Радиорелейные и спутниковые системы передачи специального назначения
Покупка
Основная коллекция
Тематика:
Цифровая связь. Телекоммуникации
Издательство:
Научная книга
Составитель:
Морозов Виктор Олегович
Год издания: 2022
Кол-во страниц: 48
Дополнительно
Вид издания:
Учебно-методическая литература
Уровень образования:
ВО - Специалитет
Артикул: 803024.01.99
В рекомендациях представлена методика проектирования цифровых радиорелейных линий на ведомственной сети связи УИС, а также пример выполнения соответствующей курсовой работы.
Предназначены для обучающихся по специальности 11.05.04 Инфокоммуникационные технологии и системы специальной связи.
Могут быть полезны для практических работников территориальных органов ФСИН России.
Тематика:
ББК:
УДК:
ОКСО:
- ВО - Специалитет
- 11.05.04: Инфокоммуникационные технологии и системы специальной связи
- 40.05.02: Правоохранительная деятельность
ГРНТИ:
Скопировать запись
Фрагмент текстового слоя документа размещен для индексирующих роботов.
Для полноценной работы с документом, пожалуйста, перейдите в
ридер.
ФЕДЕРАЛЬНАЯ СЛУЖБА ИСПОЛНЕНИЯ НАКАЗАНИЙ ФЕДЕРАЛЬНОЕ КАЗЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ ВОРОНЕЖСКИЙ ИНСТИТУТ ФСИН РОССИИ Кафедра технических комплексов охраны и связи Радиорелейные и спутниковые системы передачи специального назначения: методические рекомендации по выполнению курсовой работы Воронеж 2022
УДК 621.397 ББК 32.94 Р15 Утверждено методическим советом Воронежского института ФСИН России 19 мая 2022 г., протокол № 9 Рецензенты: начальник Центра инженерно-технического обеспечения и вооружения УФСИН России по Воронежской области Д. В. Попов; начальник кафедры основ радиотехники и электроники Воронежского института ФСИН России кандидат технических наук, доцент Р. Н. Андреев Радиорелейные и спутниковые системы передачи специального назначения : методические рекомендации по выполнению курсовой работы / сост. В. О. Морозов; ФКОУ ВО Воронежский институт ФСИН России. – Воронеж, 2022. – 48 с. В рекомендациях представлена методика проектирования цифровых радиорелейных линий на ведомственной сети связи УИС, а также пример выполнения соответствующей курсовой работы. Предназначены для обучающихся по специальности 11.05.04 Инфокоммуникационные технологии и системы специальной связи. Могут быть полезны для практических работников территориальных органов ФСИН России. УДК 621.397 ББК 32.94 Издано в авторской редакции Составление. Морозов В.О., 2022 ФКОУ ВО Воронежский институт ФСИН России, 2022 Р15
Содержание Введение 1 ЗАДАНИЕ НА КУРСОВУЮ РАБОТУ 1.1 Цель, задачи и структура курсовой работы 1.2 Требования к оформлению отчета по курсовой работе 1.3 Задание на курсовую работу 2 ВЫБОР ОБОРУДОВАНИЯ И ТРАССЫ ЦИФРОВОЙ РАДИОРЕ- ЛЕЙНОЙ ЛИНИИ 2.1 Выбор оборудования цифровой радиорелейной системы передачи и определение ее параметров 2.2 Построение трассы радиорелейной линии 3 ПОСТРОЕНИЕ ПРОДОЛЬНОГО ПРОФИЛЯ ИНТЕРВАЛА 3.1 Построение продольного профиля интервала по топографической карте местности 3.2 Определение высот подвеса антенн на интервале 3.3 Расчет уровней сигналов на входе приемника 4 РАСЧЕТ УРОВНЯ ПОМЕХ НА ВХОДЕ ПРИЕМНИКА 4.1 Расчет уровня помех дальнего распространения 4.2 Расчет уровня помех от передатчиков встречного направления 4.3 Расчет показателей качества по ошибкам Заключение Список рекомендуемой литературы 4 5 5 6 7 9 9 18 21 21 25 28 32 32 33 35 46 47
Введение Связь в уголовно-исполнительной системе является неотъемлемой частью управления. Поддержание связи в постоянной готовности – важнейшая задача специалистов. При организации связи в территориальных органах приоритет отводится организации проводной связи. Радиорелейная связь в территориальных органах выступает в основном в роли резервной связи, которая также должна находиться в постоянной готовности к использованию. Составитель настоящих методических рекомендаций поставил своей целью разработать основной комплекс вопросов, посвященных проектированию цифровых радиорелейных линий, необходимых для привязки сетей доступа учреждений УИС к узлам связи. Целью выполнения рассматриваемой курсовой работы является развитие навыков самостоятельного решения задач по проектированию цифровых радиорелейных линий в территориальных органах УИС. Методические рекомендации предназначены для курсантов и слушателей, обучающихся по техническим специальностям.
