Биохимия спиртового брожения: Основу технологии получения пива составляет спиртовое брожение, - при котором сахар превращается...
Особенности сооружения опор в сложных условиях: Сооружение ВЛ в районах с суровыми климатическими и тяжелыми геологическими условиями...
Топ:
Оснащения врачебно-сестринской бригады.
Эволюция кровеносной системы позвоночных животных: Биологическая эволюция – необратимый процесс исторического развития живой природы...
Устройство и оснащение процедурного кабинета: Решающая роль в обеспечении правильного лечения пациентов отводится процедурной медсестре...
Интересное:
Отражение на счетах бухгалтерского учета процесса приобретения: Процесс заготовления представляет систему экономических событий, включающих приобретение организацией у поставщиков сырья...
Принципы управления денежными потоками: одним из методов контроля за состоянием денежной наличности является...
Распространение рака на другие отдаленные от желудка органы: Характерных симптомов рака желудка не существует. Выраженные симптомы появляются, когда опухоль...
Дисциплины:
 2017-10-21 |
 682 |
из
5.00
|
Заказать работу |
|
|
|
|
В следующих подразделах описывается способ расчета основных потерь передачи МС, Lb, (дБ), не превышаемых в течение требуемого ежегодного процента времени p.
-- Распространение в пределах прямой видимости (включая краткосрочные эффекты)
Для загоризонтных трасс и трасс в пределах прямой видимости должны быть рассчитаны следующие значения:
Основные потери передачи из-за распространения в свободном пространстве и ослабления в атмосферных газах:
Lb fsg = 92,5 + 20 log f + 20 log d + Ag + Esp дБ, (7.28)
где:
A g : общее поглощение в атмосферных газах (дБ):
дБ, (7.29)
где:
g o, g w (ρ): значения погонного ослабления в сухом воздухе и в парах
воды, соответственно, которые определяются с помощью уравнений,
приведенных в Рекомендации МСЭ-R P.676;
ρ -- плотность паров воды:
г/м3; (7.29a)
ω: часть трассы, проходящая над водой.
Поправки, учитывающие эффекты многолучевости и фокусировки, при
процентах времени p и b0:
Esp = 2,6 [1 - exp(-0,1 { dlt + dlr })] log (p /50) дБ (7.30a)
Es b = 2,6 [1 - exp(-0,1 { dlt + dlr })] log (b0/50) дБ. (7.30б)
Основные потери передачи, не превышаемые в течение процента времени,
p %, из-за распространения на трассах прямой видимости:
Lb 0 p = Lbfsg + Esp дБ, (7.31)
Основные потери передачи, не превышаемые в течение процента времени,
b0%, из-за распространения на трассах прямой видимости:
Lb 0b = Lbfsg + Es b дБ, (7.32)
-- Распространение за счет дифракции
Изменчивость во времени величины дополнительных потерь,
вызванных механизмом дифракции, обусловлена изменениями
вертикального градиента объемной атмосферной рефракции радиоволн.
С помощью модели явления дифракции рассчитываются следующие
параметры, требуемые для дальнейших расчетов в п. 4.6:
Ldp: дифракционные потери, не превышаемые для p% времени;
|
|
Lbd50: медианные значения основных потерь передачи, связанных с
дифракцией; они рассчитываются с использованием медианного значения
эквивалентного радиуса Земли, ae, полученного из уравнения (6a).
Lbd: основные потери передачи, связанные с дифракцией, не превышенные
для p% времени.
Используемый метод расчета дифракционных потерь пригоден для всех
типов трасс, включая трассы над морем, над материковой частью суши и над
прибрежной частью суши вне зависимости от того, является ли поверхность
Земли гладкой либо неровной. Ввиду высокой сложности, характерной для
большинства расчетов дифракционных ситуаций, соответствующая
расчетная методика из [21] приведена отдельно в Приложении …??
На рисунке 7.7 также показана кривая, основанная на уравнении (2)?? и обозначенная как Ad. Эта кривая, которая, строго говоря, справедлива для потерь, превышающих 15 дБ, в интересах проектировщиков линий связи была экстраполирована для значений потерь до 6 дБ.
