Студопедия


Авиадвигателестроения Административное право Административное право Беларусии Алгебра Архитектура Безопасность жизнедеятельности Введение в профессию «психолог» Введение в экономику культуры Высшая математика Геология Геоморфология Гидрология и гидрометрии Гидросистемы и гидромашины История Украины Культурология Культурология Логика Маркетинг Машиностроение Медицинская психология Менеджмент Металлы и сварка Методы и средства измерений электрических величин Мировая экономика Начертательная геометрия Основы экономической теории Охрана труда Пожарная тактика Процессы и структуры мышления Профессиональная психология Психология Психология менеджмента Современные фундаментальные и прикладные исследования в приборостроении Социальная психология Социально-философская проблематика Социология Статистика Теоретические основы информатики Теория автоматического регулирования Теория вероятности Транспортное право Туроператор Уголовное право Уголовный процесс Управление современным производством Физика Физические явления Философия Холодильные установки Экология Экономика История экономики Основы экономики Экономика предприятия Экономическая история Экономическая теория Экономический анализ Развитие экономики ЕС Чрезвычайные ситуации ВКонтакте Одноклассники Мой Мир Фейсбук LiveJournal Instagram

Аналитическое выражение, устанавливающее взаимосвязь параметров устройств радиолинии в соответствии с параметрами окружающей среды, называется уравнением устойчивости




Первым этапом вывода уравнения устойчивости является определение критерия устойчивости. В качестве такого критерия может быть выбрано соотношение уровня сигнала и помехи на входе приемного устройства, которое называется коэффициентом помехозащищенности приема - П(1).

П (1)

П= (2)

П- коэффициент помехозащищенности приемной антенны (2).

Uи U- напряжение сигнала и помехи в полосе пропускания на входе приемника;

Eи E- напряженность поля сигнала и помехи возле приемной антенны.

Из (1) и (2) можно вывести минимальную напряженность поля сигнала (3). Если напряженность поля сигнала будет меньше этого минимального значения, сигнал может принят с ошибками (рисунок 11):

E= (3)

t- промежутки времени, когда сигнал не принят или принят с ошибками.

Рисунок 11 – График изменения напряженности поля

Из теоремы Котельникова:

E= , где: (4)

S =

S – вероятность ошибочного приема;

T – период наблюдения.

S - для коммерческой связи.

S - для передачи данных.

n – кратность разнесения или количество разнесенных антенн, на которые осуществляется прием.

Если подставить (3) в (4), то:

E= (5)

На практике:

E= E , где (6)

эквивалентная мощность передатчика:

P= P (7)

Е - единичная напряженность поля, которая определяется по графикам в зависимости от длины волны и времени суток (рисунок 12).

Рис. 12. Единичная напряженность поля.

Из (6) и (7):

P= (8)

P=  

Полученное уравнение называется уравнением устойчивости радиосвязи, которое уравнивает параметры окружающей среды - с параметрами используемых технических средств - P, П, П, , .


3.3 Волновое расписание

При организации радиолиний декаметрового диапазона в течение суток необходимо менять используемую длину волны или частоту, учитывая особенности распространения этих волн (смотри раздел 3.2).

Используя данные радиопрогнозов и опыт эксплуатации, можно определить, какие волны должны применяться в то или иное время.

Под волновым расписанием понимают распорядок работы радиолинии на различных волнах в течение суток.

Для составления волнового расписания необходимо предварительно определить оптимальные рабочие волны по следующей последовательности:

1. Определяются географические координаты пунктов связи, трасса радиолинии и длина трассы.

2. Определяется количество скачков (n) и длина одного скачка (l).

n= , (1)

где L- длина трассы радиолинии;

l- максимальная длина одного скачка – 4000 км.

При расстоянии между пунктами связи до 4000 км получаем односкачковый вариант организации связи.

Рисунок 12. Односкачковый вариант организации связи




При расстоянии между пунктами связи более 4000 км можно получить два и большее количество скачков.

Например, при расстоянии 6000 км:

n= 2 ск.