1 ЗАДАНИЕ НА КУРСОВУЮ РАБОТУ 1.1 Цель, задачи и структура курсовой работы Основной целью курсовой работы является построение цифровой радио- релейной линии прямой видимости. Задачи работы состоят в определении рекомендаций, касающихся выбора необходимого оборудования и построения трассы цифровой радиорелейной линии, расчете параметров цифровой радиорелейной линии, оценке качествен- ных показателей и описании функционирования оконечной цифровой станции заданного функционала. В процессе выполнения работы обосновываются принятые решения, осуществляются необходимые графические построения, осуществляются рас- четы и производятся выводы по полученным результатам. При проведении рас- четов и построении профиля РРЛ необходимо добиться результатов, которые обеспечат оптимальное соотношение между требуемыми техническими харак- теристиками, затратами на построение ЦРРЛ и качеством связи. Курсовая работа должна содержать следующие разделы: Введение. Основной текст: – выбор типа аппаратуры и расчет ее параметров; – построение трассы цифровой радиорелейной линии; – построение профиля интервала; – определение высот подвеса антенн на интервале; – расчет уровней входных сигналов и построение диаграммы уровней на интервале; – расчет энергетического запаса на замирания радиосигнала и уровня помех;
– проверка устойчивой работы проектируемой радиолинии по показате- лям качества. Заключение. Список использованных источников. Приложения. Графический материал представлять в формате А4 и должен содержать: – копию карты местности с нанесенной трассой РРЛ; – профиль интервала. Общий объем расчетно-пояснительной записки к проекту должен состав- лять 30…35 страниц. 1.2 Требования к оформлению отчета по курсовой работе Отчет по курсовой работе состоит из титульного листа, задания на курсо- вую работу, содержания, введения, основного текста по техническому обосно- ванию, заключения, используемых источников и приложений. Отчет выполня- ют на листах формата А4 с применением печатающих устройств. Задание по курсовой работе заполняют согласно стандартной форме и ос- новные разделы согласовывают с преподавателем. Все расчеты в тексте производят по формулам, которые перед выполне- нием вычислений записываются в общем виде. Формулы нумеруют по порядку данного раздела. При значительном количестве однотипных расчетов результа- ты необходимо свести в таблицы. Графические материалы выполняют на обыч- ных листах или миллиметровой бумаге вручную, соблюдая правила черчения и ГОСТы. Рисунки и таблицы нумеруют по порядку в рамках раздела. Большой по размеру графический материал выносится в приложение.
Заключение помещают на отдельной странице. В заключении необходи- мо перечислить основные результаты, характеризующие степень достижения целей курсовой работы. Список использованных источников следует выполнять по ГОСТ 7.1- 2003. Правила оформления приложений изложены в ГОСТ 2.105-95. Курсовая работа подписывается обучающимся с указанием даты выпол- нения. Полный объем требований к оформлению пояснительной записки и чер- тежей изложен в стандарте предприятия СТП-П-01-2008. 1.3 Задание на курсовую работу Каждый обучающийся получает индивидуальное задание на курсовой проект в соответствии порядковым номером в учебном журнале. Задание оформляется на стандартном бланке с указанием исходных данных, содержания работы по разделам. Задание подписывается обучающимся и преподавателем кафедры. В зависимости от назначения ЦРРЛ и подготовленности обучающихся содержание курсовой работы может корректироваться и усложняться преподавателем. Например, преподаватель предлагает произвести оптимальный выбор просветов на интервалах трассы ЦРРЛ, обеспечить минимальную высоту подвеса антенн и оптимальную конструкцию антенно-мачтовых устройств, организовать устойчивую радиосвязь в условиях воздействия помех или в сложных условиях распространения сигналов. Выполнить компьютерную оптимизацию ЦРРЛ по критерию ее эффективности при обеспечении заданных характеристик за счет снижения затрат на антенные сооружения, фидерные тракты, эксплуатацию и др.
