Определение структуры проектируемой РРЛ

А.Б. Папаев

 

 

СПУТНИКОВЫЕ И НАЗЕМНЫЕ СИСТЕМЫ РАДИОСВЯЗИ

 

Методические указания по выполнению курсовой работы

для студентов заочной формы обучения специальности 210404.65 «Многоканальные телекоммуникационные системы»

 

 

Екатеринбург

 

УДК 621.391.1

ББК 32.884

 

Рецензент: Логинов В.В. - доцент кафедры ММС

 

Папаев А.Б.

Спутниковые и наземные системы радиосвязи: Методические указания по выполнению курсовой работы / А.Б. Папаев. – Екатеринбург: УрТИСИ ФГОБУ ВПО «СибГУТИ», 2013. – 35с.

Методические указания по выполнению лабораторных работ по дисциплине «Спутниковые и наземные системы радиосвязи» предназначены для студентов заочной формы обучения специальности 210404.65 «Многоканальные телекоммуникационные системы» высшего профессионального образования.

В методических указаниях приведены цели работ, домашние задания, контрольные вопросы, краткое описание аппаратуры и перечень рекомендуемой литературы.

 

Рекомендовано НМС УрТИСИ ФГОБУ ВПО «СибГУТИ» в качестве методических указаний по выполнению лабораторных работ по дисциплине «Спутниковые и наземные системы радиосвязи» для студентов заочной формы обучения специальности 210404.65 «Многоканальные телекоммуникационные системы».

 

 

УДК 621.391.1

ББК 32.884

 

 

Кафедра Мультимедиа и мобильных систем

Ó УрТИСИ ФГОБУ ВПО «СибГУТИ», 2013

 

СОДЕРЖАНИЕ

 

Введение 3

1 Выбор трассы. Определение структуры проектируемой РРЛ 4

2 Расчет интервала РРЛ 7

2.1 Построение профиля интервала 7

2.2 Методические указания по выбору высот подвеса антенн 9

2.3 Расчет высот подвеса антенн 16

2.4 Расчет минимально допустимого множителя ослабления 18

2.5 Расчет устойчивости связи 21

2.6 Расчет уровня сигнала на интервале РРЛ 25

3 Рекомендации по защите курсового проекта 26

4 Особенности проектирования цифровых радиорелейных линий (ЦРРЛ) 27

5 Варианты заданий на КП 28

6 Графики необходимые для расчетов 32

7 Список литературы 37

 

ВВЕДЕНИЕ

В настоящее время значительная часть телевизионных, телефонных и сетей передачи данных в развитых странах мира реализованы на основе радиорелейных систем передачи. Поэтому вопросам проектирования и строительства новых РРЛ уделяется большое внимание.

Главная задача курсового проектирования – познакомить студентов с методикой проектирования и расчета трасс радиорелейных линий, научить их умению анализировать расчетные данные, сравнивать с рекомендациями МСЭ-Т (международного союза электросвязи) и ВСС (взаимоувязанной сетью связи), находить наиболее рациональные пути для повышения качественных показателей передачи сигналов на РРЛ.

Проектирование является учебным, в связи с чем в данном пособии не рассмотрены все особенности расчета РРЛ, т.к. это зависит и от назначения проектируемой РРЛ, и от местности, где она будет проходить. Выполнение курсового проекта возможно только после изучения основных вопросов курса и изучения аппаратуры РРЛ.

Радиосигнал цифровых РРЛ является по радиочастоте аналоговым, поэтому распространение радиоволн ЦРРЛ и АРРЛ практически одинаково, но отличается расчетом качественных показателей. Проектирование ЦРРЛ во многом аналогично проектированию АРРЛ. Выбор трассы, местонахождения ЦРРС, выбор просветов решают также, как и при проектировании аналоговых РРЛ.

Задание на курсовой проект выдается индивидуально каждому студенту. В процессе работы над проектом он должен определить структуру проектируемой РРЛ, дать обоснование выбора аппаратуры, ее основные технические данные, привести структурные схемы приемо-передающей аппаратуры, рассчитать и построить профили интервалов, определить высоты подвеса антенн и устойчивость связи на интервале РРЛ, произвести анализ полученных данных.