Рис. 7.7. Зависимость дифракционных потерь от нормированного просвета
-- Распространение за счет тропосферного рассеяния
.При слабых МС (когда потери передачи велики и не превышаются лишь в течение малых процентов времени) бывает трудно отделить истинный режим тропосферного рассеяния от других, второстепенных явлений, которые оказывают аналогичное воздействие на распространение радиоволн. Поэтому модель "тропосферного рассеяния", принятая в настоящей Рекомендации, является эмпирическим обобщением концепции тропосферного рассеяния, охватывающим также эти второстепенные явления распространения. Она позволяет осуществлять непрерывное прогнозирование основных потерь передачи в диапазоне изменения процентов времени p от 0,001% до 50%, связывая таким образом модели волновода и отражения от слоя при малых процентах времени с истинным "режимом рассеяния", соответствующим слабым остаточным полям, превышаемым в течение наибольшего процента времени. Описываемая модель тропосферного рассеяния разработана для прогнозирования помех и не предназначена для расчета условий распространения при процентах времени выше 50% (т.е. при относительно высоких уровнях радиосигнала).
|
|
Основные потери передачи за счет тропосферного рассеяния, Lbs (дБ), не превышаемые в течение любого процента времени p, меньшего 50%, равны:
дБ, (7.33)
где:
Lf: частотно зависимые потери:
Lf = 25 log f –2,5 [log (f / 2)]2 дБ; (7.34)
Lc: поправка по отношению к потерям за счет связи с окружающей средой (дБ):
дБ; (7.35)
N 0: преломляющая способность поверхности на уровне моря в середине трассы, определяемый с помощью рисунка 6??;
Ag: поглощение в газах, определяемое с помощью уравнения (9) в предположении, что r = 3 г/м3 по всей длине трассы.
-- Волноводное распространение/отражение от атмосферных слоев
Прогноз основных потерь передачи, Lba (дБ), возникающих в периоды аномальных условий распространения радиоволн (волноводное распространение и отражение от слоев атмосферы), основан на использовании следующей функции:
Lba = Af + Ad (p) + Ag дБ, (7.36)
где:
Af: сумма потерь (за исключением потерь из-за отражения от местных предметов) за счет фиксированной связи между антеннами и аномальных структур распространения, возникающих в атмосфере:
Af = 102,45 + 20 log f + 20 log(dlt + dlr) + Alf + Ast + Asr + Act + Acr дБ; (7.37)
Alf - эмпирическая частотная поправка на величину потерь, учитывающая увеличение ослабления с длиной волны при волноводном распространении:
Alf (f) = 45,375 – 137,0 · f + 92,5 · f 2 дБ, если f < 0,5 ГГц (7.37а)
Alf (f) = 0,0 дБ в других случаях.
Ast, Asr: дифракционные потери за счет экранирования местностью для станций, создающей и испытывающей помехи, соответственно:
(7.38)
где: 
; (7.38a)
Act, Acr: поправки для станции, создающей и испытывающей помехи,
соответственно, учитывающие механизм распространения волн по пространстенным
волноводам, возникающим над поверхностью моря:
дБ для 0,75 (7.39) dct,cr dlt,lr
dct,cr 5 км,
дБ для всех остальных случаев. (7.39a)
Ad (p): потери, возникающие в аномальных условиях распространения и зависящие от процента времени p и углового расстояния q¢:
Ad (p) = g d · q¢ + A (p) дБ, (7.40)
где g d: погонное ослабление:
g d = 5 ´ 10 –5 aef 1/3 дБ/мрад; (7.41)
q¢: угловое расстояние (в случае необходимости скорректированное (с
помощью уравнения (7.42a)), учитывающее применение модели экранирования
|
|
местностью в уравнении (7.38)):
(7.42)
(7.42a)
A (p):зависимость от процента времени (кумулятивное распределение):
(7.43)
(7.43a)
b = b0 · m2 · m3 %; (7.44)
m2: поправка на геометрию трассы:
. (7.45)
Значение m2 не должно быть больше 1. (почему?)
