Расчет_РРЛ_2
.pdf
|
= прм − пор |
|
|
|
|
|
|
|
|
20 |
||||||||
пор |
|
|
|
|
|
|
(2.7.4) |
|
||||||||||
- пороговая чувствительность приемника, дБВт, при заданномотношении сигнал/шуми |
||||||||||||||||||
|
||||||||||||||||||
заданном значении BER на выходе. |
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
5 ∙ 10 |
|
|
до2,3 ∙10 |
|
|
|
|
|
|
|
||||||
Необходимо отметить, что, несмотря на различные требования к BER в системах PDH (10-3) и |
||||||||||||||||||
SDH (от |
|
|
|
|
−5 |
|
|
−6 |
|
рекомендуется |
использовать некоторый разумный запас, |
|||||||
|
|
|
−4 |
|
|
|
|
−5 ), |
||||||||||
например, |
до |
|
|
|
|
или |
|
|
|
,учитывая, что изменение ошибок на один порядок соответствует |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
10−3 |
|
|
|
|
|
изменению |
пороговой чувствительности на 1 дБ, т.е. чувствительность приBER |
|
будет меньше |
|||||||||||||||
|
10 |
|
|
|
10 |
|
|
|
|
|
|
10−6 |
||||||
на 3дБ чувствительности при BER |
|
. |
|
|
||||||||||||||
2.8Расчет неустойчивости из-за субрефракционных замираний [1]
Вусловиях субрефракции, даже на открытых пролетах с небольшим относительным просветом, значение просвета может уменьшиться, вплоть до отрицательных значений. Соответственно, из-за дифракционных потерь может уменьшиться и запас на тепловые замирания. Если он достигнет критического значения, то устойчивая работа РРЛ будет нарушена. Таким образом, необходимо определить возможность возникновения подобной ситуации и оценить, при необходимости, вероятность нарушения устойчивой работы.
Наиболее высокую точность оценки подобных рисков имеет метод итерационного рассмотрения допустимых значений вертикального градиента диэлектрической проницаемости
g ( g > g ) и нахождения такого порогового значения g0 , при котором запас на тепловые
замирания F=0. В случае, если такое пороговое значение существует, то оценивают вероятность такого события. Если же при любых значениях g из диапазона допустимых значений F>0, то вероятность возникновения субрефракционных замираний нулевая. Следует отметить, что
вычисления проводятся с точностью 0,5 дБ, любые меньшие значения принимаются за 0 дБ. |
|
|
|||||||||||||||||||||||||||
значениях |
из этого диапазона трасса открытая (О), |
gто(gн = g; gВ, |
=иg + 4,3 ) |
; |
Если при всех |
||||||||||||||||||||||||
1. Проводят анализ трассы |
в диапазоне значений |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
проводитьgне нужно. Если при некотором, известном, |
значении |
|
дальнейшие вычисления |
||||||||||||||||||||||||||
|
трасса трансформируется из |
||||||||||||||||||||||||||||
|
|
субр |
= 0 |
|
|
gн = gг |
. |
|
|
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
следует принять |
|
|
||||||||
открытой в полузакрытую, то для снижения количества итераций |
|
gг |
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||
2. Вычисляется запас на замирания F (2.7.2) при значении вертикального градиента |
|||||||||||||||||||||||||||||
диэлектрической проницаемости в верхней границе диапазона ПЗ ( |
|
|
|
|
; |
|
|
|
|||||||||||||||||||||
4. При |
F=0 (-0,5 |
дБ |
|
<0,5 |
дБ), |
|
субр = 0 |
, |
|
|
|
|
|
|
|
вычисления не требуются. |
|
|
|||||||||||
3. Если рассчитанное значение |
F>0, |
то |
|
|
и дальнейшие |
|
|
||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
g = gВ = g + 4,3 ) |
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
|
|
|
<F |
|
|
|
|
принимают |
|
|
|
|
|
, |
и |
определяют |
вероятность |
|
|
по |
|||||||||
табличным |
значениям на основе |
интеграла |
|
вероятности |
(Приложение 4), как функцию |
||||||||||||||||||||||||
|
|
g0 = g |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
