Расчет спутниковой линии связи Алматы Лондон (стр. 7 из 13)
к = Ri / R0= 5/5,8 = 0,86,
y5 = (R20/2*a)* k (1-k) = (5,82/2*6370)*0,86*(1-0,86) = 3,1*10 –4 км = 0,31 м.
Профиль данного пролета приведен на рис. 11.
Рисунок 11. - Профиль пролета РРЛ «Рахат-Палас»-«Техака»Определим радиус минимальной зоны Френеля в любой точке пролета, по формуле(37) :
K = Ri / R0 = 0,1/5,8 = 0,017
H0 = √ 1/3*5,8*0,016*0,017*(1-0,017) = 0,022 м.
Определим приращение просвета за счет рефракции по формуле (38)
ΔH (g+σ) = -58002/4*(-11*10-8 + 11*10-8)*0,017*(1-0,017) = 0.
Тогда, просвет без учета рефракции (а именно для этого случая построен профиль пролета).
H (0) = H0 - ΔH (g+σ) = 0,022 – 0 = 0,022 м.
7.2 Расчет запаса на замирание
Определим запас замирания по следующей формыле
F1 = SG + Gпрд + Gпрм – L0 - 2η, (39)
где SG - коэффициент усиления системы;
GПРМ, GПРД - усиление передающей и приемной антенны
соответственно ;
2η - КПД антенно-фидерного тракта, примем равным 3 дБ, так как используется компактное расположение наружного блока (ODU);
L0 = 20 * (lg f + lg R0 ) + 32,45 – где затухание радиоволн в свободном
пространстве;
f - средняя частота диапазона, МГц;
Rо - длина пролета в км.
Пролет «Атакент»-«Рахат-Палас»
L0= 20 * (lg 18000 + lg 2,3) + 32,45 = 1 44,8 дБ,
Ft = 110 + 38 + 38 - 144,8 - 3 = 35 дБ.
Пролет «Рахат-Палас»-«ТехаКа-банк»
L0 = 20 * (lg 18000 + lg 5,8) + 32,45 = 152 дБ,
Ft = 110 + 38 + 38 - 152 - 3 = 31 дБ.
7.3 Расчет времени ухудшения связи из-за дождя
Казахстан относится к зоне Е, для которой интенсивность осадков
(превышаемая в 0,01% времени) и R0,01 = 22 мм/час[9].
Коэффициенты а и к для горизонтальной и вертикальной поляризации на частоте 18 ГГц, равны:
ан=1,132, ау=1,1028,
ки = 0,0597, кү = 0,05486.
Опорное расстояние определяется по следующей формуле:
d 0= 35*ехр(-0,015*R001) = 35*ехр(-0,015*22) = 25,16 км.
Коэффициент уменьшения определяется по следующей формуле
r = 1/1 + (R0 / d0) определим для пролетов «Рахат – Палас»
Пролет «Атакент» - «Рахат – Палас»
r = 1/ 1 + (2,3/25,16) = 0,91.
Пролет «Рахат Палас»-«ТехаКа-банк»
r=1/ 1 + (5,8/25,16)= 0,81.
Удельное затухание в дожде для горизонтальной и вертикальной поляризаций:
үh = кн *ан*R001 = 0,0597*1,132*22 = 1,48дБ/км,
үv = кv*аv* R001 = 0,05486 * 1,1028*22 = 1,33 дБ/км.
Эффективная длина трассы определяется по формуле:
dэ= r*R0для пролетов:
Пролет «Атакент»-«Рахат Палас»
dЭ =0,91* 2,3=2,09км.
Пролет «Рахат Палас»-«ТехаКа-банк»
dЭ = 0,81*5,8 = 4,7 км.
Оценка затухания на трассе, которое превышается для 0,01% времени определяется выражением:
А0,01=ү* dЭ для пролетов:
Пролет «Атакент»-«Рахат Палас»
А0,01 = 1,48* 2,09 = 3,1 дБ.
