекреационных ресурсов оз. Байкал. Наиболее оптимальным путём организации здесь туристской отрасли является создание полиспециализированных комплексов (спортивно-оздоровительных, водно-спортивно-оздоровительных и пр.), ориентированных на разные потребительские рынки (международный/российский; высший/средний класс), а также организация гостиничного бизнеса и автономных зон отдыха и курортов.

На основании выше изложенного можно сделать вывод, что проектирование данной ЦРРЛ является целесообразной и экономически оправдано в данном регионе.

1.2 Структурная схема ЦРРЛ. Выбор мест расположения станций ЦРРЛ

Оптимальный выбор трассы ЦРРЛ и основных параметров линии - основополагающая задача не только проектирования, но и получения разрешений на дальнейшую эксплуатацию радиоизлучающих средств.

На проектирование трасс ЦРРЛ выдается техническое задание, в котором указывается её направление. Расположение на местности промежуточных станций ЦРРЛ должно выбираться, исходя из технико-экономических соображений, удобства эксплуатации будущей ЦРРЛ и возможности обеспечения необходимой устойчивости связи на всех интервалах линии, пролегающих в разных климатических районах. Для выполнения этих требований необходимо, чтобы станции ЦРРЛ располагались в пунктах, удобных для их эксплуатации: были бы хорошие подъездные дороги; близко расположенные линии электропередачи для питания электроэнергией аппаратуры станций.

Наконец, радиорелейные станции должны располагаться зигзагообразно (т.е. трасса должна иметь вид ломаной кривой) с тем, чтобы исключить возможность приема сигналов приемниками станций, расположенными через три интервала.

Максимальные расстояния между ЦРРС определяются задачами организации связи, а так же расчетом в зависимости от типа аппаратуры, рельефа местности и допустимой высоты подвеса антенн.

При выборе трассы ЦРРЛ должна быть обеспечена электромагнитная совместимость проектируемой ЦРРЛ с существующими и проектируемыми спутниковыми и наземными радиосредствами.

Площадки ЦРРС следует размещать на доминирующих высотах при максимальном приближении к населенным пунктам, трассам автомобильных и железных дорог.

Необходимо располагать станции в местах с хорошими подъездными путями и близко расположенных к линиям электропередач. Это достигается при размещении ПРС недалеко от населенных пунктов. Следующим этапом является выбор мета расположения ЦПРС. В паспортных данных аппаратуры обычно задается средняя длина пролета, которая зависит от рабочего диапазона аппаратуры, не более 50 км (30-35км оптимальный вариант).

При выборе трассы ЦРРЛ должны быть предусмотрены мероприятия гражданской обороны по требованиям соответствующих нормативных документов.

С учетом выше перечисленных рекомендаций выбрали трассу ЦРРЛ между пунктами г.Братск-г.Иркутск вдоль железной и автомобильной дорог, ПРС расположены вблизи населенных пунктов.

Рисунок 1.1. - Структурная схема ЦРРЛ



Таблица 1.1. - Расположение станций ЦРРЛ

ОРС-1 Иркутск ПРС-1 п.Усть-Балей ПРС-2 п.Белореченский ПРС-3 Свирск ПРС-4 п.Забитуй ПРС-5 п.Шалоты ПРС-6 п.Залари ПРС-7 п.Глинки ПРС-8 п.Карымск ПРС-9 п.Уян	ПРС-10 п.Куйтун ПРС-11 п.Широкие Кочки ПРС-12 Тулун ПРС-13 п.Октябрьский ПРС-14 п.Чистяково ПРС-15 п.Худобок ПРС-16 п.Леонова ПРС-17 п.Новодолоново ПРС-18 Вихоревка ОРС-2 Братск

Рисунок 1.2. - Трасса ЦРРЛ



2. Выбор радиотехнического оборудования

При выборе радиотехнического оборудования нужно придерживаться следующих критериев:

ь объём информации - оборудование подбирается под строго регламентированный объём информации, указанный в задании к курсовому проекту;

ь диапазон рабочих частот - выбирается исходя из максимальной длины пролёта. Чем выше частотный диапазон, тем больше затухание. Следовательно, при больших пролётах желательно выбирать оборудование с как можно нижними рабочими частотами;

ь мощность излучения передатчика - чем выше этот параметр, тем лучше;

ь диаметр антенны - чем больше диаметр, тем более чувствительным будет оборудование. Однако следует учитывать, что цена существенно зависит от диаметра антенны, поэтому нужно выбирать оборудование с наиболее оптимальными параметрами;

ь вид модуляции - от этого параметра зависит отношение сигнал/помеха, т. е. защищённость сигнала. Самой лучшей считается ФМ, затем идёт ЧМ, и т. д.