, (7.45a)
где: e = 3,5;
t: определяется с помощью уравнения (3a), а значение a не должно быть ниже, чем –3,4:
m3: поправка на неровность земной поверхности:
(7.46)
di = min (d – dlt – dlr, 40) км; (7.46a)
Ag: общее поглощение в атмосферных газах, определяемое с помощью уравнений (9) и (9a).Оставшиеся члены описаны в таблицах 1 и 2 и Дополнении 2.??
-- Дополнительные потери за счет отражения от местных предметов
Общие положения
Вследствие дополнительных дифракционных потерь мешающих сигналов, обусловленных их беспорядочными отражениями от местных предметов (зданий, растительности и т. д.), окружающих приемные антенны на стороне приема и передающие – на стороне передачи, можно cущественно улучшить ЭМО. Описываемая ниже процедура позволяет учесть такие потери на одном или обоих концах трассы в ситуациях, когда имеется полная информация относительно среды, окружающей антенны.
Максимальные дополнительные потери составляют 20 дБ на частотах выше 0,9 ГГц, постепенно уменьшаясь на более низких частотах до 5 дБ на частоте 0,1 ГГц. Если же существуют сомнения 
относительно точности такой информации, то названные дополнительные потери не следует учитывать. (20дБ пустячок?). Дополнительные потери за счет отражения от местных предметов более выражены в городских районах с традиционными городскими центрами, состоящими преимущественно из невысоких и относительно связанных между собой комплексов зданий. Для районов с высотными постройками, состоящими из отдельных высотных зданий, отделенных друг от друга открытым пространством, эти потери обычно менее значительные. Потери за счет отражения от местных предметов для станций, создающих помехи и испытывающих эти помехи, обозначены, соответственно, Aht (дБ) и Ahr (дБ). Рассматриваемые возможные дополнительные потери уровня МС зависят от высот подвеса антенн в обеих точках трассы и моделируются в виде функции выигрыша за счет этой высоты. Для ряда типов местных отражающих предметов определены соответствующие значения их номинальных высот.
|
|
В настоящей Рекомендации поправка применяется для всех прогнозов в условиях ясного неба, т. е. для всех режимов распространения и всех процентов времени.
-- Категории местных отражающих предметов
В таблице 4 описаны категории местных отражающих предметов (или земного покрова), определенные в Рекомендации МСЭ-R P.1058, для которых применима поправка на выигрыш за счет высоты подвеса антенны. Номинальная высота местных отражающих предметов, ha (м), и их расстояние от антенны, dk (км), считаются "усредненными" величинами, наиболее представительными параметрами для отражателей данного типа. Вместе с тем, модель поправок является консервативной ввиду неточности сведений относительно действительной высоты, что типично для конкретных ситуаций. Если параметры отражающего предмета известны точнее, ими можно непосредственно заменять значения, приведенные в таблице 4. Приведенные в таблице 4 номинальные значения высот и расстояний приблизительно равны характеристической высоте Hc и ширине промежутка Gc, определенным в Рекомендации МСЭ-R P.1058.
-- Модель выигрыша за счет высоты подвеса антенны
Дополнительные потери МС вследствие влияния местных отражающих предметов описываются выражением:
дБ, (7.47)
где:
F fc = 0,25 + 0,375{1+ tanh[7,5(f − 0,5)]}, (7.47a)
где:
dk: расстояние (км) от номинального местоположения отражающего предмета до антенны (см. рисунок 3);
h: высота антенны (м) над местным уровнем земли;
ha: номинальная высота отражающего предмета (м) над местным уровнем земли.
ТАБЛИЦА 4
Номинальные высоты отражающих предметов и их расстояния до антенны
| Категория отражающих предметов (земной поверхности) | Номинальная высота, ha (м) | Номинальное расстояние, dk (км) |
| 0,1 | ||
| Центральная часть деревни | 0,07 | |
| Лиственные деревья (беспорядочно расположенные) Лиственные деревья (правильно расположенные) Смешанный лес | 0,05 | |
| Хвойные деревья (беспорядочно расположенные) Хвойные деревья (правильно расположенные) | 0,05 | |
| Тропический лес | 0,03 | |
| Пригороды | 0,025 | |
| Густонаселенный пригород | 0,02 | |
| Город | 0,02 | |
| Густонаселенный город | 0,02 | |
| Городской район с высотными постройками | 0,02 | |
| Промышленная зона | 0,05 |
Дополнительные потери за счет экранирования местными отражающими предметами (земным покровом) не должны заявляться для категорий, отсутствующих в таблице 4.
