Содержание к диссертации
Введение
Глава I. Определение критериев энергетической загрузки как меры эффективности использования полос частот, выделенных для РРЛ прямой видимости... 15
1.1. Линейный критерий энергетической загрузки 16
1.2. Сетевой критерий энергетической загрузки 22
Глава 2. Анализ статистических данных об изменениях уровней сигнала на входе приемников радиорелейных станций 25
2.1. Причины случайных изменений уровней сигнала на входе приемников РРС и их общие статистические характеристики . 26
2.2. Субрефракционные замирания сигнала 30
2.3. Интерференционные замирания сигнала ...36
2.Л. Замирания сигнала из-за диаграмм направленности антенн 55
2.5. Замирания сигнала из-за ослабления радиоволн в гидрометеорах 61
2.6. Исходные статистические распределения глубины замираний сигнала 65
2.7. Теоретический анализ амплитудно-частотных и фазово-частотных искажений тракта распространения, вызванных селективностью интерференционных замираний сигнала 74
Глава 3. Разработка методов определения оптимальных энергетических параметров аппаратуры аналоговых РРЛ.
Исследование зависимостей необходимых энергетических параметров аппаратуры цифровых РРЛ от длин пролетов 91
3.1. Аналоговые РРЛ. Передача многоканальных телефонных сообщений с ЧРК-ЧМ 91
3.2. Аналоговые РРЛ. Передача сигналов телевидения 115
3.3. Цифровые РРЛ 127
Глава 4. Определение предельной плотности сети радио релейных линий при различных вариантах их по строения 144
4.1. Модель сети и общие исходные соотношения 145
4.2. Аналоговые РРЛ 152
4.3. Цифровые РРЛ 162
4.4. Анализ эффективности использования - ;; полос частот сетью РРЛ при различных вариантах их построения. Исследование возможности экономии полос частот, выделенных для радиорелейных систем 170
4.5. Анализ условия "зигзагообразности" расположения станций РРЛ при различных вариантах их построения 174
4.6. Некоторые экономические аспекты оптимизации построения РРЛ 180
Глава 5. Исследование изменений условий ЭМС аналоговых РРЛ с ЧРК-ЧМ и систем спутниковой связи при оптимизации энергетических параметров радио релейной аппаратуры 185
5.1. Взаимные помехи между радиорелейными станциями и космическими станциями спутниковых систем связи 186
5.2. Взаимные помехи между радиорелейными станциями
и земными станциями спутниковых систем связи.. 192
Заключение 200
Литература 203
Приложение 212
- Линейный критерий энергетической загрузки
- Причины случайных изменений уровней сигнала на входе приемников РРС и их общие статистические характеристики .
- Аналоговые РРЛ. Передача многоканальных телефонных сообщений с ЧРК-ЧМ
- Модель сети и общие исходные соотношения
- Взаимные помехи между радиорелейными станциями и космическими станциями спутниковых систем связи
Введение к работе
В выполнении задач по развитию и совершенствованию Единой автоматизированной сети связи СССР, поставленных одиннадцатым пятилетним планом экономического и социального развития СССР в соответствии с решениями ХХУІ съезда КПСС, ванная роль принадлежит радиорелейным линиям прямой видимости (РРЛ). Выполнение общегосударственных Энергетической и Продовольственной программ также предусматривает широкое применение РРЛ для технологической связи вдоль газопроводов и нефтепроводов и для создания разветвленной сети связи в огромных по площади аграрных районах.
При исторически сложившемся принципе построения РРЛ, работающих в диапазоне частот 2*8 ГГц, станции располагаются через ретрансляционные участки (пролеты) длиной 35*70 км. Такие длины пролетов выбирались потому, что первые поколения радиорелейной аппаратуры, использующие электронно-вакуумные приборы, имели довольно большое энергопотребление (например, для аппаратуры типа Р-600 М, В0СІ0Д, мощность, потребляемая одним комплектом оборудования составляет 700*800 Вт [I] ). Наряду с этим, такая аппаратура обладала сравнительно низкой надежностью из-за несовершенства отдельных деталей и сравнительно малого срока службы электронно-вакуумных приборов, что требовало частой профилактики аппаратуры. Поэтому месторасположение радиорелейных станций (РРС) обычно совмещалось с населенными пунктами, имеющими не только надежные электросети, но и хорошие подъездные пути, позволяющие обеспечить оперативное осуществление ремонтных работ. Автономные источники энергоснабжения радиорелейной аппаратуры (обычно дизельгене-раторы) применялись лишь для случая аварий на линиях энергоснабжения. При указанных длинах пролетов с учетом рельефа местности, для обеспечения прямой видимости требуется установка антенных опор - б - высотой до 75*120 м. При таких высотах антенных опор для безопасности полетов авиации требуется светоограждение мачт, что приводит к существенному дополнительному увеличению мощности, потребляемой кasдой РРС.