Объем пояснительной записки не должен превышать 20 листов текста (формата А4) и двух листов демонстрационных чертежей формата А4.

Пояснительная записка и графическая часть проекта должны быть выполнены в соответствии с требованиями ЕСКД.

Курсовые проекты, оформленные не в соответствии с требованиями ЕСКД, будут возвращаться на доработку. Отрецензированные и зачтенные курсовые проекты допускаются к защите.

Техническое задание на курсовое проектирование выполняется на типовом бланке, где указываются исходные данные к курсовому проектированию и основные вопросы, которые должны быть рассмотрены в пояснительной записке.

 

ВЫБОР ТРАССЫ.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ СТРУКТУРЫ ПРОЕКТИРУЕМОЙ РРЛ

 

1.1 В этом разделе нужно отразить требования, предъявляемые к выбору трассы РРЛ, основные задачи проектирования и расчета трасс РРЛ.

1.2 Основной задачей расчета является такой выбор мест установки РРС, при котором обеспечивается высокий и стабильный во времени уровень сигналов на входе приемников всех станций. При этом надежность и качество связи должны удовлетворять заданным нормам.

Расчет трасс производится при их проектировании, реконструкции и иногда в условиях эксплуатации. В задании на проектирование обычно указаны направление РРЛ, населенные пункты, между которыми она проходит, основные пункты, где должны быть ввод и выделение ТФ каналов, установлены ТВ ретрансляторы и т. п. Таким образом, известны населенные пункты, около которых нужно разместить ОРС и УРС. Установка ТВ ретрансляторов возможна рядом с любой РРС. Протяженности участков ОРС — УРС и УРС — УРС определяют в соответствии с потребностями данного экономического района в выделении каналов и ориентируясь на структуру гипотетической цепи. Соседние РРС должны находиться в пределах прямой видимости, но высоты антенных опор не следует брать слишком большими, чтобы не удорожать строительство. Поэтому расстояние между соседними РРС выбирают, ориентируясь на его среднее значение, указанное в технических параметрах АРРС, используемой на проектируемой РРЛ. Ко всем РРС должны вести хорошие подъездные пути, в первую очередь от УРС ко всем ПРС в пределах эксплуатационного участка. Поэтому часто РРЛ прокладывают вдоль шоссейных или железных дорог. Для расположения РРС выбирают места с хорошим энергоснабжением, т. е. такие, где рядом есть ЛЭП, трансформаторные подстанции и т. п. Трассу прокладывают зигзагообразно, что позволяет снизить помехи от РРС, работающих на тех же частотах.

Для строительства РРС предпочтительны площадки на возвышенных местах. Такой выбор позволяет устанавливать невысокие антенные опоры. Соблюдение определенных правил при прокладке трассы помогает обеспечить устойчивость работы РРС. Высоты антенн желательно выбирать так, чтобы точка отражения от земной поверхности приходилась на пересеченный участок профиля с лесными массивами. При этом отраженная энергия будет рассеиваться, устойчивость работы РРЛ возрастет. Следует избегать участков с большими водными пространствами, нефтехранилищами, аэродромами и другими отражающими поверхностями.

1.3 Так как при курсовом проектировании нет реального технического задания, то выбор трассы, определение числа узловых радиорелейных станций УРС и расстояния между ними производим на основе таблицы 1, где указана максимальная протяженность АРРЛ или ЦРРЛ. Длина рассчитываемого в курсовом проекте пролета задана в таблице 2. Число и расположение на местности промежуточных радиорелейных станций выбирается при проектировании.

При проектировании РРЛ следует выбирать ее структуру, ориентируясь на номинальные цепи. Если такая РРЛ спроектирована правильно, то в ней должны быть выдержаны рекомендации, установленные МСЭ.