Пролет «Рахат Палас»-«ТехаКа-банк»
А0,01 = 1,33* 4,7 = 6,25 дБ.
Затухание, которое превышается для другого процента времени Т может
быть определено из уравнения:
Ат/А0,01 = 0,12*Т –(0,546 + 0,043*lgT)
Подставляя сюда Аr = F1 получим время в течении которого дождь вызовет затухание, больше запаса на замирание.
T = 10 11,628*(-0.546+√ 0,29812 + 0,172*lg(0.12* (А0,01/F1)) (%).
Причем, если величина А0,01/F1 < 0,154023, то для получения действительного значения необходимо принять А0,01/F1= 0,155 .
Для отдельных пролетов:
Пролет «Атакент»-«Рахат Палас»
А0,01/F1 = 3,1/35 = 0,088 < 0,154023 = 0,155
Т = 10 11,628*(-0,546+√ 0,29812 + 0,172*lg(0,12*0,155)) = 8*10 –7 %
Пролет «Рахат Палас»-«ТехаКа-банк»
А0,01/F1 = 6,25/35 = 0,2,
Т = 10 11,628*(-0,546+√ 0,29812 + 0,172*lg(0,12*0,2)) = 1,9*10 –7 %
7.4 Расчет времени ухудшения связи, вызванного субрефракцией волн
В связи с тем, что протяженность пролетов очень мала, а размеры препятствий не значительны, а также то, что антенны расположены в зоне устойчивой видимости с большим относительным просветом, в то же время ухудшения связи, вызванное субрефракцией радиоволн можно не рассчитывать. Условно примем его равным 10 -5
Проверка норм на неготовность:
Норма на неготовность вычисляется по формуле:
URдоп = 0,3*L/2500.
Для отдельных пролетов:
Пролет «Атакент»-«Рахат Палас»
URдоп = 0,3*2,3/2500 = 0,000276 %
Пролет «Рахат Палас»-«ТехаКа-банк»
URдоп = 0,3*5,8/2500 = 0,000696 %
Время ухудшения связи, вызванное дождем и субрефракцией радиоволн на пролетах:
Пролет «Атакент»-«Рахат Палас»
Т% = 8*10-7 + 10 -5= 10 -5%.
Пролет «Рахат Палас»-«ТехаКа-банк»
Т% = 1,9*10 –7 + 10 –5= 10 –5%.
При сравнении полученных значений с нормами, видно, что эти начения меньше норм, т.е. нормы выполняются.
7.5 Расчет времени ухудшения связи из-за многолучевого распространения.
Общая длительность нарушения связи, вызванная многолучевым замиранием, равна сумме нарушений вызванных медленными и селективными замираниями [7]:
Р = Pflat + Рsel
Длительные нарушения связи, вызванные медленными замираниями, определяются по формуле [7].
Pflat =К*Q* Fb *dc *(W/Wb )=К* Q * Fb *dc *10 a/10, %
где А - глубина замирания, дБ, которая принимается равной запасу на замирание Ғt;
Wо - мощность принимаемого сигнала в отсутствии замирания;
d - длинна трассы, км;
f - частота несущей, ГГц;
В и С- коэффициенты, учитывающие региональные эффекты;
К- коэффициент, учитывающий влияние климата и рельефа местности;
Q - коэффициент, учитывающий другие параметры трассы, отличные от d и f.
Для наземной радиолинии, на которой наименьшая высота подвеса антенн приемника и передатчика составляет не менее 700 м над уровнем моря коэффициент К вычисляется по следующей формуле,
К = Р1,5l *10 –(6,5 – Сlat +Clon)
где РL = 5% - процент времени с вертикальным градиентом рефракции,из четырех месяцев берут худший. Коэффициенты Clat = 0 и Clon = 0 для данной местности.
Коэффициент Q вычисляется по формуле,
Q = (1+│ ε p │)-1,4,
Где │ ε p │угол наклона радиолуча
│ ε p │= │h1 – h2│/ d,
где h1, h2, высота подвеса антенн над уровнем моря, м;
d - длина трассы, км.
