Расчёт цифровой радиорелейной линии связи прямой видимости

БАЛТИЙСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ РЫБОПРОМЫСЛОВОГО ФЛОТА

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Курсовая работа по дисциплине:

 

«Спутниковые и радиорелейные  системы радиосвязи»

 

 

Тема: Расчёт цифровой радиорелейной  линии связи прямой видимости

 

 

 

 

Выполнил: Арефьев О.В.

Шифр 09Рзс196

Проверил: Кологривов А. Г.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Калининград 2013

Задание на курсовую работу.

 

1. Дать краткую характеристику выбранной аппаратуры РРЛ и привести её основные технические параметры.

2. На карте Калининградской  области выбрать трассу РРЛ  между городами, указанными в задании, определить местоположение ОРС и ПРС, длину всех пролетов.

3. Рассчитать и построить  план распределения частот приема и передачи для цифровых потоков различной скорости.

4. Рассчитать и построить  профиль, определить высоту подвеса антенны.

5. Рассчитать и построить  диаграмму уровней сигнала на  профиле.

6. Рассчитать устойчивость  связи и проверить выполнение  норм на устойчивость РРЛ при  выбранном значении просвета.

В таблице 1 заданы варианты городов и пограничных пунктов  пропуска, между которыми необходимо проложить трассы РРЛ.

В таблице 2 приведены варианты высотных отметок одного из пролетов.

В таблице 3 приведены  варианты оборудования радиорелейных  станций и частотный диапазон, в котором будет работать проектируемая  РРЛ. Необходимые карты, фотографии, рисунки, графики и т.п. ксерокопировать и включать в текст пояснительной записки.

 

Таблица 1. Варианты трасс  РРЛ.

1.	Калининград - Советск
2.	П.п. Советск – Гусев (Голдап)
3.	Калининград - Краснознаменск
4.	Краснознаменск - Правдинск
5.	Калининград - Неман
6.	Калининград - Нестеров
7.	П.п. Чернышевское - Багратионовск
8.	Калининград – Озерск
9.	Советск – Озерск
10.	Калининград – Железнодорожный
11.	П.п. Железнодорожный - Пограничное
12.	Калининград – Славск
13.	П.п. Багратионовск – Морское
14.	П.п. Советск - Мамоново
15.	Неман – Правдинск
16.	П.п.Пограничное - Багратионовск
17.	П.п. Багратионовск –  Советск
18.	П.п. Морское - Советск
19.	П.п. Мамоново – Гусев (Голдап)
20.	П.п. Морское - Калининград

 

 

 

Таблица 2. Варианты профилей.

варианты	Высотные отметки профилей  в м
k	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11
	13	46	59	63	52	45	34	23	25	17	19
	15	38	51	43	58	37	26	15	17	19	22
	17	28	15	13	23	35	42	61	49	13	15
	50	45	41	51	54	38	39	40	32	49	53
	27	38	29	21	37	19	21	20	30	19	22
	11	8	17	11	15	19	34	38	23	9	15
	21	25	29	26	31	46	41	18	23	29	33
	24	34	27	35	34	33	49	46	36	35	39
	47	28	19	18	67	65	49	40	27	45	50
	45	32	25	36	17	11	7	13	18	13	17
	42	19	30	40	54	55	44	39	37	51	52
	55	25	31	33	47	59	48	34	19	42	49
	57	28	40	41	42	45	54	34	36	27	27
	41	26	36	40	31	26	12	0	6	64	71
	41	39	37	46	55	64	40	41	39	45	51
	40	34	31	28	24	34	59	43	33	22	29
	30	26	31	38	42	54	40	28	26	32	39
	64	14	24	32	37	39	40	33	31	24	27
	50	35	51	64	50	40	41	41	40	35	43
	6	14	24	33	38	41	40	41	29	23	33

 

Таблица 3. Оборудование цифровых РРЛ.

вариант	название	фирма	страна	Диап. частот ГГц	примечание
1	Радиус 7	Правдинский радиозавод	Красноярск	7	Конфигурация 2+0 Скорость потока 8448 кбит/с Диаметр антенн ≤0,6м Обязательные параметры 1.Разнос частот между приемом и передачей. 2. Минимальный разнос  между соседними приемниками. 3.Уровень мощности  сигнала на входе приемника  (чувствительность) дБВт при BER=10-3 4. Мощность передатчика. 5. Вид модуляции. 6. Номинальные значения  ПЧ. 7. Полоса пропускания приемника. 8. Коэффициент шума  приемника. 9. Коэффициент усиления  антенны.
2	Радиус ДС			8
3	Радиус 15			15
4	MlinkG-L	Сеалтек	Москва	7
5	MlinkG-M	Сеалтек	Москва	13
6	MlinkG-L	Сеалтек	Москва	8
7	MlinkG-M	Сеалтек	Москва	15
8	БИСТ-8	«БИСТ»	Чистополь	8
9	БИСТ-13	«БИСТ»	Чистополь	13
10	Minilink E	Ericsson	Швеция	8
11	Minilink E	Ericsson	Швеция	13
12	Minilink E	Ericsson	Швеция	15
13	Minilink E	Vicsson	Швеция	7
14	Радиан 8	«Радиан»	С-Петербург	8
15	Радиан 15	«Радиан»	С-Петербург	15
16	МИК-РЛ7	Микран	Томск	11
17	МИК-РЛ7	Микран	Томск	7
18	МИК-РЛ7	Микран	Томск	9
19	Pasolink	NEC	Япония	8
20	Pasolink	NEC	Япония	11

 

 

 

Расчет производится для трассы РРЛ Калининград - Нестеров, оборудование – MlinkG-M (Сеалтек) со следующими параметрами:

1. Диапазон частот 7…8 ГГц.

