Ирина Эланс

Автор который поможет с любыми образовательными и учебными заданиями

Проектирование и расчет трассы РРЛ

ПРОЕКТИРОВАНИЕ РРЛ

031. 006 КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

Министерство информационных технологий и связи РФ

Федеральное агентство связи

УРАЛЬСКИЙ ФИЛИАЛ СИБИРСКОГО

ГОСУДАРСТВЕННОГО УНИВЕРСИТЕТА

ТЕЛЕКОМУНИКАЦИИ И ИНФОРМАТИКИ

ЗАДАНИЕ

для курсового проектирования

по дисциплине РРЛС

НА ТЕМУ: “Проектирование и расчет трассы РРЛ”

Студента 3 курса МЕ-31с группы

Иванова Александра Павловича

ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ

Вариант. № 06

Длина РРЛ: L = 110 км.

Длина интервала: R₀ = 35 км.

Вертикальный градиент: = – 11.0·10^-8 1/м

Стандартное отклонение: σ = 9·10^-81/м

Тип аппаратуры РАДИУС-8

Потери в сосредоточенных элементах: a_эл.дБ=0.8

Погонные потери: а_п=0.12

Мощность сигнала на выходе передатчика: 21дБ_мВт

Чувствительность приемника при пороговом уровне сигнала при BER=10^-3: 93

1. ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА СОДЕРЖИТ

Введение 1. Выбор трассы, определение структуры проектируемой РРЛ

2. Расчет интервала РРЛ 3. Выводы по проделанной работе

4. Список литературы

244RR2. ГРАФИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ ПРОЕКТА СОДЕРЖИТ ОДИН ЛИСТ ЧЕРТЕЖЕЙ А4_

1. Профиль интервала.

Дата выдачи Срок окончания

Преподаватель – руководитель Вронская Е. В.

Зав кафедры спец. дисциплин ______________

ОТЗЫВ КОНСУЛЬТАНТА

Министерство информационных технологий и связи РФ

Федеральное агентство связи

УРАЛЬСКИЙ ФИЛИАЛ СИБИРСКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО УНИВЕРСИТЕТА ТЕЛЕКОММУНИКАЦИИ И ИНФОРМАТИКИ

УТВЕРЖДАЮ

декан факультета _________

ПРОЕКТИРОВАНИЕ И РАСЧЕТ ТРАССЫ РРЛ

Курсовой проект

Альбом

031.006.ПЗ

Екатеринбург. 2005

Содержание

Введение. 4

1. Выбор трассы. Определение структуры
проектируемой РРЛ. 5

1.1. Требования, предъявляемые при выборе трассы РРЛ. 5

1.2. Определение типа РРЛ. 5

1.3. Структура проектируемой РРЛ. 6

1.4. Схема размещения станций на участке 6

2. Расчет интервала РРЛ. 7

2.1. Построение профиля интервала. 7

2.2. Определение высот подвеса антенн. 7

2.3. Определение устойчивости связи. 9

2.4. Определение процента времени, в течение которого V<Vmin из-за интеренционных замираний 11

2.5. Определение процента времени, в течении которого множитель ослабления на интервале меньше допустимого за счет влияния тропосферы 11

2.6. Определение суммарного процента времени, в течение, которого множитель ослабления на интервале
меньше допустимого. 11

2.7. Определение устойчивости связи

2.8. Определим допустимое время срывов связи для одного интервала. 11

2.9. Определение допустимой устойчивости связи 12 2.10. Расчет уровня сигнала на входе. 12

3. Выводы по проделанной работе. 13

Список литературы. 14

ВВЕДЕНИЕ

Одним из основных видов средств связи являются радиорелейные линии прямой видимости, которые используются для передачи сигналов многоканальных телефонных сообщений, радиовещания и телевидения, телеграфных и фототелеграфных сигналов, передача газетных полос. Все виды сообщений передаются по РРЛ на большие расстояния с высоким качеством и большой надежностью.