-- Способ применения
Метод использования поправки на выигрыш за счет высоты, Aht или Ahr (дБ) – см. рисунок 3.
К основной процедуре прогнозирования следует добавить следующие шаги:
|
|
Шаг 1: если тип отражающих предметов известен или о нем можно сделать уверенное предположение, то для расчета основных потерь передачи следует использовать основную процедуру прогнозирования, выбрав из таблицы 4 номинальную высоту ha, соответствующую типу отражателя. Длина трассы должна быть равна d – dk (км). Однако если d >> dk, то незначительную поправку dk в выражении для длины трассы можно смело опустить.
Шаг 2: когда имеется препятствие, экранирующее местоположение станции и способное обеспечить защиту терминала от помех, поправка должна быть включена в основные расчеты, но потери за счет экранирования (Ast или Asr (дБ)) следует вычислять, используя высоту ha при расстоянии ds, а не h при расстоянии dL, что имело бы место в других случаях.
Шаг 3: после окончания основной процедуры следует добавить поправку на выигрыш за счет высоты, полученную с помощью уравнения (47), как указано в уравнении (54).
Шаг 4: если информация об отражающем предмете отсутствует, основные расчеты следует производить, используя расстояния d или dL (в зависимости от ситуации) и высоту h.
При необходимости поправку на выигрыш за счет высоты отражающего предмета следует учитывать для обоих концов трассы. Если необходимо ввести и поправку на выигрыш за счет высоты участка суши и поправку на связь через волновод, расположенный над морем (Act или Acr (дБ)), (т. е. антенна расположена вблизи
Отметим,что если d ненамного больше dk, то эта модель неприменима. К результатам вышеизложенных расчетов для всех трасс следует применять процедуру прогноза уровня МС, приведенную в Приложении 8.
-- Прогнозирование помех за счет рассеяния в гидрометеорах
В отличие от предыдущих рассмотренных выше методов прогнозирования в условиях ясного неба описываемая далее методика прогнозирования помех за счет рассеяния в гидрометеорах требует знания диаграмм направленности передающей антенны мешающего РЭС и приемной антенны рецептора помехи. Теоретическое рассмотрение вопроса о расчете уровня МС за счет рассеяния в гидрометеорах весьма сложное и громоздкое. В достаточно компактном и доступном виде оно дано в разделе 2.4.7. [1-2]. Дополнительным достоинством этого изложения является наличие примера расчета с приведенным решением. Рассмотрим кратко сущность этого явления.
Математическая модель этого вида распространения МС основана на следующих ниже основных положениях:
Предполагается, что рассеяние мешающего радиосигнала происходит в пределах так называемого объема рассеяния -- зоны, образуемой пересечением основных “лучей” диаграмм направленности антенн передающей станции (источника МС) и приемной станции (рецептора помехи) в пределах дождевой ячейки (см. рис. 7.8.) – дать из Рек! Под дождевой ячейкой подразумевается вертикальный цилиндр определенной высоты (”высоты дождя”) и диаметра dc, внутри которого идет дождь постоянной интенсивности R мм/час с соответственно постоянной отражаемостью и рассеивающей способностью.
Высота дождя hr является, разумеется, случайной величиной со специфическим распределением вероятности относительно среднего значения, которое зависит от географической широты местности и от высоты замерзания воды (нулевой изотермы) hо, известной для конкретной территории Земли. Выше высоты дождя отражаемость линейно уменьшается. Считается, что ослабление уровня радиосигнала происходит ниже высоты дождя как внутри, так и снаружи дождевой ячейки, причем зависимость ослабления радиосигнала от интенсивности дождя внутри ячейки известна. Диаметр ячейки dc зависит от интенсивности дождя 
мм/час следующим образом:
dc = 3,3 
, км (7.48)
Вертикальную ось дождевой ячейки размещают в точке пересечения осей главных лепестков диаграмм направленности антенн взаимодейтсвующих станций.
Рассматриваемый механизм распространения МС ообычно используют при расчете ЭМС наземных станций радиорелейных систем и ЗС спутниковых систем.
