Реферат: Расчет показателей эффективности радиосвязи
Рязанский Филиал Военного Университета
Связи I. Кафедра РадиосвязиКурсовоепроектирование:
“Расчет показателей эффективности радиосвязи”
Разработал:к-т Сальников
Проверил: п-кКабаченко
г.Рязань 2001 г.
Содержание:
1) Постановка задачи ________________________________________стр.2
2) Исходныеданные__________________________________________стр.3
3) Расчет радиосвязи ионосфернымиволнами на закрепленных
частотах__________________________________________________стр.4
4) Расчет радиосвязи ионосфернымиволнами на группе частот_____стр.8
5) Расчет радиосвязи земными волнамина закрепленных частотах_стр.11
6) Приложение_____________________________________________стр.14
7) Список используемойлитературы___________________________стр.25
Постановка задачиII. Рассчитать радиосвязи ионосфернымиволнами на закрепленных частотах.
III. Рассчитать радиосвязи ионосфернымиволнами на группе частот.
IV. Рассчитать радиосвязи земными волнами на закрепленных частотах.Исходные данные:
1) Длинна радиотрассы — 500 км
2) Время связи — год, соответствующийпериоду средней солнечной активности (число Вольфа W=50)
3) Сезон – лето (июль)
4) Время суток – 14.00-16.00
5) Мощность, подводимая к передающейантенне, РА=1 кВт
6) Номиналы выделенных частот связи –вблизи ОРЧ для заданных временных интервалов
7) Вид сигнала – F1-500
8) Допустимая вероятность ошибки вприеме элемента сигнала Рощ доп=2*10-3
9) Способ обработки сигналов –одиночный некогерентный прием по огибающей, полоса пропускания при приемесигналов ЧТ ∆F=1,2 кГц
10) Кид=0,85 –коэффициент исправного действия
11) Число частот в группеQ=8
12) Число радиолиний N=2
13) τn1=0,5;1,0
14) d1=80 км, d2=20 км
15) τ1=2*10-3,τ2=1,5*10-3
16) ε1=4,ε2=4
I.Расчет радиосвязи ионосферными волнами на закрепленных частотах.
1.Определение ОРЧ и расчет эффективных значенийнапряженности поля сигналов в точке приема
В данном примере полагаем,что отражение радиоволн на трассе происходит только от слоя F2, акоординаты конечных пунктов трассы совпадают с координатой точки отражения.
С учетом исходныхданных (географической широты точки отражения, времени связи и протяженноститрассы) на графике суточного хода МПЧ (см. рис. 1) находим значения ОРЧ. Поусловию курсового проектирования необходимо не менее трех частот, то из графикана рис. 1 выбираем три частоты, по принципу по одной с краев и одну из середины.При таком выборе частот после расчета заданный коэффициент исправного действияне выполняется Кид=0,85. Поэтому исходя, что Fмпч для слоя F2 равна 8 мГц выбираются частоты представленные втабл. 1
По графику на рис.2, соответствующему числу солнечных пятен (W=100) изаданному времени года (июль) с учетом заданного временного интервала связи(14.00-16.00) и географической широты точки отражения (59,0°С), определяемзначения критических частот слоя Е (индексы поглощения foE). Этизначения также приведены в табл. 1
По найденнымзначениям индексов поглощения foE и ОРЧ из графика на рис.3, соответствующегозаданной дальности связи (d=500км), определяем эффективные значения напряженностиполя сигнала Е’c[дБ] отпередатчика с эффективной мощностью излучения 1 кВт. Далее по формуле (1.1)рассчитываем эффективные значения напряженности поля сигналов Ес от передатчика с заданной мощностью. При этомзначения коэффициента