субр |
|
|||||||||||||||
нормированного параметра |
|
|
|
|
|
g0 |
|
−g |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
Составляющая неустойчивости, |
обусловленная субрефракцией, %, определяется как |
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||
|
|
= |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
и дальнейших вычислений не |
|
|
|
субр = 100 субр |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
требуется. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
5. Если |
F<0, то |
это |
означает, |
что заданный диапазон |
|
значений |
где -0,5 дБ<F<0,5 дБ. |
||||||||||||||||||||||
4,3 )необходимо разделить пополам и произвести поиск такого интервала, |
|||||||||||||||||||||||||||||
g (gн = gг; gВ |
= g + |
||||||||||||||||||||||||||||
6. Определяют запас на замирания F приg = 0,5 (gг + gВ) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
21 |
|
|
если, |
> 0 |
|
≠ 0 |
|
0,5 |
|
(g |
< 0 |
; g |
, путем деления его на два и |
|
gг; 0,5 (gг + gВ) |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
+ g |
|
|
|
-8 |
|
|
, |
|||||
7. Если значение |
|
|
, то если |
|
|
, дальше рассматривают диапазон |
|
|
|
|||||||||
|
|
|
, то диапазон |
(на границег |
|
|
|
вычисления запаса на |
||||||||||
замирания F посередине, |
Вмежду) в) образующимися поддиапазонами (если границы |
|||||||||||||||||
любого |
поддиапазона |
отстоят |
друг |
от |
друга на величину меньшую 0,5*10 1/м, |
то |
||||||||||||
дополнительные вычисления не проводят, а принимают в качествеg0.середину диапазона). |
|
|
||||||||||||||||
8. В зависимости от значения повторяют действие 4 или 7. |
|
|
|
|
|
|||||||||||||
2.9 Расчетнеустойчивости из-за интерференционных замираний [1]
Причиной появления интерференционных (многолучевых) замираний является приход в точку приема кроме прямой волны, также волн имеющих другую траекторию распространения – отраженных от земной поверхности и тропосферных неоднородностей. Интерференционные замирания подразделяются на плоские (определяющие общую устойчивость работы РРЛ) и частотно-селективные (искажающие форму сигнала). Обычно, интерференционные замирания
возникают при повышенной рефракции ( g < g ), т.к. относительный просвет, в этом случае, стараются делать минимально возможным. Общая неустойчивость вследствие
интерференционных замираний складывается из двух составляющих:
инт = пл + сел , (2.9.1)
где пл – неустойчивость вызванная плоскими (тепловыми) замираниями, сел – неустойчивость вызванная частотно-селективными замираниями.
Условно, для дальнейших расчетов (с учетом сказанного в п.) трассу можно отнести к пересеченной, если максимальное значение коэффициента отражения от земной поверхности Ф,
во всем диапазоне (g < g ) не превышает 0,8. Иначе, трассу следует отнести к слабопересеченной. Для разнесенного приема, условие Ф<0,8 должно выполняться для каждой из трасс.
В зависимости от средней высоты, трассы подразделяются на приземные интервалы
(hср<800м), горные(800м<hср<1200м) и высокогорные(hср>1200м).
Дальнейшие расчеты приводятся для приземных интервалов для частот не более 20 ГГц. |
||||
|
|
|
2.9.1 Расчет неустойчивости инт на пересеченныхинтервалах |
|
|
|
|
2.9.1.1 Расчетплоскихзамираний пл. |
|
Рассчитывают параметр появления плоских замираний 0, %, по формуле |
|
|||
0 = |
1,5 |
|
2,05 ∙ 10−5 3, при ≤ 20 |
(2.9.2) |
|
4,10 ∙ 10−4 2, при > 20 |
|
||
где - длина интервала, км; Q - множитель, который зависит от местоположения и средней высоты трассы:
Q=1, для сухопутных пересеченных интервалов;
Q=2, для приморских районов холодных морей;
22
= 5 −0,007 ср + 4 ∙ 10−6( ср)2, для приморских районов теплых и умеренных морей.