При длинах пролетов в 35*70 км вследствие замираний неизбежны значительные падения уровней сигналов на входе приемников РРС. Поэтому для обеспечения требуемых качественных показателей каналов радиорелейная аппаратура должна иметь энергетический запас примерно в 30*40 дБ. Однако этот энергетический запас реализуется лишь в течение очень малых промежутков времени, когда возможны глубокие падения уровней сигналов, а в остальное время он создает большие уровни мешающих сигналов другим радиоэлектронным средствам, работающим в совмещенных полосах частот.
Таким образом, построение РРЛ с интервалами протяженностью в несколько десятков километров было оправданным при технико-экономических показателях радиорелейной аппаратуры, использующей ламповые электронные приборы. За последнее десятилетие в развитии радиорелейных систем появились принципиально новые качественные возможности, связанные с применением современной технологии, основанной на широком применении полупроводниковой техники, интегральных микросхем, микрополосковок техники и пр. Все это позволило не только существенно уменьшить габариты, вес и материалоемкость радиорелейного оборудования, снизить номиналы используемых напряжений, но и резко уменьшить энергопотребление аппаратуры при значительном повышений надежности ее работы. Так, например, энергопотребление одного комплекта радиорелейной аппаратуры "Электроника-Связь-П Ц" равно 60 Вт [2] ,а, согласно [3,4] , мощность, потребляемая одним комплектом аппаратуры фирмы "МЕС", рассчитанной на передачу 960*1800 телефонных каналов, составляет в диапазонах частот 2 ГГц - 6 Вт; 4*6 ГГц - 15 Вт и 8 ГГц - 20 Вт. Среднее время на- работки на отказ для этого оборудования достигает 300000 часов. Столь малое энергопотребление современной радиорелейной аппаратуры дает возможность осуществить ее питание от полностью автономных источников питания: термоэлектрических генераторов, атомных источников, солнечных батарей, ветроэлектрических генераторов. Вследствие этого, во-первых, упрощается строительство РРЛ, так как отпадает необходимость совмещения РРС с существующими сетями энергоснабжения. Во-вторых, из-за большей компактности аппаратуры существенно уменьшаются капитальные затраты на строительство, поскольку все оборудование может быть размещено в небольших контейнерах.
Благодаря успехам микроэлектроники чрезвычайно широкое развитие получают цифровые РРЛ прямой видимости (ЦРРЛ), имеющие ряд существенных преимуществ перед аналоговыми РРЛ.
Процесс обновления сети РРЛ уже начал проводиться в СССР и во многих странах и будет интенсивно продолжаться в ближайшие годы. Поэтому важное значение приобретают вопросы оптимизации построения сети РРЛ с учетом всех технико-экономических аспектов, возможностей повышения эффективности использования выделенных для них полос частот, улучшения условий электромагнитной совместимости (ЭМС) РРЛ с другими радиосистемами, работающими в совмещенных полосах частот.
Вопросы оптимизации построения сети РРЛ в таком широком плане впервые были поставлены в [5»б") . В этих статьях, опубликованных в порядке обсуждения, при определенных предположениях, принятых для простоты и наглядности, было показано существование оптимальных длин пролетов. При таких длинах пролетов требуются минимальные значения энергетических параметров радиорелейной аппаратуры, необходимые для обеспечения заданных качественных показателей каналов на выходе линии при передаче многоканальных телефонных сообщений і с частотным разделением каналов и частотной модуляцией (ЧРК-ЧМ).
В этих работах была также оценена избыточность энергетических параметров РРЛ при традиционных длинах пролетов, проанализированы возможности улучшения условий ЭМС при сокращении длин пролетов до оптимальных значений и устранения указанной избыточности.