Последовательность расчета потерь распространения МС из-за рассеяния дождем такова пояснена примером расчета, приведенным на стр. 214[1-2].
В заключение этой главы приведем широко используемый на практике методрасчета основных потерь при распространении радиосигналов с помощью модели Окамура-Хата (О.Х.), имея в виду расчет ослабления мешающих сигналов.
Существует много математических моделей и методов¸позволяющих производить расчет основных потерь при распространении радиосигналов для различных условий. Применительно к сетям сухопутной подвижной связи и ряду беспроводных сетей других видов общепризнанным методом расчета усредненного уровня потерь на трассах распространения радиоволн в городах, пригородах и сельской местности является использование аналитически-эмпирической модели Окамура-Хата [Рек.МСЭ-R,СерияМ, ч.1-5. Подвижные службы и службы радиоопределения]. Женева, 1997, 447c. ] Cправедливость этой модели подтверждена многократно. В этой модели местность представляется как квазиплоская. Рельеф местности и здания, расположенные на прямой, соединяющей БС и АС, вызывают экранирование и дифракцию передаваемого БС сигнала. Из-за движения АС это приводит к изменениям уровня принимаемого АС относительно некоторого среднего значения (медленные замирания), которые подчиняются логнормальному закону (или гауссовскому закону, где аргумент выражен в дБ). Здания, холмы и другие объекты, особенно располагающиеся относительно близко от точки приема, вызывают явление многолучевого распространения (в точку приема помимо прямой волны от БС поступает также множество отраженных от объектов волн), в результате чего происходят так называемые быстрые замирания уровня сигнала, которые обычно подчиняются закону распределения Релея. В итоге происходят быстрые случайные колебания уровня сигнала относительно медленно изменяющегося уровня сигнала (медленных замираний) – cм. Рис. 13-Пр. 3.
Модель Окамура-Хата является аналитически-эмпирической, т.к. в ней используются аналитические выражения, полученные в результате аппроксимации эмпирических кривых. Она позволяет получать достаточно точные значения медианных потерь на сухопутных трассах при следующих ограничениях:
- частота сигнала от 100 до 1500 МГц;
- дальность связи от 1 до 100 км;
- высота подъема антенны БС от 30 до 200 м;
- высота подъема антенны АС от 1 до 10 м.
В модели применяется следующая классификация типов местности:
- крупные города с большим числом высоких зданий и оживленным движением автотранспорта;
- небольшие и средние города с плотной застройкой и с отдельными высокими зданиями и интенсивным дорожным движением;
- пригород со строениями дачного типа а также подсобными строениями (склады, хранилища и т.п.) и умеренным движением автотранспорта;
- сельская (открытая местность) в виде незастроенной земли с небольшими далеко отстоящими друг от друга группами невысоких строений.
В соответствии с этой моделью затухание сигнала (в дБ) при распространении в городских районах определяется формулой:
, дБ, (О.Х.1)
где f – рабочая частота, МГц; h БС и h АС – высоты подъема антенн БС и АС, соответственно м; R – дальность связи, км; а (h АС) – поправочный коэффициент, используемый при высоте антенны АС, отличной от эталонной (равной 1,5 м), который определяется следующими выражениями:
для города средних размеров:
; (О.Х.2)
для крупного города:
. (О.Х.3)
В соответствии с этой моделью затухание сигнала (в дБ) при распространении в пригородных районах определяется формулой:
, дБ, (О.Х.4)
а при распространении в сельской местности:
, дБ. (О.Х.5)
В выражениях (12.4) и (12.5) величина L определяется формулой (О.Х.1).
Размеры зоны покрытия БС будут определяться дальностью связи между АС и БС, которая получается в результате решения следующего уравнения:
(О.Х.6)
Где: Р ПРД – мощность передатчика, Вт;
αПРД – погонное затухание в фидере ПРД, дБ/м;
ℓ Ф ПРД - длина фидера антенны ПРД;
В Д ПРД – потери в дуплексере ПРД, дБ;
В К – потери в комбайнере (устройстве сложения), дБ;
G ПРД – коэффициент усиления передающей антенны БС в направлении связи, дБ;
В Т – дополнительные потери сигнала при работе с портативной АС, дБ (для большинства типов АС В Т = 3 дБ);
В Э – дополнительные потери сигнала при приеме на АС, находящуюся в здании или автомобиле (В Э = 8 дБ для автомобиля и В Э = 15 дБ для здания).