Приморскими можно считать районы на удалении менее 50 км вдоль береговой линии. К холодным морям относятся акватория морей Северного Ледовитого океана. К приморским районам относятся территории вблизи водохранилищ, крупных рек, озер, болот и других водных массивов.
Рассчитывают процент времени нарушения устойчивости связи из-за плоских замираний в
условиях наихудшего месяца,%: |
|
||||||
пл = 0 ∙ 10− ⁄10, |
|
|
(2.9.3) |
||||
гдеF – наименьшее значение запаса на тепловые замирания, в диапазоне изменения |
|||||||
вертикального градиента диэлектрической проницаемости gкр; g , дБ. |
|
||||||
|
|
|
|
|
|
2.9.1.2 Расчет селективных замираний |
|
Рассчитать значение запаса на селективные замирания |
|
||||||
сел = −20lg |
12 |
|
( ) ( ) |
(2.9.4) |
|||
( ) |
|
|
|
|
|
|
|
– функция, зависящая от видамодуляции и числауровней модуляции М, вычисляемая по |
|||||||
формуле |
1 |
|
|
|
|
||
( ) = log2 |
|
|
– для систем с PSK. |
|
|||
( ) = |
√ −1 |
– для систем с QAM и TCM, |
|
||||
tan( / ) log2 |
|
|
|||||
( ) - функция, приведенная на рисунке[2]. |
|
||||||
Рисунок 14. График зависимости ( )
Рассчитывают процент времени нарушения устойчивости связи из-за селективных замираний в условиях наихудшего месяца, %:
сел = 0 ∙10− сел⁄10 |
23 |
(2.9.5) |
|
Рассчитывают инт. |
|
Следует отметить, что для уменьшения селективных замираний в современных системах связи используются адаптивные корректоры (эквалайзеры), позволяющие повысить запас на 10-20 дБ, по отношению к рассчитанному по вышеприведенным формулам. Также, для некоторых типов аппаратуры отдельно нормируется запас на селективные замирания.
|
|
|
|
|
|
2.9.2 Расчет неустойчивости инт на слабопересеченных интервалах |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2.9.2.1 Расчетплоскихзамираний пл. |
|
|||
Рассчитывают параметр появления плоских замираний 0, %, по формуле |
|
||||||||||||
0 = ( ) |
1,5 |
|
2,05 ∙ 10−5 3, при ≤ 20 |
|
(2.9.6) |
||||||||
|
|
4,10 ∙ 10−4 2, при > 20 |
|
|
|||||||||
где |
|
- длина интервала, км; |
( ) |
– коэффициент, характеризующий вероятность попадания точки |
|||||||||
|
|
||||||||||||
приема в интерференционный минимум. |
|
|
|||||||||||
Воспользуемся графиками зависимости |
( ) |
для сухопутных и приморских интервалов (рис. |
|||||||||||
16)(аналитический метод определения |
( )приведен в []). |
|
|||||||||||
Параметром нахождения функции является |
|
|
|||||||||||
( (g), ) ≈ |
0,36 ∑∞=1 √1 −2,67 2 (g) −√6 2 , |
(2.9.7) |
|||||||||||
изображенная на рис.15 [3] |
|
|
|
|
|
||||||||
= |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
109 3 |
(1− ) |
|
|
|
|
|
|||||||
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(2.9.8) |
гдеR в км, в м, - относительная координататочки отражения при средней рефракции.
24
Рисунок 15. График для определения ( ( ), )
Рисунок 16. Определение Q на сухопутных(слева) и приморских интервалах(справа)
25
Рассчитывают процент времени нарушения устойчивости связи из-заплоских замираний в условиях наихудшего месяца,%:
пл = 0 ∙ 10−т⁄10, |
(2.9.9) |
где – запас на тепловые замирания для чистой тропосферы, без учетамножителя ослабления, |
|||||||||
т.е. втформуле расчета |
Σ |
принимают |
; |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
= 0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2.9.2.2 Расчет селективных замираний |
|
|
Рассчитать значение запаса на селективные замирания |
|
||||||||
сел = −20lg |
12 |
(1 − Ф⁄2) ( )Ψ( , Ф) |
(2.9.10) |
||||||
|
– функция, зависящая отвида модуляции и числауровней модуляции М, вычисляемая по |
||||||||
формуле, – максимальное значение коэффициента отражения в области повышенной |
|||||||||
( ) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
рефракцииФ, |
Ψ( , Ф) |
– функция, графики которой приведены нарис.17, 18 [2] для приморских и |
|||||||
сухопутных |
|
|
|
|
|
||||
интервалов.
