Методические указания по выполнению контрольной работы. Ниже приводятся указания по выполнению задач №1 и №2, входящие во все варианты контрольной работы

Общие указания

Ниже приводятся указания по выполнению задач №1 и №2, входящие во все варианты контрольной работы. Что касается остальных задач, то следует обратить внимание на необходимость давать обстоятельные пояснения по поставленным вопросам, приводить структурные или принципиальные электрические схемы, чертежи рассматриваемых устройств, их основные характеристики и т.д.

При возникновении затруднений можно получить консультации у преподавателей кафедры телекоммуникационных систем или посетить сайт ВГКС и зайти на страницу кафедры ТКС.

Если в процессе проверки контрольной работы рецензент отметил недостатки, ошибки, то требуется внести необходимые исправления и добавления, напротив отмеченных рецензентом пометок (переписывать работу заново не следует), и представить работу на повторную проверку, не замазывая и не заклеивая замечаний рецензента.

Указания к задаче № 1

Радиоволны диапазона УКВ распространяются у поверхности планеты примерно прямолинейно. Расстояние r₀, на котором возможна устойчивая радиосвязь, определяется расстоянием прямой видимости между антеннами приемника и передатчика. Оно зависит от радиуса планеты r_x и высот передающей h₁ и приемной h₂ антенн над поверхностью планеты (см. рис.1). Например, для планеты Земля:

 

,

(2)

где r₀ измеряется в километрах, h₁ и h₂ – в метрах.

 

Из-за изменения с высотой свойств атмосферы планеты путь распространения волн становится отличным от прямого (слегка изгибается). В результате расстояние радиовидимости несколько увеличивается. Например, с учетом атмосферной рефракции планеты Земля величина коэффициента перед скобкой выражения (2) достигает значения 4,1.

Обычно высота приемной антенны невелика и для того, чтобы увеличить расстояние r₀, поднимают передающую антенну (увеличивают h₁) на достаточно большую высоту.

Например, чтобы обеспечить прием телевидения в радиусе более 100 км, необходимо поднять передающие телевизионные антенны в г. Москве на планете Земля на высоту около 500 м.

Если передатчик или приемник находятся на самолете, то зона уверенного приема может быть существенно расширена.

Посчитайте, на каком расстоянии от г. Минска планеты Земля можно будет уверенно принять белорусскую телевизионную программу, при условиях:

o если построят в г. Минске украшение столицы – телевизионную башню высотой 470 м;

o если авиалайнер пролетает над городом со скоростью 950 км/ч на высоте 11 000 м.

Как долго можно будет пассажирам авиалайнера наслаждаться программами белорусских телепередач, восхитительными пейзажами белорусской природы, нежными напевами белорусских песняров; неторопливой, обстоятельной, плавной и мягкой речью дикторов центрального телевидения?

Как долго можно будет весело проводить время путешествия через Республику Беларусь транзитным пассажирам вечернего экспресса Москва – Париж у голубого экрана, если высота приемной антенны h₂ = 3,5 м?

Предложите план тарификации и основные направления фискальной политики.

Указания к задаче № 2

Упрощенная схема электрическая принципиальная генератора с независимым возбуждением и его модель приведены на рис.2. Нагрузкой генератора является резонансный контур L_КC_К.

 

 

Рис. 2 Генератор с независимым возбуждением

 

На вход генератора с независимым возбуждением через разделительный конденсатор С_р подается сигнал синусоидальной формы с частотой f₁.

Подбором напряжения смещения Е_в достигается работа усилителя в режиме класса С [7, с.88-91]. При этом в цепи коллектора транзистора VT появляются усеченные импульсы (представляющие часть входного сигнала). Их принято характеризовать углом отсечки q и амплитудой тока коллектора I_max (см. рис.3).

 

Известно, что при любом искажении формы исходного гармонического сигнала в нем появляются гармоники, т.е. составляющие вида:

 

,

(3)

 

где	I0 – постоянная составляющая (среднее значение тока); I1 – амплитуда тока колебаний основной частоты (первой гармоники);
	I2 – амплитуда тока колебаний второй гармоники;
	I3 – амплитуда тока колебаний третьей гармоники.