А длина одного скачка: l= = 3000 км.

Рисунок 13. Двухскачковый вариант

3. Определяются координаты точек отражения.

4. По базисному времени (в точке передачи) определяется местное время в точках отражения. Если трасса ориентирована вдоль меридиана, то местное время во всех точках одинаково. А, если трасса ориентирована вдоль широты, то местное время во всех точках будет разным и при изменении расстояния на 1000 км местное время меняется на 1 час.

5. По графикам радиопрогнозов определяется значение ОРЧ (оптимальная рабочая частота) для каждой из точек отражения для различных значений базисного времени.

6. Определяются значения ОРЧ для всей радиолинии в целом по минимальному значению ОРЧ всех точек отражения для каждого значения времени. Выбирается минимальное значение, так как частота должна отразиться, учитывая изменяющееся состояние ионосферы.

Пример.

Таблица 1. Определение значений ОРЧ (ОРВ)

Базисное время в т. А.
Первая точка отра-жения Местное время 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23
ОРЧ, МГц 11,2 11,6 12,0 12,5 13.0 13.7 13.3 12.8 12.4 11.9 11.5 11.5
Вторая точка отра-жения Местное время 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 0 2
ОРЧ, МГц 11,8 12.0 12,3 13.1 13,9 14.0 13.0 12.5 12.0 11.6 11.2 11.2
ОРЧ всей линии, МГц   11,2   11,6   12,0   12,5   13.0   13.7   13.0   12.5   12.0   11,6   11.2   11.2
ОРВ всей линии, МГц 26.7 25.9 25.0 24.0 23.1 21.9 23.1 24.0 25.0 25.9 26.7 26.7

ОРВ – оптимальная рабочая волна, которая определяется по формуле (2):



l = , (2)

где l - значение длины волны;

c – скорость света, c = ;

f – значение частоты в Гц.

7. Строится график ОРВ радиолинии.

Рисунок 14. График оптимальной рабочей волны за сутки

Значение оптимальной рабочей волны изменяется непрерывно. Практически использовать такие постоянно изменяющиеся значения волны невозможно. Поэтому используется некоторое количество фиксированных волн, близких по значению к оптимальному, при соблюдении условия:

ll,

так как волна должна отразиться от ионосферы, состояние которой постоянно изменяется.

Для составления волнового расписания задаются определенным количеством фиксированных рабочих волн, обычно: n = . Рассчитываются рабочие волны по следующей зависимости:

l= l

l= l

. (3)

.

.

l= l

q = ,

где n – заданное количество рабочих волн;

l- значение оптимальной рабочей волны,

соответственно – максимальное или минимальное, определяемое

по таблице 1.

В данном примере l= 26.7 м

l= 21.9 м

Рассчитанные значения рабочих волн откладываются на графике оптимальной рабочей волны.

Рисунок 15. Волновое расписание

Абсциссы точек пересечения рабочих волн с оптимальной волной соответствуют времени перехода с одной рабочей волны на другую. Волновое расписание записывается в форме таблицы (таблица 2).

Таблица 2. Волновое расписание для круглосуточной работы

радиолинии

Время перехода с одной рабочей волны на другую l, м f, МГц Период работы на данной рабочей волне
t l f t- t
t l f t- t
t l f t- t
t l f t- t

Эффект от составления волнового расписания:

1. Уменьшаются взаимные помехи между радиоканалами, то есть можно увеличить количество одновременно работающих каналов.

2. Увеличивается устойчивость радиосвязи и вещания.

3. Уменьшается мощность используемых передатчиков, то есть уменьшаются затраты на эксплуатацию радиолиний.

4. Организация систем связи с использованием искусственных

спутников земли (ИСЗ)

4.1. Принципы организации спутниковых систем связи

Первые ИСЗ запущен в СССР 4 октября 1957 года.

Достоинства спутниковых систем связи (ССС):

- возможность передачи любых видов информации, в том числе широкополосных (телевизионное изображение), так как спутниковые системы связи организуются в широкополосном диапазоне УКВ.