История РРЛ в нашей стране начинается с 1944 г., когда было начато строительство первой в стране радиорелейной линии Москва – Владимир. В 1959 г. была разработана первая отечественная радиорелейная аппаратура “Стрела”: “Стрела - М” – на 24 ТФ канала и “Стрела - Т” – для передачи программ телевидения. В 1957 г. была сдана в промышленное производство первая отечественная магистральная радиорелейная аппаратура Р – 60/120, рассчитана на передачу многоканальных телефонных сообщений и программа телевидения на расстояние до 1000 км, а в 1958 г. завершена разработка радиорелейной аппаратуры большой емкости Р – 600 для передачи программ телевидения и 600 ТФ каналов. Дальнейшим этапом в развитии радиорелейной технике явилось создание модификаций системы Р – 600М, Р – 6002М, Р – 6002МВ и “Рассвет – 2”. С помощью данных систем можно организовать до восьми широкополосных рабочих стволов при двух узкополосных стволах служебной связи. В системе Р – 6002МВ число передаваемых ТФ каналов увеличено до 1020.

В начале 70-х годов на магистральных РРЛ были внедрены новые радиорелейные системы “Восход” и “Дружба”, рассчитанные уже на передачу 1920 ТФ каналов в одном стволе, а также сигналов черно-белого или цветного телевидения совместно с сигналами четырех каналов звукового сопровождения.

С 1980 г. начато внедрение комплекса унифицированных радиорелейных систем (КУРС), предназначенного для работы в диапазонах 2, 4, 6,и 8 ГГц.

Радиорелейная система РАДИУС-8 предназначена для организации внутризоновых РРЛ протяженностью до 600 км с универсальными ВЧ стволами, одинаково пригодными как для передачи сигналов цветного или черно-белого телевидения с двумя каналами звукового сопровождения первого класса, так и для передачи сигналов многоканальных ТФ сообщений.

Система РАДИУС-8 обеспечивает передачу ТВ программ на мощные ретрансляционные станции, а также может быть использована на ответвлениях от магистральных РРЛ.

1. ВЫБОР ТРАССЫ. ОПРЕДЕЛЕНИЕ СТРУКТУРЫ ПРОЕКТИРУЕМОЙ РРЛ

1.1. Требования, предъявляемые при выборе трассы РРЛ

1.1.1. Обеспечение связью населенных пунктов с учетом перспективы их развития.

1.1.2. Обеспечение высокого и стабильного по уровню и по времени принимаемого сигнала. Надежность и качество связи должна удовлетворять нормам.

1.1.3. Релейные станции располагаются зигзагообразно во избежание интерференционных замираний.

1.1.4. Необходимо обеспечить удобство электроснабжения, подъездные пути, возможность реализации продукции связи.

1.1.5. Радиорелейные станции по возможности располагаются на естественных возвышенностях с целью снижения высоты подвеса антенн.

1.1.6. Радиорелейные станции по возможности располагаются вдали от аэродромов. Запрещается использование плодородных пахотных земель.

1.2. Определение типа РРЛ

Тип РРЛ определяется исходя из протяженности трассы и количестве каналов связи. Протяженность проектируемой трассы составляет 110 км., а скорость передачи 2048 кбит/с, следовательно, данная линия является линией местной связи.

1.3. Составим структуру проектируемой РРЛ

1.3.1. Определим количество участков проектируемой РРЛ n, шт. по формуле (1):

Участок – это расстояние между двумя узловыми станциями или между оконечной и ближайшей узловой станцией, а в случае если участок один, то между оконечными станциями.

(1)

где L₁ – длина цифровой линии, равная 100 км

L-длина всей линии,L=110 км.

n-количество участков

шт.

Выбираем n=1

1.3.2. Определим длину участка проектируемой РРЛ L_УЧ, км., по формуле (2):

(2)

км.

1.4. Определим количество интервалов m, шт. на участке, по формуле (3):

Интервал – это расстояние между двумя соседними станциями.

(3)

шт.

1.5 Составление схемы размещения станции на участке

Составляем схему размещения РРС на участке, учитывая, что количество промежуточных РРС (ПРРС) на единицу меньше количества интервалов на участке. Одним из важных условий, которое необходимо соблюдать при выборе трассы РРЛ, является условие “зигзагообразности”. При выполнении его четыре станции нельзя размещать на одной прямой. Их размещают зигзагообразно. Это позволяет исключить помехи от станций, расположенных через три – пять пролётов, поскольку при существующих планах распределения радиочастот на каждой четвёртой станции возможен приём сигналов не только от соседней РРС, но и от первой, т.к. частота передачи первой станции совпадает с частотой приёма четвёртой. Ослабление мешающего сигнала при зигзагообразном расположении РРС достигается за счёт направленного действия антенн. При этом угол между направлением на соседнюю станцию и направлением на станцию, отстоящую на три пролёта от данной, становится больше ширины диаграммы направленности антенны. На рисунке 1 показана схема размещения РРС на участке.

