Главная Радиорелейная связь



вышать 10 пВт в течение не более 0,05

2500

% времени наихудшего месяца.

В [2] нормируется значение потерь достоверности передачи двоичного кода .по телеграфным каналам протяженностью 12 500 км при скорости 100 Вод, которая должна быть не более 10" (для линии протяженностью l км значение

потерь достоверности должны быть не более 10"-

12 500

Согласно [2] при передаче цифровой информации но радиосистемам с час- тотной модуляцией методом вторичного уплотнения каналов ТЧ магистральной сети протяженностью 12 500 • км (без применения дополнительных устройств для коррекции его характеристик и повышения достоверности) значение потерь достоверности должно быть не более 510- прн скорости передачи 1200 Бод

(для линии протяженностью -не более 5-10~° jgsooo

Обычно расчет качественных показателей каналов и сравнение их с нормируемыми значениями в системах с ЧМ проводятся для верхнего (худшего) канала при передаче телефонных сигналов и для среднего канала при передаче дискретной информации.

Так как рекомендации МККР и ЕАСС требуют выполнения норм на, уровень шумов в каналах ТРРЛ в течение любого месяца, то расчеты должны проводиться с учетом данных для наихудших зимних месяцев. Исключение составляют расчеты по помехозащищенности систем при взаимных влияниях, когДа •берутся данные по распространению за летние месяцы.

В результате анализа качественных показателей каналов ТЧ, оргаиизован-иых иа тропосферных РРЛ, можно сделать вывод о том, что энергетический .-потенциал линии определяется средиеминутной псофометрической мощностью шумой для систем емкостью более 60 каналов ТЧ, а для систем емкостью 12-24 каналов ТЧ - невзвешенной мощностью шумов (время интеграции 5 мс) >и значением потерь достоверности при передаче дискретной информации.

12.2. РАСЧЕТ МОЩНОСТИ ШУМОВ В КАНАЛАХ ТЧ ТРРЛ

Средиемниутную псофометрическую мощность суммарных щумов в канале ТЧ в конце ТРРЛ, состоящей из М интервалов, можно представить в виде •суммы:

(12.1)

Здесь Рт. - среднеминутная псофометрнческая мощность тепловых шумов на i-M интервале линии, изменяющаяся из-за медленных замираний сигнала;

Рнг - среднеминутная псофометрнческая мощность нелинейных шумов, обусловленных многолучевым характером принимаемого сигнала;

Рн.ап.-- псофометрнческая мощность нелинейных шумов, возникающих из-за нелинейности фазовой и неравномерности частотной характеристик приемопередающего комплекта аппаратуры: PH.ani=Pm.nepi-fPm.npi-fРт.«.в.и, где Pm.nepi - мощность шумов передаюи1его устройства; Рш.пр*-мощность шy мов приемного устройства, включая модем; Рш.а.в.и - мощность шумов антенно-волноводного тракта;

Рт.ап* - мощность собственных тепловых шумов аппаратуры.

Величины Рн.аи! и Pi.aai ПОСТОЯННЫ во времени.

Мощность тепловых шумов. При частотной модуляции мощность собственных тепловых шумов в канале ТЧ при работе выше порогового уоовия обратно проперциоиальна мощности сигнала иа входе приемного устройства рц. ЛЦеди-аннное значение средиеминутной псофометрической мощности тепловых шумов в пиковаттах в точке нулевого относительного уровня на выходе канала ТЧ i-ro интервала линии определяется по формуле

"TJM

= 109

(12.2)

Здесь k= 1,38-10- Вт/Гц-К- постоянная Больцмана;

- суммарная шумовая температура приемного устройства в кельвина.х,

пересчитанная к его входу;

AFk = 3,\ кГц - полоса стандартного канала ТЧ;

Рс м мг - медианное за месяц значение мощности сигнала на входе приемного устройства; коэффициент 1,45 соответствует переходу от медианного к среднему значению уровня сигнала, имеющего рэлеевский закон распределения быстрых замираний;

Кп = 0,75 -псофометрический коэффициент;

Рпр - коэффициент предыскажающего фильтра (см. рис. 8.4);

,Fk - средняя частота телефонного канала в групповом спектре;

Д/к - эффективная девиация частоты сигиала иа канал;

Vi - коэффициент, учитывающий усреднение мгновенной мощности теплового шума по быстрым замираниям, зависящий от способа сложения разнесенных сигналов. Значения этого коэффициента приведены в табл. 12.1 (см. [7]).