Основным условием обеспечения связи будет превышение уровнем мощности полезного сигнала на входе приемной антенны минимально необходимого значения (РПС МИН), определяемого по формуле:
дБ (О.Х.7)
где Р ПРМ – чувствительность приемника, дБВт;
αПРД – погонное затухание в фидере ПРМ, дБ/м;
ℓ Ф ПРД - длина фидера антенны ПРМ;
В Д ПРМ – потери в дуплексном фильтре ПРМ;
G ПРМ – коэффициент усиления приемной антенны АС в направлении связи, дБ;
К МШУ – коэффициент усиления антенного тракта приема, дБ;
R ПРМ – входное сопротивления приемника, Ом.
В системах сухопутной подвижной связи для повышения вероятности обеспечения связи создается дополнительный запас уровня мощности сигнала на входе приемной антенны Р ПС доп, определяемый выражением:
, дБ (О.Х.8)
где k ТР – коэффициент логнормального закона, обеспечивающий требуемую надежность связи t (0 ≤ t ≤ 1), определяемый из решения уравнения:
, (О.Х.9)
Некоторые значения kтр и S(kтр) приведены в таблице О.Х.Пр. 3.
Таблица О.Х.1
| S(kтр) | 0,5 | 0,6 | 0,7 | 0,8 | 0,9 | 0,95 | 0,99 |
| kтр | 0,253 | 0,524 | 0,842 | 1,282 | 1,645 | 2,326 |
σ – обобщенное значение стандартного отклонения сигнала по месту и по времени, определяемое из формулы:
, (О.Х.10)
σd – стандартное отклонение сигнала по месту, зависящее от степени неровности местности Δh. Степень неровности местности определяется исходя из профиля местности в направлении связи как разность между высотами h (10%) и h (90%) местности на трассе, превышаемые в 10% и 90% точек профиля соответственно. Параметр Δh может быть ориентировочно определен из таблицы О.Х.5.
Таблица О.Х.5.
| Тип местности | Значение параметра Δh, м |
| Равнинная или водная поверхность | 0…25 |
| Равнинно- холмистая (среднепересеченная) | 25…75 |
| Холмистая (сильнопересеченная) | 75…150 |
| Гористая | 150…400 |
| Очень высокие горы | Более 400 |
Для расстояний свыше 10 км и для диапазона частот 300…3000 МГц стандартное отклонение сигнала по месту (σd) определяется по формуле:
, дБ. (О.Х.11)
Для расстояний меньше 10 км и для диапазона частот 300…3000 МГц стандартное отклонение сигнала по месту (σd) определяется по формуле:
, дБ. (О.Х.12)
Стандартное отклонение сигнала по времениσt зависит от дальности связи и при дальности, меньшей 100 км определяется по формуле:
, дБ. (О.Х.13)
Таким образом, для того, чтобы мощность полезного сигнала на входе приемной антенны Р ПС, определяемая по (О.Х.6), превышала бы с заданной вероятностью минимальную мощность этого сигнала Р ПС мин , определяемую по (О.Х.7), необходимо выполнение условия:
, дБ. (О.Х.14)
***
|
|
|
Индивидуальные и групповые автопоилки: для животных. Схемы и конструкции...
Наброски и зарисовки растений, плодов, цветов: Освоить конструктивное построение структуры дерева через зарисовки отдельных деревьев, группы деревьев...
Биохимия спиртового брожения: Основу технологии получения пива составляет спиртовое брожение, - при котором сахар превращается...
Типы оградительных сооружений в морском порту: По расположению оградительных сооружений в плане различают волноломы, обе оконечности...
© cyberpedia.su 2017-2024 - Не является автором материалов. Исключительное право сохранено за автором текста.
Если вы не хотите, чтобы данный материал был у нас на сайте, перейдите по ссылке: Нарушение авторских прав. Мы поможем в написании вашей работы!