 

Необходимо указать какие из этих составляющих формулы (3) являются переносчиком информации, а какая составляющая служит для теплового расчета транзистора.

Для схемы, работающей с усеченными импульсами, характеризующимися углом отсечки q_зад, амплитуды соответствующих составляющих можно выразить в виде:

; ; ; ,

где a₀, a₁, a₂, a₃ – коэффициенты, зависящие от угла отсечки q (см. рис.4).

 

Пусть, например, q_зад = q_опт = 60 угловых градусов (для второй гармоники). Тогда из рис.4 находим по кривой a₂ значение a₂ = 0,275 и по кривой a₀ значение a₀ = 0,220.

Если амплитуда тока I_max= 370 мА, то амплитуда тока второй гармоники будет равна

,

а постоянная составляющая тока коллектора транзистора VT будет равна

.

Аналогичные расчеты выполняются с использованием кривых a₁ и a₃ (рис.4), по которым можно определять амплитуды токов, соответственно, первой или третьей гармоник

Согласно заданию своего проекта связи необходимо определить либо значение величин I₀ и I₂ (четные номера задания), либо значения величин I₀ и I₃ (нечетные номера задания). Вот эти самые значения следует рассчитать для двух случаев:

а) угол отсечки равен оптимальному значению q_опт. Стало быть, служба технического обслуживания не дремлет и поддерживает точную настройку схемы, обеспечивая проектную норму обслуживания населения и рентабельность предприятия связи;

б) угол отсечки отличается от оптимального значения. Это соответствует неточной настройке схемы и установлено в процессе ревизии убыточного предприятия связи (Ваше q_зад).

Конкретную величину q_зад берите из своего задания из табл.2.

Предположим, что каскад, изображенный на рис.2, должен работать как удвоитель частоты и на его вход подаются колебания частоты f₁ = 1,5 МГц.

Это означает, что резонансный контур нагрузки нужно настроить на частоту второй гармоники исходного сигнала, т.е. f₀ = 2 × f₁ = 2 × 1,5 МГц = 3,00 МГц.

По известной резонансной частоте f ₀ и величине емкости С_К = 210 пФ, найдем индуктивность

Проверьте, что при L_K = 13,4 мкГн и C_К = 210 пФ генератор будет выделять сигнал второй гармоники f₀ = 2f₁ = 3,00 МГц.

Таким образом, максимальная мощность сигнала пойдет в нагрузку при выполнении двух факторов:

- точность настройки угла отсечки;

- точность настройки резонансного контура нагрузки.

Если все же мощности генератора все равно недостаточно, то в этом случае следует разбираться с добротностью резонансного контура нагрузки, т.е. осуществить его ремонт со всеми вытекающими убытками.

Внимательно ознакомившись с рис.4, Вы можете убедиться в том, что при удвоении частоты оптимальная величина угла отсечки q_опт = 60 угловых градусов (по кривой a₂), а при утроении частоты оптимальная величина угла отсечки q_опт = 40 угловых градусов (по кривой a₃). Помимо графических представлений существуют и соответствующие таблицы коэффициентов a; они приводятся в нормативных документах – ТУ, формулярах, паспортах и ТО, прилагаемых к оборудованию, либо в комплектах программ внутреннего программного обеспечения, например, в системе программ технического обслуживания – СПТО на цифровых узлах радиосвязи.

Предположим, что ревизия установила, что имеет место неточная настройка угла отсечки q, в результате сравнения выполненного Вами ранее расчета токов гармоник.

В этом случае следует связать ток гармоники с мощностью передатчика Р_прд, генерируемой в нагрузку. А эту мощность Р_прд связать с зоной обслуживания. Убыток следует связать с потерей абонентов из-за потери зоны обслуживания.

Зону обслуживания S_пок следует рассчитывать из формулы (52) [5]:

	(4)
где	Рпрм – мощность, развиваемая приемной антенной на входе приемника Вашего абонента, Вт;
	Рпрд – мощность переносчика, развиваемая передающей антенной, Вт;
	G – коэффициент усиления приемной антенны Вашего абонента;
	S – эффективная поверхность приемной антенны Вашего абонента, м2;
	r – расстояние до Вашего абонента, м.