Рисунок 17. Зависимость функции Ψ(Rf,Ф) для приморских интервалов
26
Рисунок 18. Зависимость функции Ψ(Rf,Ф) для сухопутных интервалов
Рассчитывают процент времени нарушения устойчивости связи из-за селективных замираний в
условиях наихудшего месяца, %:
сел = 0 ∙10− сел⁄10 (2.9.11)
Рассчитывают инт.
2.10 Расчетпоказателей качества, обусловленных интерференционными замираниями [1]
Расчет следует производить только в том случае, если инт > 0,000385% (10 сек месяца), иначе
инт = инт,
нег = 0.
Рассчитывают эффективный запас на замирания |
|
|
||||||
эф |
= |
|
10 |
|
+ 10 |
|
|
|
|
|
|
− сел⁄10 (2.10.1) |
|
|
|||
|
|
|
− ⁄10 |
|
м |
|
||
Рассчитывают медианное значение длительности замираний |
, с, при многолучевом |
|||||||
распространении |
|
|
||||||
м = м эф(4⁄ )0,5 |
|
|
(2.10.2) |
|||||
где м – коэффициент, с, рассчитываемый по формулам (рис.19)[1,2] |
||||||||
для слабопересеченных и приморских интервалов(кривая 1) |
|
|
||||||
м |
= (0,002 |
+ (0,272 )2,1)−1 |
|
(2.10.3) |
||||
|
|
|
27 |
для пересеченных интервалов(кривая 2) |
|
||
м = (0,001 |
+ (0,106 )1,9)−1 |
(2.10.4) |
|
где – параметр трассы: |
|
||
= 2 (g) |
∙10−4 |
(2.10.5) |
|
R в км, |
(g) |
– относительный просвет при средней рефракции в наиболее высокой точке для |
|
|
|||
пересеченного и в точке отражения для слабопересеченного интервала.
Рисунок 19. Коэффициент для расчета медианной длительности замираний
Рисунок 20. График зависимости Н от м
Рассчитывают СКО длительности замираний
= 3,694 + − дБ −1,5 |
+ 4 ( /4) |
28 |
|
||
250,541 |
lg |
(2.10.6) |
где дБ = 20lg эф – глубиназамираний, дБ. |
|
|
Определяют по рис. 20 [2] долю замираний Н, продолжительностью более н = 10 с: |
||
Рассчитывают коэффициент сильнопораженных секунд |
инт,%, обусловленный |
|
интерференцией |
|
|
инт = 1 − Н=10 инт |
(2.10.7) |
|
Рассчитывают интерференционную составляющую коэффициента неготовности нег.инт, %: |
|
нег.инт = ∙ Н=10 ∙ инт |
(2.10.8) |
где z – коэффициент пересчета от «наихудшего месяца» к среднему значению в течении года, равный 1/4 для сухопутных, 1/3 для приморских и 1/7 для горных районов.
2.11 Расчет показателей качества, обусловленных влиянием дождей
Влияние дождей особенно сказывается в диапазонах более 8 ГГц.
Соотношение между погонным ослаблением, γR (дБ/км), и интенсивностью дождя, I (мм/ч), описывается степенным законом [4]:
γR = kIα |
(2.11.1) |
Значения коэффициентов в зависимости от частоты в случае горизонтальной и вертикальной поляризации приведены в таблице. В случаекруговой поляризации можно использовать среднее значение между вертикальной и горизонтальной поляризацией.