Исходя из заданного объема передаваемой информации, длин пролетов и энергетических параметров оборудования выбираем для проектируемой среднескоростную ЦРРЛ аппаратуру МИК-РЛ8.

2.1 Краткое описание аппаратуры

Аппаратура радиорелейная: МИК?РЛ8

Предназначена для организации зоновых, местных и технологических систем связи и передачи данных в диапазоне 7,9?8,4 ГГц. Аппаратура обладает высокой гибкостью и обеспечивает построение как однопролетных, так и многопролетных РРЛ с произвольной топологией сети, со скоростью передачи цифрового потока 34,368 Мбит/с. Разработанная аппаратура входит в унифицированную ЦРРС нового поколения диапазона 8…40 ГГц.

МИК?РЛ8 подходит по следующим условиям:

ь Скорость передачи Е2, по заданию количество передаваемой информации равно 3Е1;

ь Максимальная протяженность пролета между ПРС 42 км, у данной аппаратуры ? 50км.

Рисунок 2.1. - Антенное устройство в сборе с установленными на нём приёмо-передающими устройствами.

2.2 Технические характеристики

Основные параметры РРС приведены в таблице 2.1

Таблица 2.1. - Основные параметры МИК-РЛ8

Рабочий диапазон частот, ГГц	8
Скорость передачи	Е2
Конфигурация системы	1+1
Сервисные каналы, кбит/с	6*64
Мощность передатчика дБВт	0
	-118
Разнос частот между стволами, МГц	3,5
Диаметр антены, м	0,6
Вид модуляции	QPSK
Относительная нестабильность рабочих частот	5х10-6
Минимальный шаг частоты синтезатора, МГц	0.5
Уровень побочных излучений передатчика не более, дБВт	-90
Частотный план	Рек. ITU-R F.386-6; ГОСТ Р50765-95
Ширина поддиапазона перестройки частот, МГц	90
Формулы рабочих частот: Нижняя рабочая частота Fnн, МГц Верхняя рабочая частота Fnн, МГц где n = 1…32 - номера рабочих частот	8157 - 252 + 7·n 8157 + 14 + 7·n
Длина интервала, км, при скорости 34 Мбит/с, К готовности - 99,99% и диаметре антенны: 0,6 м 1 м 1,8 м	- 40 50

Таким образом, мной была выбрана и описана аппаратура, для которой в дальнейшем и будем производить расчеты.



3. Разработка схемы организации связи

3.1 Выбор мультиплексорного оборудования

Мультиплексор МОРИОН ОГМ-30Е.

Многофункциональный мультиплексор ОГМ-30Е предназначен для формирования до 7 потоков Е1 по рек. G.703, G.704 МСЭ-Т путем мультиплексирования аналоговых речевых сигналов и цифровых сигналов данных с возможностью задания режимов работы программным путем.

Аппаратура может применяться на сельских, городских, ведомственных, внутризоновых, магистральных сетях связи, а также в ведомственных сетях оперативно-технологической связи в качестве:

· оконечного мультиплексора;

· мультиплексора ввода/вывода;

· мультиплексора ввода/вывода с групповыми каналами;

· кроссировочного мультиплексора;

· преобразователя (конвертора) межстанционной сигнализации ;

· устройство абонентского доступа к сети ТфОП и сети ISDN.

В режиме оконечного мультиплексора OGM-30E обеспечивают мультиплексирование до 30 аналоговых каналов или 31 канала передачи данных. Платы аналоговых канальных интерфейсов обеспечивают подключение абонентских телефонных аппаратов, телефонных каналов связи между АТС с различными типами линейной сигнализации. Платы передачи данных обеспечивают скорость передачи данных до 19,2 кбит/с в синхронном режиме и n x 64 кбит/с в синхронном режиме.



Рисунок 3.1. - Вариант использования OGM-30E в качестве мультиплексора доступа к сети ISDN.

В режиме мультиплексора ввода/вывода ОГМ-30Е использует до 7 портов потока Е1. Мультиплексор имеет возможность ввода/вывода любых телефонных каналов в количестве до 30 с соответствующими сигнальными каналами или каналов передачи данных до 30 из любого потока Е1.

Рисунок 3.2. - Вариант использования OGM-30E в качестве мультиплексора ввода/вывода.