 

Так, как зона обслуживания S_пок в первом приближении может представлять собой окружность, то считаем, что

(5)

Мощность передатчика рассчитываем, полагая, что генератор с независимым возбуждением является и оконечным каскадом передатчика, нагруженного антенно-фидерной системой, т.е. что имеет место коллекторная модуляция переносчика.

В этом случае можно допустить, что мощность передачи

Рпрд = ,	(6)
где	In – амплитуда тока Вашей гармоники.

 

Подставляя выражения (5) и (6) в формулу (4), разрешим ее относительно площади покрытия:

.

(7)

Среднее количество абонентов, на этой зоне обслуживая, определится из условия:

= (Плотность населения) .

(8)

 

Ущерб от потерь выручки (billing) относительно проекта из-за неточной настройки по углу отсечки q считается в рублях из расчета на год по формуле:

B = руб.

(9)

а искомое число необслуживаемых при этом договоров, которые должна повторно ввести в эксплуатацию служба маркетинга определится из выражения:

(Потерянное число договоров) = .

(10)

На этом завершается энергетический расчет. Дальнейшее увеличение выручки от проекта сопряжено с загрузкой переносчика ценной для потребителя информацией (т.е. предоставление дополнительных видов обслуживания (ДВО)).

Для оценки возможности той или иной технологии связи и сравнения их между собой следует рассчитать эффективность эксплуатации РЭС по информационному давлению на абонента по формуле (1) данных методических указаний, т.е. выполнить информационный расчет. Исходные данные приведены выше в описании задачи № 2.

Результаты расчетов задач №1 и №2 следует свести в сводную таблицу и проделать некоторый инженерный анализ по полученным результатам с точки зрения технической эксплуатации, т.е. указать на основные рычаги повышения выручки, учитывать которые необходимо при заказе эксплуатационных параметров нового проекта. Таким образом, выработайте рекомендации, что необходимо в первую очередь делать для повышения рентабельности, расширяя предприятие радиосвязи с точки зрения дисциплины «Производственные технологии».

 

 