Целью настоящей диссертационной работы является решение актуальной задачи детального исследования возможностей повышения эффективности использования полос частот аналоговыми и цифровыми радиорелейными линиями, работающими в диапазонах 2,4,6 и 8 ГГц в свете идей, высказанных в [5,6] . Полосы частот, выделенные для РРЛ в указанных диапазонах, имеют особое значение по двум причинам: во-первых, некоторые из этих полос, согласно Регламенту радиосвязи, выделены для совместного использования РРЛ и спутниковыми системами связи и, во-вторых, в этих диапазонах еще практически не оказывается ослабление радиоволн в осадках. Поэтому наиболее эффективное использование этих полос имеет первостепенное значение для РРЛ всех назначений. Полосы частот, выделенные для РРЛ в более высокочастотных диапазонах, менее выгодны с технико-экономической точки зрения из-за значительного ослабления радиоволн осадками, вследствие чего возникает необходимость в существенном энергетическом запасе для компенсации ослаблений уровня сигнала даже на коротких пролетах.
В первой главе диссертации вводятся и обосновываются критерии, характеризующие эффективность использования полос частот, выделенных для РРЛ. Эта эффективность оценивается с помощью критериев энергетической загрузки полос частот (КЗЗ). Применительно к одной изолированной РРЛ величина КЭЗ определяется отношением произведения суммарной излучаемой мощности всех станций на полосу частот, которая необходима для передачи данного вида информации, к длине линии и числу телефонных каналов или телевизионных сигналов для аналоговых РРЛ, или скорости передачи для ЦРРЛ. Таким образом, меньшие значения КЭЗ соответствуют более эффективному использованию полос частот, причем величина КЭЗ учитывает, как следует из определения, и оптимальность применяемого способа передачи и обработки информации. Величина КЭЗ применительно к сети РРЛ определяется отношением произведения суммарной мощности излучаемой всеми станциями на необходимую полосу частот и число частотных диапазонов, требуемых для построения сети с заданной плотностью, к площади занимаемой сетью и числу телефонных или телевизионных каналов (или скорости передачи цифровой информации).
Вторая глава диссертации посвящена анализу статистических данных, характеризующих случайные изменения уровня радиосигнала на входе приемников РРС. Эти данные необходимы для решения задач, рассматриваемых в последующих главах. Приводится метод определения глубины субрефракционных замираний, анализируются различные методы расчета статистических распределений глубины интерференционных замираний, даются статистические характеристики замираний сигнала, вызванных влиянием диаграмм направленности антенн и ослаблением радиоволн в гидрометеорах. Получены формулы для статистических распределений искажений амплитудно-частотных характеристик (АЧХ) и фазово-частотных характеристик (ФЧХ) тракта распространения, обусловленных селективностью интерференционных замираний, имеющие важное значение для расчета устойчивости работы цифровых и широкополосных аналоговых РРЛ.
В третьей главе исследуются вопросы оптимизации энергетических параметров аппаратуры аналоговых РРЛ при передаче многоканальных телефонных сообщений и сигналов телевидения, а также возможности снижения необходимых энергетических параметров аппаратуры при укорочении длин пролетов ЦРРЛ. В этой же главе анализируется энергетическая загрузка спектра в зависимости от выбора длины пролетов -ІО-на линии. Б отличие от работы [5] при этом анализе учитываются все факторы, влияющие на оптимизацию энергетических параметров радиорелейной аппаратуры: накопление шума в аналоговых РРЛ, зависимости от длины пролета глубины замираний, потерь в антенно-фидерных трактах (АФТ) и нелинейных переходных шумов в АФТ для случая передачи по РРЛ многоканальных телефонных сообщений с ЧРК-ЧМ. При анализе в качестве исходной модели используется гладкая сферическая Земля с учетом среднестатистической поправки на увеличение высот подвеса антенн из-за наличия леса, местных препятствий и пр.
В четвертой главе, исходя из Рекомендаций МККР на допустимую мощность шума в каналах аналоговых РРЛ и вероятность ошибки для ЦРРЛ, проводится анализ предлагаемой модели сети параллельных РРЛ как для аналоговых РРЛ при передаче многоканальных телефонных сообщений с ЧРК-ЧМ, так и для ЦРРЛ. В этой же главе определяются зависимости необходимого территориального разнесения РРЛ от длин пролетоЕ в рассматриваемых диапазонах частот, а также оцениваются возможности экономии полос частот при сокращении длин пролетов в случае построения сети РРЛ с высокой плотностью.
