2.2.1. Расчет характеристик устойчивости системы оперативной связи

Устойчивость системы оперативной связи, состоящей из каналов связи (например, из одного основного и нескольких резервных), характеризуется вероятностью ее безотказной работы:

,

где - вероятность безотказной работы-го канала связи;

- интенсивность повреждения канала связи;

- время работы канала связи.

Устойчивость системы оперативной связи, состоящей из двух каналов связи (основного и резервного), оценивается следующей вероятностью безотказной работы при заданных и:

.

Таким образом, в результате резервирования основного канала связи устойчивость системы оперативной связи повысится на величину .

2.2.2. Оптимизация сети специальной связи по линиям «01» и расчет ее пропускной способности

Оптимизация сети специальной связи по линиям «01» сводится к нахождению такого числа линий связи «01» и диспетчеров, при которых обеспечиваются заданная вероятность потери вызова и необходимая пропускная способность сети специальной связи.

Последовательно увеличивая число линий связи с 1 до , выбирается такое число линий связи, при котором выполняется условие.

Нагрузка в сети специальной связи по линиям «01» может быть представлена как

мин-зан.

Вероятность того, что все линии связи свободны определяется по формуле

,

где - последовательность целых чисел.

Для случая, когда , вероятность того, что линия связи будет свободна, определяется следующим образом:

.

Вероятность того, что все линии связи будут заняты (вероятность отказа в обслуживании) определяется как

.

Для случая, когда , вероятность отказа в обслуживании

не соблюдается, увеличиваем число линий связи до . При этом вероятность того, что две линии связи будут свободны:

.

Вероятность отказа при этом определяется как

.

соблюдается, т.е. . Таким образом, принимаем.

Вероятность того, что вызов будет принят на обслуживание (относительная пропускная способность сети связи извещения по коммутируемым линиям укороченной значности «01»):

Таким образом, в установившемся режиме в сети связи будет обслужено 99,9 % поступивших по линиям связи «01» вызовов.

Абсолютная пропускная способность сети связи определяется следующим выражением:

,

т.е. сеть связи способна обслужить в среднем 0,22 вызова в минуту.

Рассчитываем среднее число занятых линий связи:

.

Следовательно, при установившемся режиме работы сети связи будет занята лишь одна линия связи, остальные будут свободны, т.е. достигается высокий уровень эффективности обслуживания вызовов – 99,998% всех поступивших вызовов.

Коэффициент занятости линий связи:

Рассчитываем среднее число свободных линий связи:

Коэффициент простоя линии связи «01»: .

Фактическая пропускная способность сети связи с учетом аппаратурной надежности

где - коэффициент готовности аппаратуры сети связи.

Необходимое число линий связи «01» с учетом аппаратурной надежности определяется по формуле:

Время занятости диспетчера обслуживанием одного вызова

,

где - заданная величина времени одного «чистого» разговора диспетчера с вызывающим абонентом;

- время занятости диспетчера обработкой принятого вызова (ввод информации в компьютер, регистрация в журнале и т.п.).

По заданной интенсивности входного потока вызовов выз/мин, поступающих в сеть связи по линиям «01», и времени обслуживания одного вызова диспетчером определим полную нагрузку на всех диспетчеров за смену, т.е. за 24 часа:

ч-зан.,

где 60 – количество минут в 1 ч при переводе ввыз/ч.

Допустимая нагрузка на одного диспетчера за смену с учетом коэффициента занятости диспетчера

ч-зан.,

где - допустимый коэффициент загрузки диспетчера;

ч – допустимое время занятости диспетчера обработкой вызовов.

Определяем необходимое число диспетчеров: .

По результатам оптимизации сети специальной связи по линиям «01»делаем вывод о том, что необходимо иметь 2 линий связи «01» и 1 диспетчера.

2.2.3. Расчет характеристик функционирования радиосети:

оперативности и эффективности функционирования радиосвязи

Оперативность радиосвязи характеризуется вероятностью того, что информация от одного абонента к другому будет передана в течение времени, не более заданного:

,

- время «чистого» переговора;

- непроизводительные затраты времени на коммутацию абонента, установку соединения и т.п.;

- заданная величина времени, определяющая оперативность связи (критерий оперативности).

В случае, когда надежность и качество радиоканала идеальны, оперативность радиосвязи оценивается по формуле

где - вероятность того, что радиоканал свободен и ожидающих нет;

- вероятность того, что радиоканал занят, но ожидающих нет.

Эффективность функционирования радиосети может быть оценена математическим ожиданием случайной величины ее состояния , которое является показателем целесообразности использования радиосети для выполнения заданных функций.

В случае, когда надежность и качество радиоканала идеальны, эффективность функционирования радиосети оценивается по следующей формуле:

где - соответственно время переговора и непроизводительные затраты времени в радиосети.

Определение необходимых высот подъема антенн стационарных радиостанций.

Дальность действия ОВЧ (УКВ) радиосвязи зависит от следующих основных факторов:

• качественных характеристик приемника (чувствительности приемника);

• параметров антенно-фидерного тракта радиостанций (его длины и затухания);

• величины излучаемой мощности передатчика;

• высот подъема приемо-передающих антенн;

• закономерностей распространения радиоволн ОВЧ диапазона в условиях пересеченной местности и городской застройки;

• видов модуляции;

• рельефа местности и др.