3.2 Схема организации связи

Схема организации связи на проектируемой ЦРРЛ на участке ОРС-1 ? ОРС-2 приведена на рисунке 3.3. и рисунке 3.4. 90 каналов электронной АТС (3Е1) подаются на многофункциональный мультиплексор ОГМ-30Е, на выходе которого формируется цифровой поток Е2, который подается на внутреннее оборудование IDU. Там он подвергается операции преобразования кода, скремблирования и далее по соединительному кабелю цифровой сигнал поступает на оборудование наружного размещения ODU, где восстанавливается, преобразуется в код NRZ и поступает на фазовый модулятор ОФМ. В направлении приема производятся обратные операции.

Для выделения 45 каналов на промежуточной станции устанавливаются многофункциональные мультиплексоры ОГМ-30Е. Для одного потока Е1 организуется цифровой транзит, а из оставшихся двух потоков Е1 выделяются 45 каналов. Оставшиеся 15 каналов так же идут на транзит. Так же на станции производится ввод 45 каналов.

На остальных промежуточных станциях производится активный переприем сигналов. В данном варианте регенерация сигналов на этих станциях не производится. При регенерации сигналов необходима установка оборудования IDU.

Т.к. имеются электронные АТС, то надобность в установке первичных мультиплексоров отпадает, так как электронные АТС работают с цифровыми потоками Е1.

В данном разделе курсового проекта мной было выбрано мультиплексорное оборудование и на основании своего варианта построена схема организации связи на участке ОРС-1 - ОРС-2.



4. Расчет устойчивости связи на ЦРРЛ

4.1 Построение профиля пролета

Произведем расчеты для самого длинного пролета на ЦРРЛ (42км).

Условный нулевой уровень (УНУ) найдем по формуле:

Где - длина пролета (42км), - геометрический радиус Земли (6370км), - текущая относительная координата заданной точки

- расстояние до текущей точки от левого конца пролета

Профиль интервала рассчитываем по формуле:

Для удобства результаты расчета сведем в таблицу

Таблица 4.1. - Результаты расчета профиля пролета

	0,0	0,1	0,2	0,3	0,4	0,5	0,6	0,7	0,8	0,9	1,0
	0	4,2	8,4	12,6	16,8	21	25,2	29,4	33,6	37,8	42
	0	12,46	22,15	29,07	33,23	34,61	33,23	29,07	22,15	12,46	0
	70	80	60	50	60	75	85	90	80	80	75
	70	92,46	82,15	79,07	93,23	109,61	118,23	119,07	102,15	92,46	75



4.2 Расчет величины просвета Н(0)

Величина просвета без учета рефракции находится по формуле:

Где - критический просвет, определяемый как:

Где - длина пролета

л - рабочая длина волны (0,0375м)

- относительная координата наивысшей точки профиля пролета (0,7)

- приращение просвета, обусловленное явлением рефракции:

Где - среднее значение вертикального градиента диэлектрической проницаемости тропосферы.

Получим значение просвета без учета рефракции:

Н(0) = 10,5 - 7,87185 = 2,62815м

Произведём необходимые построения и графическим методом находим высоты подвеса антенн h₁ = 51; h₂ = 47 м.

Методика вычисления высот следующая: от наивысшей точки профиля вертикально вверх откладываем величину просвета без учёта рефракции радиоволн Н(0). Через полученную точку проводим линию прямой видимости так, чтобы высоты подвеса на обоих пунктах были примерно одинаковы. Вертикально вниз от наивысшей точки профиля откладываем отрезок, равный критическому просвету Н₀. Через полученную точку проводим линию, параллельную линии прямой видимости. По точкам пересечения этой линии с профилем пролёта определяем величину параметра s, характеризующего протяжённость препятствия на пролёте.

Рисунок 4.1. - Профиль пролета



4.3 Расчет минимально-допустимого множителя ослабления

Расчет производится по формуле:

Где - пороговая мощность сигнала на входе приемника, дБВт

- мощность сигнала на выходе передатчика, дБВт

- затухание сигнала в свободном пространстве, дБВт

- коэффициенты усиления передающей и приемной антенн, дБ

Величина G рассчитывается по формуле:

Где S - площадь раскрыва антенны:

К - коэффициент использования поверхности раскрыва (апертуры) антенны. В расчетах возьмем К = 0,65.

Суммарную величину потерь в антенно-фидерном тракте принимаем равной 3 дБ.



4.4 Расчет составляющих неустойчивости связи

Причины замираний сигналов на пролетах РРЛ:

Замирания сигналов на пролетах РРЛ обусловлены изменением во времени величины g (градиента диэлектрической проницаемости воздуха). Для получения устойчивой связи необходимо, чтобы при всех возможных для данной местности изменениях g, множитель ослабления не падал ниже за исключением малого процента времени.