При применении дополнительной модуляции несущей корреляторным тоном и оптимального метода сложения независимых разнесенных сигналов коэффициент Vi определяется по формуле

Ч = /Пэг/(Л-1). (12.3)

Здесь N=Km3i - общая кратность разнесенного приема; ,тэ1-число неза- висимых элементарных сигналов в одной ветви разнесения. При трехкомпонентном сигнале

7Пэг = 2,98:[1 + 1,24Хг(1 + 0,594и»г)]; (12.4)

при пятикомпонеитном сигнале

m,i = 4I:[l + Xi(l + 0,6x3j)l,, (12.4а)

где Xi = exp [-(FKop/A/i*)].

Зависимость радиуса частотной корреляции А/<* от эквивалентного рас-•стониия i-To интервала (Дш) даиа на рис. 10.15.

Расчет тропосферных радиорелейных линий ♦

12.1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Тропосферные РРЛ обычно используются в труднодоступных, малонаселенных районах, что экономически целесообразно. Это оправдывает некоторое снижение требований к ним по сравнению с требованиями к кабельным линиям и РРЛ прямой видимости. Для ТРРЛ МККР [1] и ЕАСС [2] рекомендуют чу1едующие допустимые значения мощности шумов в каналах ТЧ многокаиаль-•ных систем с частотной модуляцией (в точке нулевого относительного уровня): среднеминутная псофометрнческая мощность шума может превышать значение Рдоп1=101, пВт (для гипотетической эталонной цепи длиной 1 = 2500 км эта мощность Рдоп1 = 25 000 пВт) в течение не более 20% времени любого месяца;

среднеминутная псофометрнческая мощность шума может превышать значение Рдоп2=63 000 пВт в течение не более 0,5 % времени любого ме-

2500

Сяца;

невзвешенная мощность шума (с временем интеграции 5 мс) может пре-



ина приемного устройства суммарная шумовая температура в кель-

(12.5)

Ч = Г1ф.„р + Т-окр (1 - 1ф.щ.)т1ф.„р + Т-пр.

Здесь Т1ф.пр -КПД антенно-волноводного тракта приемного устройства; /т -о-ю"" " "Р ~шумовые температуры антенны, окружающей среды

м " Гокр=300 К) и приемного устройства соответственно.

Медианное за месяц значение мощности сигнала в децибелах на ватт на входе приемного устройства определяется параметрами аппаратуры и суммарным затуханием сигнала между выходом передатчика и входом приемника:

с.м.м! = P«>v + Gt+G,+ AG + + -*ф. (12.6)

Здесь Рпер - мощность передатчика, дБВт;

Gi и Сг - коэффициенты усилении передающей и приемной антеин, дБ; Д6 -потери усиления системы антенн, дБ (см. рис. 10.12); Ve».Kp=-20lg(4n/?</o/c)-ослабление сигнала в свободном пространстве,

/о -рабочая несущая частота, Гц; с=3-10м/с - скорость распространения радиоволн;


:01\о.Щ51 г 5 W газа so msosoos 08/з9,з%

Щ 99


Vm.hj - медианное за месяц значение множителя ослабления поля свободного пространства, дБ, эмпирические кривые которого в зависимости от Ra приведены иа рис. 10.10;

6ф= 10 1§(т1ф.прГ1Ф пер)-потери в передающем и приемном антенно-фидер-ном трактах, дБ.