усиления антенны ВН 13/9 находим из графика на рис. 4
/> (1.1)
где Рэф изл=0,25РАGε – эффективная мощность излучения передатчика, кВт; РА – мощность, подводимая к передающей антенне, кВт; Gε – относительный коэффициент усиления. С учетомформулы 1.1 имеем:
Рэф изл1=0,25*1*2,8=0,7
Рэф изл2=0,25*1*2,9=0,725
Рэф изл3=0,25*1*3,0=0,75
Ес1=34+10lg0,7=30,37
Ес2=39+10lg0,725=37,6
Ес3 =42+10lg0,75=40,75
Примечание:Здесь и в дальнейшем индексы соответствуют частотам соответственно
Результаты расчетовзначений Ес сведены втабл. 1
Таблица 1
Месяц Время связиОРЧ
МГц
f0Е,
МГц
Е’с,
дБ
Gε
Ес, дБ при РА=1 кВт
Июль
Июль
Июль
14.00-16.00
14.00-16.00
14.00-16.00
7,2
7,5
7,8
3,5
3,5
3,5
34
39
42
2,8
2,9
3,0
32,6
37,6
40,75
2. Расчет среднихуровней сигналов на входе приемника
Расчет средних уровнейсигналов на входе приемника производится по формуле (1.2). Значениякоэффициентов усиления приемной антенны на рабочих частотах связи находим изграфика рис .4; значения активной и реактивной составляющей входного сопротивленияантенны ВН13/9 определяем из графика на рис.5. Входное сопротивление приемникаполагаем чисто активным и равным75 0м.
/> (1.2)
где λ=300/f –длина волны связи, м; f – частота связи, МГц; Gε– коэффициент усиления приемной антенны на рабочей частоте в направленииприхода волны; RA, XA – активная и реактивная составляющие входногосопротивления приемника, Ом (реактивная составляющая входного сопротивленияприемника принимается равной нулю). С учетом формулы 1.2 имеем:
λ1=300/7,2=41,7
λ2=300/7,5=40
λ3=300/7,8=38,6
/>
/>
/>
Результаты расчета средних уровней сигналов на входе приемникау (дБ) приведены в табл.2
Таблица2
ОРЧ, МГцGε
RA
XA
у, дБ при РА=1 кВт
7,2
7,5
7,8
2,8
2,9
3,0
190
120
40
60
-80
-40
50,675
58,2
61
3.Определение значений рассеяния уровней сигналов на входе приемника
На основестатистических данных по характеристикам KB каналовзадаемся значениями рассеянии уровней сигналов на входе приемника:
σ у=4дБдля дневного времени связи;
σу=6дБдля ночного времени связи.
4. Определение среднихуровней помех на входе приемника
Ожидаемые средние уровни помех на входе приемника с полосойпропускания ∆F=1,2 кГц определяем из табл. П2, с учетом найденныхОРЧ и заданного времени связи.
Найденныезначения средних уровней помех х приведены в табл.3
5.Определение значений рассеяния уровней помех на входе приемника
На основе статистических данных похарактеристикам KB каналовзадаемся значениями рассеяния уровней помех на входе приемника:
σ х=10дБ для дневного времени связи;
σ х =15дБ для ночного времени связи.
6. Расчетзначений среднего превышения уровня сигнала над уровнем помех z[дБ]и значений рассеяния превышения сигнала над помехой σ z[дБ]
Этот расчет производится по формулам
z=y – x; />
z1=50,675-18=32,675
z2=58,2-18=40,2
z3=61-18=43
σz=10,8
Результаты расчетапредставлены в табл.3
7.Расчет требуемого превышения уровня сигнала над уровнем помех zдоп
С учетом заданных требований кдостоверности передачи информации, вида сигнала и способа его обработки, атакже свойств канала связи значение zдоп рассчитывается по формуле(1.3). В рассматриваемом примере при норме ошибок Рошдоп=2*10-3.
/> (1.3)
zдоп=27 дБ.