Рассчитаем длительность ухудшения связи из-за медленных замираний на каждом пролете: Пролет «Атакент»-«Рахат Палас»
К = 0,05 1,5*10 –6,5 = 3,5*10 –9,
│ ε p │=│900-872│/2,3 =12 мрад,
Q = (1+│12│) –1,4 = 0,027,
В = 0,89, С = 3,6,
Рflat = 3,5 *10 -9* 0,027 *І8 0,89*2,33'6* 10 35/10 = 7,8*10 -12%.
Пролет «Рахат Палас»-«ТехаКа-банк»
К = 0,05 1,5*10 –6,5 = 3,5*10 -9,
│ ε p │=│872 - 1100│/5,8 =39 мрад,
Q = (1+│39│) –1,4 = 0,0056,
В = 0,89, С = 3,6,
Рflat =3,5 *10 -9* 0,0056* 180,89*5,81,6*1031/10 = 181*10 –6 %
Определим норму на допустимое время ухудшения связи по пролетно: Пролет «Атакент»-«Рахат Палас»
SES = 0,054* L/2500 = 0,054*2,3/2500 = 49*10 -6%
Пролет «Рахат Палас»-«ТехаКа-банк»
SES = 0,054* L/2500 = 0,054*5,8/2500 = 125*10 –6%
При сравнении полученных значений с нормами, видно, что эти значения меньше норм, т.е. нормы выполняются.
8. Определение зоны обслуживания ЦС системы радиодоступа ІRТ-2000
Исходные данные для расчета:
Мощность передатчика 1 Вт
Минимальный порог уровня на входе приемника -77 дБм
Частота приема 2314 МГц
Частота передачи 2384 МГц
Затухание в фильтрах и антенных разделителях 7дБ
В качестве антенны ЦС используется четвертьволновой штырь
Диаграмма направленности 360 градусов
Коэффициент усиления антенны ЦС 8 дБ
В качестве антенны АС используется полупорабола
Диаграмма направленности 6,1 градус
Коэффициент усиления антенны АС 28,3 дБ
Высота на которой расположена антенна ЦС составляет 48 м
При этом длина соединительного фидера 12 м
В качестве фидера используется кабель АNDREW LDFS - 50А НЕLIАХ
Высота приемной антенны 10 м
Погонное затухание данного кабеля на частоте 2300 МГц равно 7,05 дБ на 100 м.
Напряженность поля при которой обеспечивается достаточное качество
приема равна 45 дБ
Определим зону обслуживания [10], для этого определим неровность местности по четырем направлениям относительно антенны ЦС: северное, южное, восточное, западное. При этом оставим неизменными все значения:
а) определим затухание в фидере ЦС по формуле [10]:
Вф=а*1Ф, (40)
где a - погонное затухание фидера, равное 7,05 дБ на 100 м;
1ф- длинна фидера, равна 12 м. подставим эти значения в формулу (40),
ВФЦС =7,05*0,12 = 0,8 дБ.
б) рассчитаем ВР.Н. -поправку, которая учитывает отличие номинальной мощности передатчика от мощности 1 кВт, по формуле:
В р. н.= 10 *lg (1000/Рн), (41)
тогда В р. н.= 10*lg(1000/1) = 30 дБ
в) рассчитаем Вһ2-поправку, учитывающую высоту приемной антенны отличную от 10 м, по формуле:
Вһ2 =10*lg(10/h2)
тогда Вһ2 = 10*lg (10/10) = 0 дБ (42)
г) Определяем Врел - поправку, учитывающую рельеф местности следующим образом. График для определения рельефа местности, приведен на рисунке 12 (а). Чтобы определить колебание уровня местности ΔҺ, рисуют рельеф местности и определяют колебание ΔҺ. Когда ΔҺотличается от 50 м в ту или иную сторону, следует вносить поправки, определяемые по графикам рисунка 12 (6) и рисунка 13 (в). Причем коэффициент Врел определим интерполируя между графиками рисунка 12 (6) и рисунка 13 (в) для г<100 км.