- гибкость в организации связи на больших территориях, так как можно переместить наземные пункты связи, если они находятся в зоне видимости данного спутника, принцип организации связи при этом не изменится.

- возможность организации межконтинентальной связи, так как один спутник может охватывать большие территории.

Недостатки ССС:

- большие единовременные затраты на спутник, его запуск на орбиту, наземное оборудование;

- эффективна организация этих систем при организации связи на большие расстояния;

- невозможность выделения сигнала в промежуточном пункте.

Организация ССС в сантиметровом диапазоне: 1-10 ГГц.

Варианты построения ССС:

1. Связь двух приемо-передающих станций через один ИСЗ (рисунок 1).

Рисунок 1

Это наиболее простой вариант спутниковой связи. Недостаток – ограниченная дальность передачи сообщения – 12 тыс. км.

2. Разновидностью предыдущего варианта является система спутниковой связи с много станционным доступом (МСД) – рисунок 2.

Рисунок 2

Если спутник находится в зоне радио видимости нескольких земных станций, то возможна их работа через один спутниковый ретранслятор. Чтобы станции не создавали взаимных помех, возможно использование трех способов разделения сигналов земных станций:

- частотный,

- временной,

- кодовый.

При частотном разделении за каждой станцией закрепляется своя пара частот (приемная и передающая).

При временном разделении каждой станции выделяется определенный временной интервал для поочередной передачи сигналов.

При кодовом способе кодированные сигналы нескольких станций передаются одновременно в одной полосе частот, а приемники земных станций выделяют только тот сигнал, код которого совпадает с кодом, заложенным в данной станции.

3. Связь оконечных земных станций через два ИСЗ с использованием наземной ретрансляции (рисунок 3).

Рисунок 3

Такой вариант обеспечивает большую дальность передачи сигналов, но сигнал проходит длительное время через пункты наземного переприема. Поэтому данный вариант может использоваться только для подачи программ вещания.

4. Связь через два ИСЗ без наземного переприема (рисунок 4).

Рисунок 4

Данный вариант построения ССС используется для организации межконтинентальной связи.

Комплексы ССС:

1) земной – наземные станции;

2) космический – спутники связи;

3) управления – АСУ ССС.

1)Земные станции могут быть стационарными и мобильными, а также:

- приемо-передающими, используемыми в системе связи.

- только приемными, которые используются в системе звукового и телевизионного вещания.

- только передающие, которые используются в системе звукового и телевизионного вещания или как абонентские станции в спутниковой службе спасения и передающие сигналы “SOS” при аварии.

2)Космический комплекс – это группировка спутников, находящихся на орбите, присущей данной орбите связи. Число спутников определяется видами орбит и назначением данной системы связи (их количество от одного до нескольких десятков).

3)Комплекс управления.

В системе управления имеется несколько разнесенных пунктов управления (основной и резервный). Центр управления осуществляет планирование ССС, направлений связи с учетом требуемых зон обслуживания. Центр управления принимает все сигналы, которые выдаются бортовым комплексом управления, анализирует их и выдает необходимые команды управления на спутник.

4.2. Классификация ССС

Классифицировать ССС можно по следующим признакам:

1) По способу ретрансляции сигнала;

2) По виду используемых орбит;

3) По назначению линий связи;

4) По числу земных станций, работающих на один ретранслятор.

По способу ретрансляции сигнала ССС делятся на:

1. системы с активным ретранслятором.

2. системы с пассивным ретранслятором.

При пассивной ретрансляции бортовой ретранслятор – это металлизированная сфера, от которой сигнал отражается. Отсутствие на борту аппаратуры уменьшает стоимость линии связи, увеличивает надежность работы ретранслятора, но сигнал только отражается и не усиливается, чтобы на приемном конце выделить этот слабый сигнал от помехи, надо уменьшить полосу пропускания, то есть уменьшается число каналов.