8. Расчет параметраξ
По найденным значениям z, σx и zдоп рассчитываем параметр
/>.Результаты расчета представлены в табл.3
Таблица.3ОРЧ, МГц у, дБх, дБ
z, дБ
σz, дБ
ξ 7,2 50,675 18 32,675 10,8 1,04 7,5 58,2 18 40,2 10,8 1,32 7,8 61 18 43 10,8 1,59. Расчет вероятности связи сдостоверностью не хуже заданной и средних длительностей пригодного инепригодного состояний радиоканала
По найденнымзначениям параметра искомые значения вероятности связи определяются либо изграфика на рис.6, либо из таблицы П4.
Расчет среднихдлительностей пригодного и непригодного состояний радиоканала производится поформулам (1.4), (1.5). Значением интервала корреляции уровней помех во временизадаемся с учетом протяженности трассы τx=4м.
/> (1.4)
/>31,85
/>58,4
/>
/> (1.5)
/>
/>
/>
Окончательные результатырасчета сведены в табл. 4
Таблица .4
Месяц Время связиОРЧ
МГц
Р(Рош<=Рош доп)
τпр(zдоп), мин
τнпр(zдоп), мин
Июль
Июль
Июль
14.00-16.00
14.00-16.00
14.00-16.00
7,2
7,5
7,8
0,8508
0,9032
0,9332
31,85
58,4
60,34
8,3
6,26
4,32
Вывод: Исходя из данных полученных в ходе расчета первогопункта можно прийти к такому выводу, что связь на трех выбранных ОРЧ: f=7,2МГц, f=7,5 МГц и f=7,8 МГц удовлетворяет Кид=0,85,т.к. на этих частотах ожидаемое значение вероятности связи с достоверностью нехуже заданной соответственно равна: F1(ζ)=0,8508, F2(ζ)=0,9032 и F3(ζ)=0,9332
/>
II.Расчет радиосвязи ионосферными волнами на группе частот.При заданных параметрах радиотрассы значениявероятности связи на закрепленных частотах Р1=Р(Рощ <=Рошдоп) и средней длительности пригодного состояния радиоканала τпр(zдоп), были рассчитаны ранее.
По формуле 1.6 рассчитать вероятность того, что дляданной радиолинии в любой момент времени найдется хотя бы одна частота, накоторой можно осуществить радио связь с требуемым качеством, т.е. РQNи
/> (1.6)
гдеР1 – вероятность связи с качеством не хуже требуемого на однойзакрепленной частоте.
ЗначенияСQkрассчитываются по формуле:
/>
/>
/>
/>
/>
Среднее время работы на одной частоте τрв общем случае зависит не только от требований к достоверности передаваемойинформации, помехоустойчивости применяемых для связи сигналов и от самихусловий ведения связи, но и от способа выбора частот связи из числа резервных.Наиболее простыми в технической реализации являются выбор любой пригодной поуровню помех частоты или частоты с минимальным уровнем помех. И хотя второйспособ более предпочтителен, как в первом, так и во втором случае:
/>
τр1=16
τр2=29,2
τр3=30,17
Далее по формуле 1.7 находитсяожидаемое значение вероятности связи на группе частот.
/> (1.7)
Дляτn1=0,5миннаходим РQN
/>
/>
/>
Дляτn2=1,0 миннаходим РQN
/>
/>
/>
Окончательные результаты расчета сведены в табл. .5
Таблица.5 Месяц Время связиР1
τпр
РQNи
τр,
мин
Р8,2(Рош<=2*10-3)
τn1=0,5
τn2=1,0
Июль Июль Июль14.00-16.00
14.00-16.00
14.00-16.00
0,8508
0,9032
0,9332
31,85
58,4
60,34
0,99
0,99
0,99
16
29,2
30,17
0,958
0,97
0,974
0,924
0,95
0,96
Вывод: Наосновании данных полученных в ходе второго пунктарасчета можно сделать вывод, что на любыхвыбранных фиксированных частотах (7,2МГц; 7,5МГц;7,8МГц) в любой момент временис вероятностью не хуже заданной найдется хотя бы одна частота из группы частот,на которой вероятность связи будет не хуже заданной.