Таблица. Зависящие от частоты коэффициенты для оценки погонного ослабления вдожде [4]
Частота, ГГц |
kH |
αH |
kV |
αV |
|
|
|
|
|
1 |
0,0000259 |
0,9691 |
0,0000308 |
0,8592 |
|
|
|
|
|
1,5 |
0,0000443 |
1,0185 |
0,0000574 |
0,8957 |
|
|
|
|
|
2 |
0,0000847 |
1,0664 |
0,0000998 |
0,9490 |
|
|
|
|
|
2,5 |
0,0001321 |
1,1209 |
0,0001464 |
1,0085 |
|
|
|
|
|
3 |
0,0001390 |
1,2322 |
0,0001942 |
1,0688 |
|
|
|
|
|
3,5 |
0,0001155 |
1,4189 |
0,0002346 |
1,1387 |
|
|
|
|
|
4 |
0,0001071 |
1,6009 |
0,0002461 |
1,2476 |
|
|
|
|
|
4,5 |
0,0001340 |
1,6948 |
0,0002347 |
1,3987 |
|
|
|
|
|
5 |
0,0002162 |
1,6969 |
0,0002428 |
1,5317 |
|
|
|
|
|
5,5 |
0,0003909 |
1,6499 |
0,0003115 |
1,5882 |
|
|
|
|
|
6 |
0,0007056 |
1,5900 |
0,0004878 |
1,5728 |
|
|
|
|
|
7 |
0,001915 |
1,4810 |
0,001425 |
1,4745 |
|
|
|
|
|
8 |
0,004115 |
1,3905 |
0,003450 |
1,3797 |
|
|
|
|
|
29
9 |
0,007535 |
1,3155 |
0,006691 |
1,2895 |
|
|
|
|
|
10 |
0,01217 |
1,2571 |
0,01129 |
1,2156 |
|
|
|
|
|
11 |
0,01772 |
1,2140 |
0,01731 |
1,1617 |
|
|
|
|
|
12 |
0,02386 |
1,1825 |
0,02455 |
1,1216 |
|
|
|
|
|
13 |
0,03041 |
1,1586 |
0,03266 |
1,0901 |
|
|
|
|
|
14 |
0,03738 |
1,1396 |
0,04126 |
1,0646 |
|
|
|
|
|
15 |
0,04481 |
1,1233 |
0,05008 |
1,0440 |
|
|
|
|
|
16 |
0,05282 |
1,1086 |
0,05899 |
1,0273 |
|
|
|
|
|
17 |
0,06146 |
1,0949 |
0,06797 |
1,0137 |
|
|
|
|
|
18 |
0,07078 |
1,0818 |
0,07708 |
1,0025 |
|
|
|
|
|
19 |
0,08084 |
1,0691 |
0,08642 |
0,9930 |
|
|
|
|
|
20 |
0,09164 |
1,0568 |
0,09611 |
0,9847 |
|
|
|
|
|
21 |
0,1032 |
1,0447 |
0,1063 |
0,9771 |
|
|
|
|
|
22 |
0,1155 |
1,0329 |
0,1170 |
0,9700 |
|
|
|
|
|
23 |
0,1286 |
1,0214 |
0,1284 |
0,9630 |
|
|
|
|
|
24 |
0,1425 |
1,0101 |
0,1404 |
0,9561 |
|
|
|
|
|
25 |
0,1571 |
0,9991 |
0,1533 |
0,9491 |
|
|
|
|
|
26 |
0,1724 |
0,9884 |
0,1669 |
0,9421 |
|
|
|
|
|
27 |
0,1884 |
0,9780 |
0,1813 |
0,9349 |
|
|
|
|
|
28 |
0,2051 |
0,9679 |
0,1964 |
0,9277 |
|
|
|
|
|
Для оценки ослабления сигнала в дожде заданной интенсивности необходимоучитывать пространственную неравномерность выпадения осадков.Это выражается в пересчете реальной длины пролета в эффективную:
эф = ∙ , |
(2.11.2) |
гдеR определяется по рис. 21 [3]. |
|
Рисунок 21. Коэффициент пространственной неравномерности дождей