Рисунок 1 – Схема размещения станций на участке

2. РАСЧЕТ ИНТЕРВАЛА РРЛ

2.1. Построение профиля интервала

2.1.1.Расчет линии условного нулевого уровня

Профиль интервала – это вертикальный разрез местности с указанием на нем леса, высотных строений и т.д.

Высотные отметки профиля интервалов в метрах и относительная координата даны в таблице 1.

Таблица 1.

K_i	0	0.1	0.2	0.3	0.4	0.5	0.6	0.7	0.8	0.8	1.0
H	62	53	58	39	25	25	28	35	35	50	60
y_i, м	0	8,7	15,4	20,2	23,1	24	23,1	20,2	15,4	8,7	0
y+h	62	61,7	73,4	59,2	48,1	49	51,1	55,2	50,4	58,7	60

Расчет линии условного нулевого уровня (ЛУНУ) y_{i (км)}, км. произведем по формуле (4):

(4)

где а – диаметр земли (6370 км.)

преобразуем формулу (4) к виду удобному для расчетов формуле (5):

(5)

результаты расчета занесем в таблицу 1

2.1.2. По данным расчета строим профиль интервала.

Для этого выберем масштаб и строим ЛУНУ, а затем в соответствии с заданными высотами находим точки ломаной линией. Профиль интервала построен.

2.2. Определение высоты подвеса антенны

2.2.1. Определим относительные координаты наивысшей точки профиля интервала

, (6)

где -расстояние до наивысшей точки профиля

2.2.2. Определим просвет интервала Н₀, м. при распространении радиоволн в свободном пространстве, по формуле (7):

(7)

где λ = 3,7 см. – средняя длинна волны

м.

2.2.3.Определяем приращение просвета за счет рефракции Статистика показывает, что примерно 80% рабочего времени, работа происходит не в условиях свободного пространства, а в условиях положительной рефракции, т.е. распространение радиоволн, происходит не строго прямолинейно, а с небольшим огибанием земной поверхности.

Следовательно, реальный просвет становится больше чем в свободном пространстве, и такой интервал называют открытым, а увеличение просвета характеризует приращение просвета ΔН.

Определим приращение просвета ΔН за счет положительной рефракции характерной для 50% рабочего времени, по формуле (8):

(8)

где,q-вертикальный градиент

м.

Слишком большой просвет быть не должен т.к.

1) Возрастает опасность интерференционных замираний, когда в точку приема приходит основной сигнал и отражается от земли или тропосферы в противофазе с основным.

2) Недостатком большого просвета является удорожание антенных опор, необходимости сигнального освещения мачт (СОМ) и дополнительной потери фидеров.

2.2.4. Рекомендуемый просвет Н, м. выбираем в пределах, по формуле (9):

(9)

м.

2.2.5. Определим высоту подвеса антенны по чертежу профиля интервала.

От наивысшей точки профиля интервала вертикально вверх откладываем полученную величину Н. Через полученную точку проводим прямую линию так чтобы высота подвеса антенны были примерно одинаковы h₁=h₂=20м.

2.2.6. Определим относительный просвет интервала P_(q), по формуле (10):

(10)

2.3. Определение устойчивости связи

Для расчета устойчивости связи необходим минимально допустимый множитель ослабления. Этот множитель зависит от параметров аппаратуры и от КПД антенно-волнового тракта.

2.3.1. Определим потери в АВТ.

а_АВТ – потери в антенно-волноводном тракте в дБ рассчитаем по формуле (11):

(11)

где а_ЭЛ = 0.8 дБ – потери сосредоточенных элементов

а_n = 0.12 дБ/м – погонное затухание

L_ВЕР = 0 – длина вертикального фидера. Так как приемо-передающее оборудование совмещено с антенной.

L_ГОР = 0.5 м – длина горизонтального фидера на каждую станцию.

дБ.

2.3.2. Определим минимально допустимый множитель ослабления при передачи телевидения , дБ., по формуле (12):

V_minдоп = P_ПМпор – Р_ПД +W₀ –2G_дБ +а_авт, (12)

где W₀ – затухание в свободном пространстве.

G – коэффициент усилителя приёмо-передающей антенны.

(13)

(14)

G_дБ = 10lgG = 44.3 дБ

V_minдоп = -123+11+141.5-88.6+0.92 = -36.2 дБ

2.3.3 Определим параметры сферы, для оценки влияния экранирующего действия препятствия на интервале.