Флуктуации среднеминутной мощности тепловогб шума подчиняются логарифмически-нормальному закону распределения со стандартным отклонением, равным стандартному отклонению медленных изменений уровня сигнала на i-м интервале (рис. 12.1). Для этого закона среднее значение и дисперсия величины Ртг равны:

Tri=Pri.«r.,i;DPri=P\i.M(r\i-\). (12.7); (12.8)

Здесь /•т«=10""<5» < Д" децибелах.

В системе «Аккорд> в результате применения автокорреляционного приема составного сигнала значение мощности теплового шума в канале ТЧ. увеличивается. При этом медианное за месяц значение среднеминутной псофометрическои мощности теплового шума в точке нулевого относительного уровня на выходе канала ТЧ будет определяться по формуле •

Ртг.м = Ртг,м[1 + 5ы]. (12.9)

Здесь 5,-,„=iCma/4Vsin2(nf„t3.a)(A/-2)noi,M, где Тз.а= l/fmp - время задержки в автокорреляторе системы «Аккорд»;

«oi,M = l,45PcMM.7*7"j,A/m.Bit- медианное значение отношения средней мощности сигнала к мощности шума в полосе широкополосного УПЧ (Afm.BxiO-

Аналитическое выражение интегрального закона распределения величины Pri запишем в виде

\J±,0 Ig l + Vl + 4S..„(l+y

(12.10)

Здесь Xip%=PTij,%/P-riM, Ptjp% - среднеминутная мощность щума, ожидаемая в р% времени ыесяца.

В течение малых процентов времени кривая закона распределения (12 2) при значениях 5{м, больших 0,01, значительно отличается от логарифмически-нормального закона распределения (см. кривые 2 н 5 ш рис. 12.2). .

f(PT,<P,,,o/„)=-y

ТАБЛИЦА 12.1

Значения коэффициента vj для разных значений кратности разнесенного приема

ТАБЛИЦА 12.2

Значения коэффициента у2( для разных значений кратности разнесенного приема

Способ сложения разнесенных сигналов

N=&

Способ сложения разнесенных сигналов

Л?=2

Автовыбор

Автовыбор

1 ,04

0,35

Линейное сложевве

1 .14

Линейное сложение

0,72

Оптимальное сложе-

0,33

Оптимальное сложе-

0.56

0,125

0,042

Put. 12.1. Логарифмичегки-нормальпый закш Рис. 12.?. Интегральный закон распределс-расределения ,„„, „„„„„„ = ,0 .g(., о,; Jp, .

(система «Аккорд»)

Мощность нелинейных шумов тракта распространения. Из-за многолучевого характера распространения принимаемого сигналЗ" возникают дополнительные искажения многоканального сообщения, величина которых зависит от радиуса частотной корреляции Af*i тропосферного канала. Медианное за месяц значение среднеминутной псофометрическои мощности нелинейных щумов в пиковат-



тах тракта распростраиеиия (в точке нулевого относительного уровня) определяется по формуле (3], [8]

(12.11)

Здесь AF=Fb-Fb - ширина группового спектра;

Рср - уровень загрузки тракта многоканальным сообщением относительно измерительного уровня в канале, дБ; /Fk \

У2(<Тк) и 02 J -функции, учитывающие распределение мощности иелииейиых щумов второго порядка по каналам при отсутствии и введении контуров предыскажения соответственно (см. рис. 8.8), где ак= {Fk-Fb)IAF;

Y2i - коэффициент, получаемый в результате усреднения мощности иелииейиых щумов за период быстрых замираний при применении разнесенного приема (табл. 12.2).

При применении дополнительной модуляции корреляторным тоном н оптимального метода сложения

y,i=l/4(N-2).

(12.3а>

Изменения средиеминутной мощности иелииейиых щумов тракта распростра-

йеиид подчиняются логарифмически-нормальному закону распределения со стандартным отклонением (см. [16]):

ав< = 2,2--0,2аг. (12.12)

Среднее значение и дисперсии величины Рн.- определяются по формулам, аналогичным (12.7), (12.8):

PHt = PHi,«irui;DP = P\i(r\t-l). (12.13); (12.14)

где/•н* = 100-"5о», .