Суммарная устойчивость связи на пролете РРЛ характеризуется суммарным процентом времени, в течении которого множитель ослабления меньше минимально - допустимого и определяется по формуле:

, (4.11)

где - процент времени, в течении которого множитель ослабления меньше минимально-допустимого за счет экранирующего действия препятствий на пролете РРЛ,

- процент времени, в течении которого множитель ослабления меньше минимально-допустимого за счет интерференции прямой волны и волн, отраженных от земной поверхности,

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

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

Расчет замираний из-за экранирующего действия препятствий

Величина Т₀(V_мин) зависит от протяженности интервала, длины волны, величины просвета, рельефа местности и рассчитывается после построения профиля пролета и определения основных его характеристик. При этом Т₀(V_мин) зависит от параметра Ш.

Находим параметр Ш:

Ш=2,31А[P(g) - P(g₀)] , (4.12)

Где , (4.13)

у=7,5 *10^-81/м - стандартное отклонение вертикального градиента диэлектрической проницаемости для климатического района;

л_ср=0,0375м - средняя длина волн;

R0=42км - протяжность пролета;

К=0,7 - из профиля пролета.

P(g) - относительный просвет. Вычисляется по формуле:

, (4.14)

P(g₀) - относительный просвет, при котором V=V_мин.

Определяем P(g₀) по графику 3.1 методических указаний в зависимости от параметра м:

, (4.15)

где l=s/R - нормированная величина s



; (4.16)

s получаем путем построения прямой, параллельной линии, которая соединяет центры раскрыва приемной и передающей антенн, и отстоящую от вершины препятствия на величину H₀=10,5 м.

Получаем:

Зная = 1,72 и V_мин= -36,332дБ определяем по графику зависимости множителя ослабления от относительного просвета:

;

Находим :

, (4.17)

Так как , то определяем его по графику 3.2 методических указаний.

Т₀(V_мин) = 0,00005%.

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, определим:

, (4.18)



где =0,03 определяется по графику для определения двумерной

функции в методических указаниях.

Ф=1 - согласно исходным данным;

V_мин=0,0152;

Тогда %,

Расчет замираний, обусловленной интерференцией прямой волны, и волн, отраженных от слоистых неоднородностей тропосферы

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

, (4.19)

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

V_мин - минимальный множитель ослабления для максимального пролета: V_мин = 0,0152раз ;

, (4.20)

где , климатический коэффициент;

В расчетах полагаем Q = 1.

R₀ - длина пролета в километрах;

f₀ - рабочая частота, в ГГц.

%.

Расчет замираний, обусловленных потерями энергии в осадках

Т.к. частота передачи равна 8ГГц, замирания радиоволн в осадках не сказываются, тогда =0%

Таким образом, суммарный процент времени замираний на пролете равен:

Расчет ожидаемого процента времени ухудшения качества связи

Расчет производим по формуле:

, (4.21)

Где n - число пролетов на линии.

> 0,012%

Полученное значение превышает допустимую величину замираний, необходимо произвести оптимизацию высот подвеса антенн.

Оптимизация высот подвеса антенн

Результаты оптимизации высот подвеса антенн приведены в таблице:

Таблица 4.2. - Результаты оптимизации высот подвеса антенн

Величина	Н(0), м
	2,62	-2,37	-5,37	-8,3
P(g), ед	1	0,52	0,23	-0,01
	48	43	40	38
	48	43	40	37
	-36,332	-36,332	-36,332	-36,332
P(g0), ед	-2,2	-2,2	-2,2	-2,2
	4,83	4,11	3,92	3,54
	0,00005	0,0005	0,001	0,005
f[P(g),A]	0,03	0,008	0,003	0,001
	0,0456	0,01216	0,004	0,0037
	16,36	16,36	16,36	16,36
	0,0037	0,0037	0,0037	0,0037
	0	0	0	0
	0,04935	0,01636	0,0087	0,0124
	0,93765	0,31084	0,1653	0,2356
Тнорм, %	0,012	0,012	0,012	0,012

Рисунок 4.2. - Оптимизация высот подвеса антенн

Из графика видно, что оптимальный вариант при Н(0)=-7,9м. Но этого все равно не хватит для выполнения норм. Чтобы нормативы выполнялись необходимо использовать конфигурацию системы с резервированием.

