Методики энергетического расчета канала дальней тропосферной радиосвязи [Владимир Иванович Шлома] (fb2) читать постранично, страница - 3

количество уровней модуляции или несущих М;

3) скорость передачи двоичных сигналов V (кбит/с);

4) вероятность ошибки при передаче бинарной информации Pош для заданного процента времени и заданного периода;

– время года: наихудший зимний месяц; лето; весна или осень;

– оцениваемый период надежности связи: сутки; месяц; год;

– заданный процент времени безотказной работы Т%;

– тип приемника: оптимальный (когерентный); квазиоптимальный (некогерентный).

Примечания:

1. Угол горизонта – угол между лучами, проведенными из центра антенны в направлении излучения, один параллельно поверхности земли, а второй – на вершину препятствия.

2. Высоты подъема передающей и приемной антенн предполагаются одинаковыми.

2.      

Методика расчета для радиолиний, расположенных на территории бывшего СССР

В основу предлагаемой методики положена методика, изложенная в книге Ю.И. Давыденко «Дальняя тропосферная связь» [1].

2.1      Определяем потери в свободном пространстве при использовании изотропных антенн

L0изотр=(4πR/λ)²,                                    (2.1)

L0изотр(дБ)=22+201g(R/λ),                  (2.2)

где R – дальность в метрах;

λ – длина волны в метрах.

Для случая использования направленных антенн с коэффициентами усиления Gпер(дБ) и Gпр(дБ) и потерями в фидерах ηпер(дБ) и ηпр(дБ) потери в свободном пространстве будут определяться по формуле [7]:

L0(дБ)= L0изотр(дБ)+ηпер(дБ)+ηпр(дБ)-Gпер(дБ)-Gпр(дБ)=

=22+201g(R/λ)+ηпер(дБ)+ηпр(дБ)-Gпер(дБ)-Gпр(дБ).            (2.3)

2.2      Вычисляем дополнительные потери Lдоп для наихудшего зимнего месяца.

Lдоп = Lмед+Lз+Lp+Lh+La+Lк,                  (2.4)

где Lмед – медианные потери;

Lз – потери от замираний;

Lp – потери, обусловленные влиянием неровностей рельефа местности;

Lh – потери, обусловленные влиянием земной поверхности при малых величинах отношения h/λ;

La – потери усиления антенн;

Lк – климатические потери.

Вычисляем каждую составляющую из формулы (2.4).

В методике [1] почти все потери вычисляются как положительная величина, за исключением потерь от быстрых замираний и потерь от медленных замираний, которые определяются как отрицательная величина. При этом общие потери для телефонного канала от быстрых и медленных замираний также определяются как положительная величина. Чтобы избавиться от этой путаницы, в предлагаемой методике во всех выведенных формулах потери будут определяться как положительная величина.

2.2.1      Медианные потери

Медианные потери Lмед определяются по рис. 1.

Рис. 1. Зависимость медианных величин потерь от расстояния и длины волны для зимнего месяца (сплошные линии – для зоны тропосферного рассеяния, пунктирные – для дифракционной зоны)

Для приведенных графиков (сплошные линии на рис. 1) можно записать уравнения типа Lмед=а+b×R:

Lмед=62+0,11×R, для λ=3 см;                  (2.5)

Lмед=61,3+0,09×R, для λ=10 см;                  (2.6)

Lмед=58,3+0,08×R, для λ=30 см.            (2.7)

При аппроксимации коэффициентов а и b получаем формулы для их вычисления в зависимости от λ:

Формула для вычисления Lмед будет иметь вид:

(2.8)

где λ(см) – длина волны;

R(км) – дальность связи.

В случае необходимости определения Lмед для других длин волн можно приближенно считать, что значения Lмед обратно пропорциональны длине волны. Если потребуется оценить потери для летнего или другого времени года, то следует учесть сезонный ход потерь, который можно в среднем принять равным 12 дБ. Таким образом, для летних месяцев нужно значения, приведенные на рис. 1, уменьшить на 12 дБ, а в осенние и весенние месяцы – на 6 дБ.

2.2.2      Потери от замираний Lз.

2.2.2.1      Потери Lз для цифрового канала.

В методике [1] в зависимости от времени существования замирания условно разделяются на быстрые (с квазипериодом 0,110 с) и медленные (с квазипериодом от десятков минут до нескольких часов).

Поэтому общие потери от замираний складываются из потерь от быстрых, и от медленных замираний Lз=Lмз+Lбз,

где Lмз – потери от медленных замираний;

Lбз – потери от быстрых замираний.

При расчете радиолиний в режиме передачи бинарных сигналов быстрые и медленные замирания, как и в методике [1], будем учитывать отдельно.

2.2.2.1.1      Расчет потерь от быстрых замираний Lбз.

При передаче бинарных сигналов по каналам с частотным уплотнением (в случае передачи бинарных сигналов по телефонным каналам радиолинии) и при непосредственной модуляции несущей, можно считать, что коэффициент потери надежности ɤ (часть времени, в течение которого будут наблюдаться отказы от быстрых замираний) будет определяться вероятностью опускания сигнала ниже медианного значения за счет быстрых замираний Р(Lб.з.).

ɤ=1-Т%/100,                  (2.9)

где Т% – заданный процент времени безотказной работы.

P(Lб.з.) – вероятность превышения уровня,