В качестве пассивного ретранслятора может быть использована Луна, но пропускная способность уменьшается, так как расстояние до Луны большое и сигнал сильно затухает, отраженный от Луны луч имеет многолучевой характер, так как поверхность Луны неровная. Еще один недостаток – связь круглосуточная невозможна, так как Луна находится не в одной точке относительно Земли.

Активные ретрансляторы используются для передачи больших объемов информации. Устанавливается приемо-передающее оборудование, обеспечивающее усиление сигнала, то есть пропускная способность увеличивается, но наблюдается ограниченность энергоресурсов (используются солнечные батареи), меньшая надежность по сравнению с пассивным ретранслятором, так как любое оборудование имеет меньшую надежность, чем пустая сфера.

Виды используемых орбит:

1) эллиптическая

2) круговая

Эллиптическая орбита

Период обращения спутника – 12 часов. Апогей расположен над северным полушарием, поэтому спутник находится над северным полушарием – 8-9 часов. Спутник постоянно движется относительно земли, следовательно, на неземных станциях необходимо иметь аппаратуру наведения и системы слежения за спутником (прием и передача сигналов должна вестись синхронно). Для организации круглосуточной связи на орбите должно находиться три спутника.

Круговая орбита

Круговая орбита, находящаяся в области экватора Земли, называется геостационарной. Направления движения ИСЗ и Земли совпадают. Период обращения спутника вокруг Земли равен 24 часам, следовательно, ИСЗ постоянно в одной точке относительно Земли.

Достоинства этой орбиты:

- простота системы слежения за спутником (не требуется оборудования поворота антенн за спутником), что упрощает наземное оборудование, следовательно, уменьшаются затраты.

- возможность организации круглосуточной связи в зоне видимости данного спутника (один спутник охватывается примерно 1/3 земного шара), если на орбиту запустить 3 спутника, то обеспечивается глобальная связь вокруг Земли.

Недостатки:

- не охватываются приполярные районы;

- требуется большая мощность ракетоносителя для вывода спутника на орбиту.

По назначению ССС можно подразделить на:

1) многофункциональные - для передачи всех видов сообщений;

2) специализированные - для звукового и телевизионного вещания, гражданской авиации, военной связи и других служб.

По числу земных станций, работающих на один ретранслятор ССС можно подразделить на:

1) ССС с двумя наземными станциями, которые могут быть обе приемо-передающими или приемная и передающая;

2) ССС с много станционным доступом (МСД).

4.3. Характеристика современных ССС

ССС как составная часть взаимосвязи начали развиваться с 1965 года. С запуском на эллиптическую орбиту спутника “Молния”.

Для приема и передачи в сообщении ССС была создана сеть наземных станций - система “Орбита”.

В 1971 году был запущен спутник “Молния-2”. Он использовал более высокий диапазон частот – 4-6 ГГц, следовательно, более высокое качество передачи и возможность принимать сигналы цветного телевизионного изображения.

В 1976 году запущены спутники “Радуга” и “Экран” серии стационар, то есть спутники использовали стационарную орбиту. Эти спутники используются до сих пор. Основное преимущество (по сравнению со спутником “Молния”) – использование стационарной орбиты (не движется отн7осительно Земли), следовательно, не требуется аппаратура слежения за спутником, занимает меньшую площадь и проще в обслуживании.

Спутники “Экран” и наземные установки используются для организации системы непосредственного вещания (НТВ).

В настоящее время используются другие спутники серии “стационар”: “Горизонт”, “Радуга”, “Экран”.

Спутники нового поколения на геостационарной орбите: “Экспресс”, “Галс”, “Ямал”.

Перспективы развития ССС:

1) Предполагается увеличение пропускной способности, увеличение количества передаваемых символов, увеличение излучаемой мощности бортовых ретрансляторов, следовательно, увеличение каналов до 25-30 тыс., идущих по спутниковым системам.

2) Предполагается полная автоматизация обслуживания и управления.

3) Совершенствование методов передачи информации. Например, внедрение цифрового вещательного телевидения со скоростью передачи от 16 до 32 Мбит/сек.