Определение оптимальной девнацин частоты на канал для /-го интервала линии. Оптимальную девиацию частоты на канал целесообразно выбрать нз условия минимального среднего значения суммарной мощности шумов в верхнем канале ТЧ на i-M интервале линии. Это условие выполняется при равенстве мощности тепловых и иелииейиых щумов тракта распростраиеиия и аппаратуры:

Д /к.оп,г = Д /к VTi + Рт.апг)/(Рнг + Рн.апг с учетом формул (12.2), (12.7), (12.11) и (12.13)

(12.15)

Д/„.опт* = ДГ*

AT-jjAFKpnp , Ртапг

c.M.Mi

1,45

2 ..(1)0.(1) V..100-cp,.+ ;,

(12.16)

Здесь Д/к - эффективная девиация частоты на каиал, для которой произведен расчет и даны значения Рт.ап» и Рн.ап».

. Мощность шумов иа выходе i-ro интервала линии. Распределение средиеминутной мощности суммарных, тепловых и иелииейиых шумов на выходе i-ro интервала линии подчиняется логарифмически-нормальному закону со следующими параметрами: средние значения

= Ртг -f Рнг = . м ггг; (12.17)

дисперсии

DPi = DTn + 2р VDPiDPt+D Р„г = Fi (Л< - О- (12.181

В выражениях (12.17), (12.18) г,, =10°"5<2f ; р - коэффициент взаимной корреляции средиеминутиых мощностей тепловых и иелииейиых щумов тракта распространения. Значение р можно принять равным 0,5 (см. Г161). Из равенств (12.17), (12.18) следует, что

Oj.i=4,34/ \n{DPj:ifP\i-\} \ Ргг.м = . (12.19); (12.20)

Флуктуации уровня сигналов иа соседних интервалах линий независимы. При этом интегральный закон распределения суммы независимых случайных величин, имеющих логарифмически-нормальный закон распределения, близок к эквивалентному логарифмически-нормальному закону со следующими параметрами:

среднеквадратичное отклонение

aj,=4,34 \г ln{Z)P2:/P2:-f 1}; медианное значение P2:m = P2:/i!-

(12.21)

(12.22)

= AI = Л1

Здесь Tj, =10.°ч5(12 ; Р2 РDp= 2 DP М-число интер-

1=1 1=1

валов линии.

На выходе канала ТЧ тропосферной РРЛ, состоящей из М интервалов, среднеминутная псофометрнческая мощность щумов в пиковаттах, превышаемая в течение ие более чем р% времени месяца, с учетом мощности нелинейных шумов аппаратуры определяется по формуле

p..p% = Pz,m-io"-v/o"-+j; (р„.,„,+р,.,„,).

(12.23)

£=1

Здесь величина Кр% определяется по таблице интеграла вероятности «(крГо) (см. [15]):

Ф(с„./) = ""7=" f е-"2л=1-0,02р%,

(12.24)

а величина Др%=«:р% о дБ -по кривым рис. 12.1.

Для определения мощности суммарных щумов иа выходе канала ТЧ линии, оснащенной аппаратурой, в состав которой входит система «Аккорд», представим закон распределения величины Pxj иа выходе i-ro интервала в виде ломаной, составленной из двух кривых, подчиняющихся логарифмически-нормальному закону (рис. 12.2): одна из них имеет стандартное отклонение медленных замираний Oj н медианное значение Рт,-,м (кривые / и 4); другая (кривые 3 и 6), построенная для области малых процентов времени, имеет стандартное отклонение в децибелах

и медианное значение

Рг.м = Рт«.а%/10«%"«.

13-12

(12.25)

(12.25а)



0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 [63] 64 65 66 67 68 69


0.0172