В пятой главе анализируются условия ЭМС аналоговых РРЛ и систем связи с использованием искусственных спутников Земли (ИСЗ) при различных вариантах построения РРЛ.
Научная новизна проведенных в диссертационной работе исследований заключается в том, что в ней даны определения и количественные оценки оптимальных значений энергетических параметров радиорелейной аппаратуры аналоговых РРЛ и соответствующих им длин пролетов при передаче многоканальных телефонных сообщений с ЧРК-ЧМ и телевизионных сигналов, а также исследованы возможности сокращения необходимых энергетических параметров аппаратуры ЦРРЛ при укорочении пролетов. - II -
Получены формулы для статистических распределений амплитудно-частотных и фазово-частотных искажений, вызванных селективностью интерференционных замираний. Это позволило учесть влияние указанных искажений на качественные показатели ЦРРЛ с фазовой манипуляцией и дать рекомендации по выбору таких значений длин пролетов, при которых влияние селективных замираний на устойчивость работы ЦРРЛ практически не сказывается.
Анализируется избыточность энергетических параметров существующей радиорелейной аппаратуры, работающей в диапазонах частот 2*8 ГГц, при традиционном построений РРЛ по сравнению со значениями этих параметров, соответствующих оптимальным вариантам построения РРЛ. Показано, что за счет устранения указанной избыточности при соответствующем сокращении длин пролетов возможно увеличение плотности сети РРЛ в 2,2-2,7 раза в каждом рассматриваемом частотном диапазоне. Это позволяет существенно повысить эффективность использования полос частот, выделенных для радиорелейной связи. Количественный анализ этой эффективности производится с помощью предлагаемых в диссертации линейного и сетевого критериев энергетической загрузки.
Практическая значимость полученных результатов состоит в том, что они могут служить основной для технико-экономического анализа различных вариантов модернизации и построения сети аналоговых и цифровых РРЛ с целью выбора оптимальных энергетических параметров радиорелейного оборудования при соответствующем сокращении длин пролетов с учетом получающейся при этом значительной экономии частотных полос и улучшения условий ЭМС РРЛ с другими радиосистемами.
Методы исследования. При исследованиях, проведенных в данной диссертационной работе, применялась теория случайных процессов и методы статистической радиотехники. Для сложных расчетов широко использовались ЭВМ серии ЕС / ЕС - 1055, ЕС - 1060 /.
Апробация работы. Результаты диссертационной работы докладывались на конференциях профессорско-преподавательского состава МЭИС в 1981, 1983 гг., на Всесоюзном научно-техническом совещании "Проблемы электромагнитной совместимости радиоэлектронных средств (Таганрог, 1982 г.). Часть материалов третьей главы была направлена в качестве Вклада СССР в 9-ю Исследовательскую Комиссию МККР и нашла отражение в документах промежуточного собрания этой Комиссии в 1984 г.
Внедрение и использование материалов работы. Результаты диссертационной работы были внедрены в Центральном научно-исследовательском институте связи (ЦНИИС) при создании цифровых радиорелейных систем передачи для местных сетей связи. Материалы второй главы диссертаций были использованы при разработке цифровой радиолинии в ГОСТЕЛЕРАДИО СССР. Часть результатов третьей главы диссертации была использована в Отчете 784 9-ой Исследовательской Комиссии МККР. Документы, подтверждающие внедрение и использование результатов, приведены в приложении.
Публикации. По материалам диссертаций опубликовано 7 печатных работ [II, 12, 30, 46, 47, 48, 68] в журнале "Электросвязь" и сборниках "Труды НИИР", "Труды учебных Институтов связи". Работы [12, 46, 68] написаны в соавторстве. В настоящее время приняты к публикации еще 2 статьи [81, 82] в журнале "Электросвязь" и сборнике "Труды НИИР". Справки из редакций указанных журналов приведены в приложении.
На защиту выносятся:
Линейный и сетевой критерии энергетической загрузки, позволяющие проанализировать эффективность использования полос частот, выделенных для радиорелейной связи, при различных вариантах построения РРЛ.