Для этого от наивысшей точки профиля интервала вертикально вниз откладывают расстояние, равное просвету в свободном пространстве H₀. Через полученную точку проведем линию параллельную прямой соединяющей антенны до передатчика с профилем интервала.

Определим ширину препятствия r, км.

r = 4.5км

Определим относительную величину препятствия L, км., по формуле (15):

(15)

2.3.4 Определим параметр , характеризующий радиус кривизны препятствия, по формуле (16):

(16)

2.3.5 Определим относительный просвет интервала для допустимого по рис. 8.8, стр. 243 инженерно технического справочника по электросвязи.

2.3.6 Определяем вспомогательный параметр А, для дальнейшего расчета устойчивости связи, по формуле (17):

(17)

2.3.7 Определяем параметр ψ, необходимый для расчета процента времени в течение, которого множитель ослабления V < V_{min,
доп.}, из-за экранирующего действия препятствия, по формуле (18):

(18)

По графику рис. 8.26 стр. 271, что при ψ > 5.2 t = 0, т.е. экранирующее действие препятствия не вызывает срыва связи на интервале.

2.4 Определим процент времени , % в течение, которого V < V_min, из-за интерференционных замираний, по формуле (19):

Выбираем коэффициент отражения от подстилающей поверхности Ф = 0.6

(19)

Т.к. подкоренное выражение равно – 0.26, значит, срыва связи из-за интерференционных замираний не будет, т.е.

2.8 Определим допустимое время срывов связи для одного интервала, по формуле (27):

(24)

где,m-количество интервалов на участке РРЛ, m=3

n- количество участков проектируемой РРЛ,n=1

2.5 Определим процент времени , %. в течение, которого множитель ослабления на интервале меньше допустимого, за счет влияния тропосферы, по формуле (20):

(20)

где , м. – величина скачка диэлектрической проницаемости воздуха определим по формуле (21):

(21)

Расчетное время срывов связи значительно меньше, чем допустимое время срывов связи, значит, расчет сделан, верно.

2.6 Определение суммарного процента времени S, %. в течение которого множитель ослабления на интервале меньше допустимого, по формуле (22):

(22)

2.7 Определим устойчивость связи У, %., по формуле (23):

(23)

2.9 Определим допустимую устойчивость связи .

(25)

Устойчивость связи на интервале У = 99.9967 % превышает допустимую устойчивость связи равную 99.99 %.

2.10.Расчет уровней сигнала на входе приемника

2.10.1. Расчет уровня сигнала на входе приемника , Вт. для условий свободного пространства по формуле (26):

(26)

Вт.

2.10.2. Определим минимальную мощность сигнала на входе приемника по формуле (27):

(27)

Вт=-93 дБм

Вывод: Расчетная мощность совпадает с мощностью, данной в техническом задании, следовательно, расчет курсового произведен верно.

3. ВЫВОДЫ ПО ПРОДЕЛАННОЙ РАБОТЕ

При выполнении данного проекта были сделаны следующие выводы:

1) Так как скорость передачи информации В =2,048 Мбит/с и длина трассы L = 110 км, то РРЛ является местной.

2) На трассе были размещены две промежуточных РРС.

3) Просвет интервала Н₀ = 8,31 м, что является достаточным для того, чтобы не вызывать интерференционные замирания.

В соответствии с этим значением рассчитали рекомендованный просвет интервала, который составил 8,8 м.

4) По построенному профилю интервала определили высоту подвеса антенн ( h=20 м).

5) Рассчитали потери в антенно - волноводном тракте (АВТ) = 0,92 дБ.

6) Определили минимально допустимый множитель ослабления (-36,2 дБ)

7) Произвели расчет допустимого и расчетного времени срывов связи; устойчивости связи.

8) Произвели расчет мощностей, в результате чего получили, что расчетная мощность = - 93 дБм совпадает с мощностью, данной в техническом задании, следовательно, расчет курсового произведен верно.

4. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Описание и руководство по настройке и эксплуатации радиорелейных линий системы КУРС – 4. М.: Радио и связь, 1981. – 212 с.

Макавеева М. М. Радиорелейные линии связи. – М.: Радио и связь, 1988. – 312 с.

Мордухович Л. Г. Радиорелейные линии связи. Курсовое проектирование: Учеб. Пособие для техникумов. – М.: Радио и связь, 1989. – 160 с.