2. Конфигурация 2+0.

3. Скорость потока 8448 кБит/с(низкоскоростная версия).

4. Диаметр антенны 0.6м.

5. Разнос частот приёма/передачи  266МГц.

6. Разнос между соседними приёмниками  от 28МГц.

7. Чувствительность -87дБм.

8. Мощность передатчика  29 дБм.

9. Вид модуляции 4QAM.

10. Ширина полосы пропускания  приёмника 70МГц.

11. Коэффициент усиления  антенны 36дБм.

 

1. Выбор трассы и профилей пролетов РРЛ

1.1. Выбор трассы.

Выбор трассы осуществляется по топографической карте местности. Протяженности участков определяют в соответствии с потребностями данного региона и ориентируясь на структуру гипотетической цепи.

Соседние РРЛ должны находится в пределах прямой видимости, но высоты антенных опор не следует выбирать слишком большими (h_а ≤ 100м), чтобы не усложнять строительство. Расстояние между соседними РРС выбирают, ориентируясь на его среднее значение, указанное в технических параметрах аппаратуры. РРЛ прокладывают вдоль шоссейных и железных  дорог в местах с хорошими подъездными путями. Если это возможно,  выбирают места с хорошим энергоснабжением (ЛЭП, трансформаторные подстанции и т.п.). Трассу прокладывают зигзагообразно,  что позволяет снизить помехи от РРС, работающих на одинаковых частотах. Предпочтительны площадки на возвышенных местах, что позволит установить невысокие  антенные опоры.

 

Рисунок 1. Трасса РРЛ 

1.2. Выбор профиля пролета.

Профиль пролета строят, используя топографическую карту  местности. Профиль пролета представляет собой вертикальный разрез местности в плоскости, проходящей через линию пролета и центр Земли. Профиль строят в прямоугольных координатах. Для того, чтобы профиль в прямоугольных координатах соответствовал реальному, используют параболический масштаб. В этом масштабе все высоты отсчитываются не от оси х, а от линии условного нулевого уровня, имеющего вид параболы.

Для расчёта выбран пролёт Багратионовск-Правдинск протяжённостью 30км.

Построения профиля  начинают с расчета координат  этой параболы по соотношению (1.1):

                    Y =

,                                            (1.1)

 

 

где R₃ =6370 км – геометрический радиус Земли,

R_о – протяженность пролета = 30км,

k = - относительная координата точки;

R_i  - расстояние от начала пролета до текущей точки.

 

На построенном условном нулевом уровне отмечают данные по заданию высотные отметки профиля. Их соединяют и получают профиль  пролёта. На рис. 1 показан построенный  профиль, высоты взяты из таблицы 2 по варианту 7.

 

 

Рисунок 1.2 – Профиль пролёта Калининград-Гвардейск

 

На профиле отмечен просвет Н = 10 м – расстояние между линией прямой видимости и самой высокой точкой профиля. Для этой точки рассчитывают ориентировочное значение просвета, равное радиусу минимальной зоны Френеля:

                                                            ____________

                              Н_о 

√R0λk(1- k)/3,                            (1.2)

где λ – длина волны.

Величина Н_о определена по номограмме на рис.1.3, Н_о  7,5м.

2. Основные энергетические соотношения.

2.1. Свободное  пространство.

Ненаправленный излучатель в свободном пространстве излучает одинаковую мощность во всех направлениях. В этом случае  мощность сигнала на входе приемника равна:

              Р_{с вхо} =

,             (2.1)

где

Р_п  - мощность передатчика = 29 дБм;

G_п , G _пр – коэффициенты усиления антенн передатчика и приемника = 36 дБм; η_п и η_пр – КПД антенно-фидерного тракта передатчика и приемника соответственно, выполнены моноблочными и равны 1.

 λ – длина  волны = 3,75 см.

 R_o – длина пролета РРЛ = 20км.

Суммарные потери мощности сигнала между выходом передатчика  и входом приемника определяются выражением

,                 (2.2)

Первый сомножитель этой формулы называют основными потерями в свободном пространстве

                                      А_св=

  ,                                 (2.3)               

а обратную величину

 

L_св = ослаблением радиоволн в свободном пространстве.

С учетом соотношений η = 10^-0,1а и G=10^0,1g  запишем выражение для суммарных потерь в линии. Перейдя к уровням, запишем в дБ:

                   

  _,                           (2.4)