ЛИТЕРАТУРА

№ п/п	Перечень литературы
Основная
1.	Круковский, Н. А. О стратегии перехода Республики Беларусь от аналоговых систем телевизионного и звукового вещания к цифровым системам / Н. А. Круковский // Веснік сувязі. – 2000. – №5. – С. 18-20
2.	Баркун, М. А. Супермодуль 1: Модуль 1. Тексты лекций по дисциплине «Современные технологии в связи» / М. А. Баркун, А. Г. Костюковский– Мн.: ВГКС, 2002. – 26 с.
3.	Баркун, М. А. Три направления развития электронной торговли / М. А. Баркун // Веснік сувязі. – 2001. – №1. – С.32-35
4.	Клюев, Л. Л. Теория электрической связи / Л. Л. Клюев. – Мн.: Техноперспектива, 2008. – 423 с.
5.	Костюковский, А. Г. Супермодуль 1: Модуль 2. Тексты лекций по дисциплине «Современные технологии в связи» / А. Г. Костюковский. – Мн.: ВГКС, 2004. – 40 с.
6.	Костюковский, А. Г. Объединение цифровых сигналов при коммутации время-разделенных каналов: учеб. пособие / А. Г. Костюковский. – Мн.: ВГКС, 2007. – 51 с.
7.	Костюковский, А. Г. Построение оценки эффективности эксплуатации световодной жилы в ВОЛС / А. Г. Костюковский // Доклады белорусского государственного университета информатики и радиоэлектроники. – 2004. – №6. – С. 25-28
8.	Костюковский, А. Г. Стратегия и тактики американских разработчиков при создании философии стандарта Ethernet / А. Г. Костюковский // Современные средства связи. – Мн.: ВГКС, 2009. – С.41-43
9.	Ефимов, А. П. Радиосвязь, вещание и телевидение: учеб. пособие / А. П. Ефимов [и др.]; под ред. А. Д. Фортушенко. – М.: Радио и связь, 1981. – 288 с.
Дополнительная
10.	Бакланов, И. Г. NGN: принципы построения и организация / И. Г. Бакланов; под ред. Ю. Н. Чернышева. – М.: ЭКОТРЕНДЗ, 2008. – 400 с.
11.	Громаков, Ю. А. Стандарты и системы подвижной радиосвязи / Ю. А. Громаков. – М.: ЭКОТРЕНДЗ, 1998. – 239 с.
12.	Костюковский, А. Г. Методика преподавания дисциплин “Системы и сети электросвязи” и “Современные технологии в связи” в Высшем государственном колледже связи / А. Г. Костюковский, Ю. Н. Аксенов, М. С. Лис // Известия Белорусской инженерной академии. – 2002. – № 1 (13) / 1. – С. 103
13.	Костюковский, А. Г. Исследования метрических свойств информационного метапространства: интеллектуальные уровни модели OSI / А. Г. Костюковский //Веснік сувязі. – 2000. – №5. – С. 57-62
14.	Левченко, В. Н. Спутниковое телевидение / В. Н. Левченко. – СПб.: BHU, 1998. – С. 46-195
15.	Digitalization of the EBU (European Broadcasting Union) transmission network [Электронный ресурс]. – 2009. – Режим доступа: http://www.ebu.ch
16.	International Telecommunication Union – ITU [Электронный ресурс]. – 2009. – Режим доступа: http://www.itu.int
Вспомогательная
17.	Баркун, М. А. Цифровые системы синхронной коммутации / М. А. Баркун, О. Р. Ходасевич. – М.: Эко –Трендз, 2001. – 187 с.
18.	Баркун, М. А. Язык спецификаций и описаний (SDL): учеб. пособие в 2 ч. Ч. 1. Структурные свойства системы / М. А. Баркун. – Мн.: ВГКС, 1999. – 34 с.
19.	Баркун, М. А. Язык спецификаций и описаний (SDL): учеб. пособие в 2 ч. Ч. 2. Процессы / М. А. Баркун. – Мн.: ВГКС, 1999. – 35 с.
20.	Ефимов, А. П. Бытовая радиоэлектронная техника / А. П. Ефимов [и др.]; под общ. ред. А. П. Ткаченко. – Мн.: Белорусская энциклопедия, 1995. – С. 681-741
21.	Ермилов, В. Т. Международное регулирование применения земных станций спутниковой связи типа VSAT / В. Т. Ермилов. – М.: Радио и связь, 1999. – 288 с.
22.	Костюковский, А. Г. Метрология нового ресурса в технике связи: ВРК(TDM) / А. Г. Костюковский // Известия Белорусской инженерной академии. – 2003. – № 1 (15) / 3. – С. 204-208
23.	Костюковский, А. Г. Информационное обеспечение головного абонентского узла XXI века / А. Г. Костюковский // Веснік сувязі. – 1999. – № 4. – С. 55-56
24.	Костюковский, А. Г. Кручение макроэкономики информационными и коммуникационными технологиями в общественно-экономических формациях: электронное общество / А. Г. Костюковский // Известия белорусской инженерной академии. – 2004. – № 2 (18) / 1. – С. 123-126
25.	Костюковский, А. Г. Электронное правительство в эпоху информационных и коммуникационных технологий / А. Г. Костюковский // Известия белорусской инженерной академии. – 2005. – № 1 (19) / 4. – С. 163-166
26.	Костюковский, А. Г. Программа, методические указания и контрольные задания №1 по дисциплине «Современные технологии в связи»для студентов заочной формы обучения специальностей 1-25 01 07 – Экономика и управление на предприятии, 1-26 02 03 – Маркетинг: методические указания и контрольные задания / А. Г. Костюковский. – Мн.: ВГКС, 2004. – 34 с.
27.	ВГКС [Электронный ресурс]. – 2009. – Режим доступа: http://vks.belpak.by
28.	ВГКС [Электронный ресурс]. – 2009. – Режим доступа: www.all.by
29.	Минские телевизионные информационные сети (МТИС) [Электронный ресурс]. – 2009. – Режим доступа: http://www.mtis.by/
30.	MPLS-forum [Электронный ресурс]. – 2009. – Режим доступа: http://www.mplsforum.org/
31.	Website European Telecommunications Satellite organization (Eutelsat) [Электронный ресурс]. – 2009. – Режим доступа: http://www.eutelsat.org

Учебное издание