При определении высот подъема антенн стационарных радиостанций ЦУС и ПЧ, необходимых для обеспечения требуемой дальности радиосвязи с самой удаленной ПЧ, пользуются графическими зависимостями изменения напряженности поля (,дБ) полезного сигнала от расстояния (d, км) между антеннами для различных значений произведения высот подъема передающей и приемной антенн (h₁·h₂, м²). Эти графические зависимости приведены на рисунке 3 и представляют собой медианные значения напряженности поля, превышаемые в 50% мест на границе зоны обслуживания. Кривые напряженности электромагнитного поля приведены для вертикальной поляризации антенн и построены для условий распространения радиоволн метрового диапазона (ОВЧ диапазона) в полосе частот 148-174 МГц.

Рисунок 3. Зависимость средних значений напряженности поля

от расстояния между антеннами

Рисунок 3.1.. Поправочный коэффициент, учитывающий отличие

мощности передатчика от 10 Вт

В случае отличия рельефа местности от среднепересеченного необходимо ввести дополнительный коэффициент ослабления сигнала , значения которого для полосы частот 148-174МГц приведены в таблице 3.

Таблица 3.Значения коэффициента ослабления сигнала в зависимости от условной меры неровности рельефа

	30	40	50	70	90	110	120	140	150
	- 2	- 1	0	1	3	4	5	6	7
	170	190	210	230	250	290	330	360	390
	8	9	10	11	12	13	14	15	16

При расчете условий обеспечения заданной дальности радиосвязи минимальное значение уровня напряженности поля полезного сигнала на входе приемного устройства при котором обеспечивается высокое качество радиосвязи, принимается равным 20дБ (10 мкВ/м).

Определение дальности радиосвязи необходимо проводить исходя из минимального значения уровня напряженности поля с учетом влияния рельефа местности, выходной мощности передатчика, затухания антенно-фидерных трактов передатчика () и приемника (), коэффициентов усиления передающейи приемнойантенн, величены превышения допустимого уровня мешающего сигнала ().

Таким образом, с учетом вышеизложенного, величина напряженности поля полезного сигнала на входе приемного устройства определяется по формуле:

,

где - коэффициент погонного затухания фидерного тракта передатчика и приемника соответственно;

и - длина фидерного тракта передатчика радиостанции ЦУС и приемника радиостанции ПСЧ соответственно,м;

- коэффициенты усиления антенн передатчика и приемника соответственно;

- поправочный коэффициент, величина которого принимается равной 12 дБ при использовании радиостанций типа«VectorVT-44Military», имеющих мощность излучения передатчика 2,8 Вт.

По полученной величине напряженности поля полезного сигнала на входе приемника и заданному удалению пожарной части от ЦУСс помощью графиков (рис. 2.5) определяется произведение высот подъема антенн. Из полученного произведения высот выбираются необходимые высоты стационарных антенн ЦУСи удаленной пожарной части.

Пользуясь изложенным выше алгоритмом расчета, можно определить максимальную дальность радиосвязи между ЦУС и пожарными автомобилями. В этом случае высота установки антенны на пожарном автомобиле принимается равной 2м.

2.2.4. Расчет ЭМС двух близко расположенных радиостанций

При проведении практического выбора рабочих частот радиостанций в случае установки двух стационарных антенн на крыше одного служебного здания (ЦУС или ЦПР) допустимый уровень мешающего сигнала определяется в основном выходным уровнем сигнала от передатчика мешающей радиостанции (равным 148 дБ при выходной мощности излучения передатчика 10 Вт) и затуханием электромагнитного поля между стационарными антеннами. Допустимый уровень мешающего сигнала от близко расположенного передатчика определяется по следующей формуле:

_А,

где - максимальный уровень высокочастотного сигнала, излучаемый мешающим передатчиком и соответствующий напряженности электромагнитного поля 148дБ относительно 1 мкВ (0 дБ);

_А – величина переходного затухания электромагнитного поля между передающей антенной одной и приемной антенной другой стационарных радиостанций, антенны которых установлены на крыше одного служебного здания.

Частотный разнос между рабочим и мешающим каналами двух стационарных радиостанций может быть определен с помощью преобразованной эмпирической формулы, в которой приравнены величины ,

где - коэффициент согласования размерности;

- минимальная величина полезного сигнала.

С учетом полученного разноса частот между рабочим и мешающим каналами двух стационарных радиостанций проводится выбор конкретных номиналов рабочих частот для организации двух самостоятельно функционирующих сетей радиосвязи.

Задано: Коэффициент погонного затухания антенно-фидерных трактов передатчика и приемника стационарных радиостанций ;

длина антенно-фидерных трактов передатчика и приемника 20

коэффициент усиления передающей и приемной антенн

расстояние между двумя стационарными антеннами, установленными в пределах крыши служебного здания, r = 6 .

Требуется выбрать номиналы рабочих частот двух стационарных радиостанций, размещенных в одном служебном здании ЦУС.

1. Допустимый уровень мешающего сигнала от близко расположенного передатчика определяется по формуле (2.3):

148-0,15*9+1,5-0,15*5+1,5-37=111,9 дБ.

2. Частотный разнос рабочих каналов радиостанций определяется по формуле :

3.На заключительном этапе расчета проводится выбор номиналов рабочих частот.

Если одна стационарная радиостанция работает на частоте ƒ₁=148,175 МГц, а частотный разнос рабочих каналов составил357,21кГц, тогда рабочая частота второй радиостанции (второй радиосети) будет равной 148,400МГц.