Метод определения минимальных значений энергетических па- - ІЗ - раметров радиорелейной аппаратуры и соответствующих оптимальных длин пролетов аналоговых РРЛ, при условии обеспечения требуемых качественных показателей каналов. Доказывается, что оптимальные длины пролетов для современных аналоговых РРЛ оказываются в 2*2,5 раза меньше традиционно принятых, а мощность, излучаемая каждой РРС, при указанном сокращении длин пролетов может быть снижена на 10*20 дБ. Для цифровых РРЛ уменьшение длин пролетов в 1,8*2,5 раза по сравнению с используемыми в настоящее время средними значениями позволяет уменьшить необходимую излучаемую мощность каждой станции на 16*18 дБ. В результате сокращения длин пролетов устраняется избыточность энергетических параметров радиорелейного оборудования, которая, при достаточно больших длинах пролетов, обусловлена необходимостью компенсации глубоких падений уровня сигнала вследствие замираний.
3. Метод расчета статистических распределений искажений моду- . ля и фазы коэффициента передачи тракта распространения (т.е. амплитудно-частотных и фазово-частотных искажений этого тракта), вызванных селективностью интерференционных замираний сигнала. Показано, что сокращение длин пролетов позволяет существенно уменьшить влияние частотно-селективных замираний на устойчивость работы цифровых РРЛ при многократной фазовой манипуляции, используемой в современных РРЛ.
4-. Модель сети параллельных РРЛ, на примере которой показано, что сокращение длин пролетов до значений, близких к оптимальным, позволяет существенно (в 2*2,5 раза) повысить плотность сети РРЛ, а также приводит к более эффективному использованию полос частот, выделенных для радиорелейной связи. В случае построения сети РРЛ с большой плотностью, сокращение длин пролетов дает возможность экономии частотных полос.
5. Снижение энергетических параметров радиорелейного оборудова- нйя при соответствующем сокращении длин пролетов существенно улучшает условия ЭМС РРС с земными и космическими станциями систем спутниковой связи, в результате чего, например, возможно уменьшение координационного расстояния между РРС и приемными земными станциями спутниковых систем связи примерно на 2.5%.
Линейный критерий энергетической загрузки
Применительно к любой системе передачи, использующей ретрансляционный принцип, линейный критерий энергетической загрузки используемой полосы частот A-f может быть представлен в виде скорость передачи цифровой информации Вц» бит/с).
Очевидно, что величина Т имеет обратный смысл по отношению к величине 3 » определяемой формулой (I.I). Наиболее эффективному использованию полосы частот, выделенной для данной системы передачи, будут соответствовать минимальные значения I д .
Из формулы (1.2) видно, что величина І Л представляется в виде произведения величины Ат /Кц, характеризующей, как и в формуле (I.I), эффективность применяемого способа передачи информации, на величину У Р. 6 /L » определяющую удельные затраты излучаемой мощности на один километр линии. Последняя величина, впервые введенная автором в [II,12J , универсальным и однозначным образом характеризует удельные энергетические затраты для любой системы передачи с ретрансляцией сигналов, а также учитывает возможную спектральную неоднородность излучаемой мощности. Естественно, что вели чина V Р. б . в формуле (1.2) подразумевается такой, при которой обеспечивается требуемое качество передаваемой информации при данном варианте построения РРЛ без учета меш ющего воздействия других радиосистем, работающих в совмещенных полосах частот.
Величина произведения Р. и . в формуле (1.2) определяет значение излучаемой мощности в направлении максимума излучения пере - 18 -Дающей антенны L -ой станции. Поэтому с точки зрения условий ЭМС рассматриваемой системы передачи с другими радиосистемами, работающими в совмещенных полосах частот, формула (1.2) определяет экстремальные условия, соответствующие максимальным значениям координационных расстояний между системами. Под координационным расстоянием здесь, как обычно, понимается такое расстояние, за пределами которого обеспечивается нормальное функционирование радиосистем, работающих в совмещенных полосах частот.