В соответствии с рекомендациями МСЭ-Р гипотетическая (т. е. предполагаемая) эталонная цепь (ГЭЦ) - это полная цепь между источником и приемником сообщения, имеющая определенную протяженность и включающая определенное число преобразований сигнала. Для РРЛ с ЧМ и ЧРК приняты гипотетические эталонные цепи МСЭ протяженностью L_г=2500 км. Каждую ГЭЦ делят на однородные участки одинаковой длины L_yч, на концах которых устанавливают модемы.

Номинальная цепь ВСС соответствует рекомендациям МСЭ-Р. По заданной протяженности трассы и емкости линий определяем к какой первичной сети ВСС относится проектируемая РРЛ: магистральной, внутризоновой или местной.

Для канала ТЧ, организованного на магистральной сети, принята номинальная цепь протяженностью 12 500 км. Она состоит из пяти идентичных участков длиною по 2500 км. Каждый такой участок в свою очередь делится на 10 участков по 250 км. Модемы устанавливают через 250 км. друг от друга. В гипотетической эквивалентной цепи содержится три пары канальных преобразователей на каждые 2500 км. Это вызвано необходимостью обеспечить высокие электрические параметры канала ТЧ на магистральных линиях большой протяженности.

Для внутризоновой связи установлена номинальная цепь канала ТЧ протяженностью 1400 км с тремя парами канальных преобразователей, т. е. тремя переприемами по ТЧ, расположенными друг от друга на разных расстояниях.

Для местной связи установлена номинальная цепь канала ТЧ протяженностью 100 км.

Номинальная цепь для канала изображения телевидения, организованного на магистральной сети, имеет протяженность 12500 км и состоит из пяти идентичных участков по 2500 км. На конце каждого участка устанавливают преобразователь ПЦТС в канале изображения. Протяженность номинальной цепи для канала изображения, организованного на внутризоновой линии — 600 км. Преобразователи в канале изображения устанавливают только на концах цепи.

1.4 По номинальной цепи ВСС, определяем структуру заданной линии. Сначала находим длину одной секции в полной цепи, затем определяем число секций (участков) в заданной РРЛ. Определяем количество участков:

 

n_уч=L_ррл /L_учэт, (1)

 

где

L_ррл – протяженность заданной линии;

L_учэт – длина эталонного участка цепи.

результат расчета округляется до целого числа, в большую сторону.

 

1.5 Определяем длину участка проектируемой РРЛ:

L_уч= L_ррл / n_уч (2)

где

L_уч - длина участка РРЛ, км

1.6 Определяем количество интервалов на участке:

N_инт=L_уч / R₀ (3)

где

R₀ - длина заданного интервала РРЛ, км

 

1.7 Определяем длину остальных интервалов РРЛ за исключением заданного:

R¢₀₌ (L_уч - R₀ )/(N_инт - 1)

 

1.8 Расположение на местности промежуточных радиорелейных станций (ПРС) выбирается, исходя из технико-экономических соображений удобства эксплуатации будущей РРЛ и возможности обеспечения необходимой устойчивости связи на всех интервалах линии.

В курсовом проекте по заданной длине интервала определяем число ПРС на участке РРЛ

 

m=L_уч /R₀ -1 (4)

 

где m-число ПРС,

 

 

Рисунок 1

 

При реальном проектировании стремятся к тому, чтобы число ПРС было наименьшим. Это число зависит от протяженности трассы, рельефа местности и рабочей длины волны.

Зарисовываем структуру проектируемой РРЛ (рисунок 1).

 

1.9 После определения структуры РРЛ необходимо привести краткую техническую характеристику аппаратуры проектируемой РРЛ.

Указывается назначение аппаратуры, особенности плана распределения частот, система резервирования, электропитания, телеобслуживания, организация служебной связи.

Основные параметры сводятся в таблицу. Для определения характеристики аппаратуры используется справочная литература. Для ЦРРЛ технические данные приведены в таблице 2б раздела 5.

1.10 В соответствии с заданием рисуется схема организации связи.

РАСЧЕТ ИНТЕРВАЛА РРЛ