4.5 Расчет устойчивости связи при наличии резервирования

цифровой радиорелейный связь антенна

В большинстве случаев в радиорелейной аппаратуре используется по участковое резервирование. При возникновении на одном из пролетов глубоких замираний сигнала, когда , а на выходе канала ТЧ переходит переключение с рабочего ствола на резервный УРС, ОРС. При этом для одного участка резервирования:

,(4.22)

где К - число пролетов на участке резервирования;

N - число рабочих стволов на участке;

С_f - поправочный коэффициент, учитывающий корреляцию разнесенных сигналов. В расчетах примем его равным единице.

Получаем:

,

где m - число участков резервирования.

В случае пространственного разнесения антенн неустойчивость связи на всей линии определяется как сумма неустойчивости связи на отдельных пролетах:

,(4.23)



Видно, что норма выполняется. Значит данную систему возможно использовать в моем задании.



5. Расчет диаграммы уровней сигналов на ЦРРЛ

При проектировании ЦРРЛ рассчитывают средние мощности сигнала на входах приемников всех интервалов линии (точнее мощности при среднем значении градиента g). Средние значения уровней сигналов рассчитываются (и сравниваются с измеренными значениями):

Ш Для оценки качества настройки аппаратуры и антенно-волноводного тракта;

Ш Для проверки правильности построения профилей пролетов;

Ш Для оценки точности юстировки антенн;

Ш Для определения и поддержания в заданных пределах при эксплуатации ЦРРЛ энергетического запаса аппаратуры на замирания сигнала, определяемого как:

(5.1)

где: Р_ср - средний уровень сигнала, дБВт,

Р_пор -пороговый уровень сигнала, дБВт.

Средняя мощность сигнала на входе приемника:

(5.2)

где: Р_о - мощность сигнала на входе приемника для случая свободного пространства, определяемая как:

(5.3)

где А_св - затухание радиоволн в свободном пространстве,

и -потери энергии в антенно-волноводных трактах.

-уровень мощности сигнала на выходе передатчика,

и - коэффициенты усиления передающей и приемной антенн,

- значение множителя ослабления при среднем значении градиента диэлектрической проницаемости тропосферы

Величина находится в зависимости от относительного просвета при среднем значении градиента по графикам рисунка 3.1 методических указаний в зависимости от параметра :

(5.4)

р(g)=-0,01 для оптимальной высоты подвеса антенн

Для полученного значения р(g) по графику рисунка 3.1 методических указаний и для = 1,72 находим:

Таблица 5.1 - Расчет диаграммы уровней

P(g)=1,0; (свободное пространство)
0	-1,5	30,65	-112,318	-80,168	-80,66	37,832
;
0	-1,5	30,65	-122,318	-90,168	-90,66	27,832
0	-1,5	30,65	-148,65	-116,5	-116,9



Как следует из рисунка 5.3, требуемый запас на замирания равен 27,832 дБ, что не превышает величину предельно реализуемого запаса на замирания V_з.пр. равного 37,832 дБ. Таким образом, можно сделать вывод, что оптимальный просвет на пролете выбран верно.

Рисунок 5.1 - Диаграмма уровней сигнала на пролете



Заключение

В данном курсовом проекте в соответствии с заданием спроектирована ЦРРЛ протяженностью 680 км. Разработана структурная схема цифровой радиорелейной линии, состоящая из девятнадцати пролетов. Произведен выбор радиотехнического оборудования, в качестве которого предложена аппаратура «МИК-РЛ8». Разработана схема организации связи на проектируемой линии с выделением 45 каналов на промежуточной станции ПРС-2. Проведен расчет качественных показателей ЦРРЛ: выбраны оптимальные высоты подвеса антенн, рассчитана устойчивость связи для малых процентов времени. Расчеты показали, что на проектируемой ЦРРЛ обеспечивается требуемое качество связи в соответствии с рекомендациями ВСС РФ. Построена диаграмма уровней сигналов на заданном пролете, из которой следует, что при выбранных высотах подвеса антенн обеспечивается требуемый запас на замирания, что свидетельствует о правильности проделанных расчетов.

При разработки цифровой радиорелейной линии были рассмотрены основные вопросы реализации данного проекта на практике. Было предложено конкретное решение и рассчитаны основные параметры, на основе которых решалось правильность принятых решений.



Список используемой литературы

1 Маглицкий Б.Н. Проектирование цифровых радиорелейных линий: Учебное пособие/СибГУТИ, г.Новосибирск. - 2006 г.

2 Конспект лекций по дисциплине "Спутниковые и радиорелейные системы передачи".

3 Атлас автомобильных дорог.

Размещено на Allbest.ru