4) Применение на спутниках высоконаправленных антенн в сочетании с коммутацией сигналов на борту спутника, что приведет к упрощению земных станций. Они будут компактными и дешевыми.

5. Организация РРЛС (радиорелейных линий связи)

5.1. Общие принципы построения и классификация РРЛ (радиорелейных линий).

5.2. Характеристика оборудования радиорелейных станций.

5.3. Определение оптимальных технико-экономических параметров РРЛ.

5.1. Общие принципы построения и классификация РРЛ

Первая РРЛ была построена в США в 30-х годах XX века между Нью-Йорком и Филадельфией, которая состояла из 6 промежуточных станций.

В России впервые РРЛ построены в начале 50-х годов.

Достоинства РРЛ:

1) Возможность передачи любой информации (возможность передачи широкополосной информации, так как используется УКВ диапазон).

2) Относительная простота сооружений линий при незначительных затратах на их строительство и эксплуатацию (по сравнению с воздушными и кабельными линиями связи).

3) Легкость решения задач развития и реконструкции сетей.

4) Компактность конструкции.

5) Малая потребляемая мощность, и малое использование цветных металлов. (Промежуточные станции находятся в пределах прямой видимости, потому мощность небольшая передатчиков – несколько десятков ватт.)

6) Возможность создания мобильных систем связи, которые позволяют быстро изменить конфигурацию сети. (Станцию радиорелейной связи можно разместить в автомобиле, например, военные системы радиорелейной связи).

Рис. 1. Общая схема РРЛ.

РРЛ представляет собой совокупность станций, которые в соответствии с выполняемыми функциями делятся на ОРС, УРС и ПРС (рисунок 1).

ОРС (оконечная РР станция), с которой начинается и заканчивается линейный тракт передачи сигналов. Здесь производится преобразование сигналов, поступающих по соединительным линиям от потребителей (МТС, междугородная телевизионная аппаратная, междугородная вещательная аппаратная, другие ведомства).

ПРС (промежуточная РР станция). Здесь происходит ретрансляция сигнала, то есть переприем с усилением. При необходимости на любой промежуточной станции могут выделяться какие-либо каналы. Часто ПРС совмещается с телевизионными ретрансляторами, на которые из общего потока сообщений выделяются сигналы программ телевизионного и звукового вещания, и данные ретрансляторы сразу же осуществляют телевизионное и звуковое вещание на находящиеся по близости населенные пункты.

УРС (узловые РР станции) располагаются на пересечении крупных пучков РРЛ. Все остальные функции узловой радиорелейной станции совпадают с функциями ПРС.

На оконечных и узловых станциях всегда имеется технический персонал, который следит за работой оборудования, выполняет техническое обслуживание – ремонт и профилактику, а также осуществляет контроль и управление с помощью системы телеобслуживания и телесигнализации ближайшими промежуточными станциями, которые, как правило, автоматизированы. Для проведения профилактических и ремонтных работ организуется аварийно-профилактическая служба (АПС), которая оснащается необходимым оборудованием и транспортными средствами для проведения профилактики и ремонтных работ на автоматизированных промежуточных станциях. Территориально АПС находится на УРС и за ней закрепляется 5 или 6 промежуточных радиорелейных станций в каждую сторону. АПС снабжается автомобилем, так как для ликвидации аварии отводится 4,5 часа (рисунок 2).

Рис.2. Схема закрепления ПРС по аварийно-профилактическому

обслуживанию за АПС.





Дата добавления: 2014-02-12; просмотров: 1147; Опубликованный материал нарушает авторские права? | Защита персональных данных | ЗАКАЗАТЬ РАБОТУ


Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Лучшие изречения: Учись учиться, не учась! 10173 - | 7782 - или читать все...

Читайте также:

 

35.173.47.43 © studopedia.ru Не является автором материалов, которые размещены. Но предоставляет возможность бесплатного использования. Есть нарушение авторского права? Напишите нам | Обратная связь.


Генерация страницы за: 0.028 сек.