Анализ энергетической 8агрузки полос частот РРЛ прямой видимости, проводимый в последующих главах диссертации, основан на предположении об однородности линии. Эхо подразумевает, что, как и при определении гипотетических эталонных цепей, рассматриваемые РРЛ состоят из N однотипных пролетов длиной R , км, оборудованных идентичной аппаратурой. Такое предположение оправдано тем, что на каждой РРЛ из соображений удобства эксплуатации применяется однотипная аппаратура. Кроме того, при проектировании линий всегда стараются избежать большого разброса длин пролетов. Наличие очень коротких пролетов по сравнению со средней протяженностью остальных пролетов существенно снижает технико-экономические показатели линии. Чрезмерное увеличение длины некоторых пролетов по сравнению со средним значением, может привести к тому, что из-за значительной дисперсии уровня принимаемого сигнала, вызванной глубокими замираниями на таких пролетах, произойдет значительное снижение устойчивости работы всей линии.
Причины случайных изменений уровней сигнала на входе приемников РРС и их общие статистические характеристики .
Причинами случайных изменений во времени уровней сигнала на входе приемников РРС, или как принято говорить замираний сигналов, являются пространственно-временные вариации строения нижних слоев тропосферы, вызванные случайными изменениями метеорологических условий.
На пролетах РРЛ возможны следующие виды замираний сигнала:
1. Субрефракционные замирания, вызванные уменьшением просвета на трассе при увеличении вертикального градиента диэлектрической проницаемости воздуха fy и попаданием точки приема в область тени. Эти замирания имеют большой квазипериод изменений и обладают очень слабой частотной зависимостью в пределах спектра передаваемых час«-тот LI5J .
2. Интерференционные замирания, вызванные приходом в точку приема волны, отраженной от земной поверхности. При изменении в область отрицательных значений, точка приема может попадать в интерференционные минимумы, глубина которых тем больше, чем ближе к единице модуль коэффициента отражения от земной поверхности. Квазипериод таких замираний при глубине порядка (-25) (-35) дБ составляет от секунды до десятков секунд. Они имеют частотноселек-тивный характер в пределах спектра передаваемых частот LI5J .
3. Интерференционные замирания из-за прихода в точку приема волн, отраженных от слоистых неоднородностей тропосферы с резким скачком диэлектрической проницаемости воздуха Эти замирания имеют наиболее быстрый характер. Так при глубине (-25) (-35) дБ их квазипериод составляет от долей секунд до нескольких секунд. Частотная селективность таких замираний также сильно выражена LI5J .
4. Замирания из-за ослабления, вносимого диаграммами направленности передающей и приемной антенн при вариациях углов выхода и прихода радиоволн, вызванных случайными изменениями условий рефракции радиоволн в тропосфере. Глубина таких замираний тем больше, чем больше длина пролета и чем выше коэффициенты усиления антенн. Практически они становятся заметными, если коэффициенты усиления антенн превышают примерно 43 дБ. Замирания такого типа вызывают медленные изменения уровня сигнала и не обладают частотной селек - 28 тивностью ІГ7І
5. Замирания, вызванные ослаблением электромагнитной энергии в гидрометеорах (в дожде, тумане, снеге, граде и т.д.). Это ослабление обусловлено рассеянием радиоволн на отдельных гидрометеорных частицах, а также тепловыми потерями в этих частицах. Данный тип замираний становится заметным на частотах выше 7 ГГц. Длительность таких замираний достаточно велика и определяется временем пребывания очага гидрометеоров на трассе. Частотная зависимость их глубины в пределах спектра передаваемых частот незначительна
Необходимо отметить, что интерференционные замирания, вызванные отражением радиоволя как от земной поверхности, так и от слоистых неоднородностей в тропосфере имеют относительно небольшой масштаб пространственной корреляции в вертикальном направлении. Эта особенность позволяет применять сдвоенный прием с разнесением приемных антенн по высоте для борьбы с такими замираниями с целью повышения устойчивости работы РРЛ.
Аналоговые РРЛ. Передача многоканальных телефонных сообщений с ЧРК-ЧМ
В [5,22] рассмотрен вопрос об оптимальных значениях энергетических параметров радиорелейной аппаратуры с точки зрения получения минимума излучаемой мощности при передаче по аналоговым РРЛ многоканальных телефонных сообщений с ЧРК-ЧМ. В этих работах определялась оптимальная длина пролета RcnT , при которой обеспечивается для заданной мощности шума в каналах на выходе линии, минимальные значения энергетических параметров аппаратуры или при заданных энергетических параметрах мощность шума в каналах минимальна. Однако в [5\ , оптимальная длина пролета определялась в предположении, что значения Копт настолько малы, что замираниями сигналов на пролетах РРЛ можно пренебречь. В 1.22І при определении Ronr учитывалась статистика замираний, но во всех указанных работах не принималась во внимание зависимости потерь в антенно-фи-дерных трактах (АФТ) РРЛ, от длины пролета R , а также мощности нелинейных переходных шумов, вызванных отражениями в АФТ. Эти зависимости проявляются, если радиорелейная аппаратура размещается в наземных технических зданиях или контейнерах из-за возрастания высот подвеса антенн при увеличении R .
В [4-7,48] определены оптимальные значения излучаемой мощности и величины копт для аналоговых РРЛ при передаче многоканальных телефонных сообщений с ЧРК-ЧМ, исходя из выполнения требований к мощности шума на выходе каналов, превышаемого не более чем в 20% времени. При анализе учитывались статистика замираний в диапазонах частот 2 8 ГГц, а также зависимости потерь и нелинейных переходных шумов в АФТ от длин пролетов.
Модель сети и общие исходные соотношения
Пусть РРЛ, составляющие сеть, располагаются на территории пря-моугольной конфигурации с размерами DXL , км (см.рис.4.1, 4.2). Будем считать, что при построении сети используется двух-частотный план, позволяющий наиболее экономично и эффективно использовать выделенную полосу частот. Предположим, что все РРЛ оборудованы однотипной аппаратурой,работающей в совмещенной полосе частот, все длины пролетов R.r на линиях равны, территориальное разнесение между всеми соседними РРЛ одинаково и равно & $..
Два возможных варианта чередования частот в каждой РРЛ показаны на рис.4.1, 4.2. На рис.4.1 показана схема, в которой частоты передачи оконечных станций меняются, на рис.4.2 - схема, в которой эти частоты совпадают. Стрелками, размещенными около каждой станции, показаны направления основных излучений передатчиков на указанных частотах. Стрелки, изображенные пунктирными линиями, показывают направления, с которых на приемники РРС приходят мешающие сигналы. Рассмотрим взаимные помехи лишь между параллельными линиями, считая, что помехи от линий, входящих в состав сети и проходящих примерно в перпендикулярном направлении линиям, показанным на рис.4.1, 4.2, устраняются за счет соответствующего частотного разнесения. Не будем учитывать зигзагообразность построения каждой из линий. Последнее допущение возможно потому, что в сети РРЛ изменение уровней мешающих сигналов при зигзагообразном построении каждой линии, может быть как в сторону увеличения, так и в сторону уменьшения, а требуемое линейное отклонение расположения станций от дуги большого круга практически не зависит от R (см.раздел 4.5).
Взаимные помехи между радиорелейными станциями и космическими станциями спутниковых систем связи
Для спутниковых систем связи и РРЛ прямой видимости, использующих совмещенные полосы частот, Регламентом радиосвязи установлены ограничения на энергетические параметры указанных радиосистем.
Для защиты приемников КС, находящихся на геостационарной орбите, излучаемая мощность РРС в направлении на геостационарную орбиту не должна превышать 4-7 дБВт в диапазонах частот ЫО ГГц и 45 дБВт в диапазонах частот 10 15 ГГц. Максимальное значение излучаемой мощности РРС должно быть не более 55 дБВт во всех указанных диапазонах частот. Поэтому снижение излучаемой мощности РРС даже на 8 10 дБ практически полностью устранит мешающее воздействие передатчиков РРС на приемники космических станций и избавит от необходимости проектирования РРЛ так, чтобы обеспечить необходимую защиту геостационарной орбиты. В ряде случаев это может привести к заметному снижению затрат на строительство РРЛ [б] .
Для защиты приемников РРС от мешающих воздействий передатчиков КС Регламентом радиосвязи [із] ограничивается плотность потока мощности у земной поверхности. В полосах частот, выделенных для совместного использования наземными системами радиосвязи и системами спутниковой связи с применением геостационарных ИСЗ, значения предельно допустимой плотности потока мощности в условной полосе частот Д. -Р = 4- кГц - П., при углах прихода мешающего из лучения над горизонтальной плоскостью, меньших 5.