Точки интервала на топографической карте для обучающегося определяет преподаватель. Данные точки будут выбираться на сайте общедоступных сайтах, например, www.opentopomap.ru и др. Одной из целей курсовой работы является отработка навыков работы с топографическими картами. Выбор типов, размеров антенн произвести в соответствии с классификацией диапазонов радиорелейных систем передачи. Таблица 1.1 Технические характеристики ЦРРСП № вар. Пропускная способность Вид модуляции Диапазон частот, ГГц Уровень мощности передатчика, ДБм Коэф. шума приемника, ДБ Интервал, км Схема ре- зервиро- вания Тип и скорость кода 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 2Е1 QPSK 18 20 4 10 1+0 RСК =2/3 2 3Е1 QPSK 15 22 4 14 1+0 RСК =3/4 3 4Е1 4-ФМ 13 24 3,5 12 1+0 RСК =7/8 4 Е2 4-ФМ 15 24 3,5 15 1+1 RРС =0,8 5 2Е2 8-ФМ 26 20 3 11 1+0 RСК =5/6 6 3Е2 QPSK 22 22 3 10 1+0 RСК =3/4 7 4Е2 16-QАМ 15 24 3,5 14 1+0 RСК =7/8 8 Е3 16-QАМ 18 26 3,5 12 1+1 RК =1 9 2Е3 16-QАМ 38 20 7 7 1+0 RРС =0,82 10 3Е3 32-QАМ 26 18 4,5 12 1+0 RСК =2/3 11 4Е3 32-QАМ 18 24 4,5 10 1+0 RСК =3/4 12 Е4 64-QАМ 11 26 3 10 1+1 RСК =5/6 13 Е4 128-QАМ 8 28 2,5 12 1+0 RРС =0,84 14 STM-0 64-QАМ 6 30 2,5 10 1+1 RСК =2/3; RСК=0,92 15 STM-0 32-QАМ 4 32 2 9 1+0 RСК =3/4 16 STM-1 32-QАМ 6 36 2 8 1+0 RСК =5/6; RСК=0,92 17 STM-1 64-QАМ 6 34 2 8 1+0 RСК =7/8 18 STM-1 128-QАМ 8 32 3 8 1+1 RРС =0,8 19 8Е1 8-ФМ 11 30 3,5 8 1+0 RСК =2/3 20 16Е1 8-ФМ 15 28 4 10 1+0 RСК =3/4 Примечания – 1 Скорость информационных данных: E1 – 2,048 Мбит/c; E2 – 8,448 Мбит/c; E3 – 34,368 Мбит/c; E4 – 139,264 Мбит/c; STM-0 – 51,84 Мбит/c; STM-1 – 155,52 Мбит/c . 2 RСК, RРС – относительная скорость сверточного и блочного кодов соответственно.
2 ВЫБОР ОБОРУДОВАНИЯ И ТРАССЫ ЦИФРОВОЙ РАДИОРЕЛЕЙНОЙ ЛИНИИ Несмотря на то, что курсовая работа имеет статус учебной, при ее выполнении следует придерживаться принципов инженерного проектирования. В частности, необходимо провести обоснованный выбор оборудования станций, их мест установки и высот антенных опор. Выполнить расчет базовых параметров. Продуманно построить трассу заданного направления с учетом ее «зигза- гообразности» и альтернативных решений [2]. 2.1 Выбор оборудования цифровой радиорелейной системы передачи и определение ее параметров В соответствии с заданием на курсовую работу, необходимо произвести выбор оборудования и дать ему краткое описание (назначение, особенности построения, базовая комплектация и др.). По техническим характеристикам на оборудование необходимо сформировать таблицу с указанием следующих параметров: - рабочий диапазон частот; - средняя длина интервалов RСР; - частотный разнос FР между соседними каналами плана частот; - вид модуляции; - ширина полосы ВЧ радиотракта ∆FВЧ; - спектральная эффективность γС; - мощность передатчика PПД; - коэффициент шума приемника nШ; - тип, диаметр и усиление антенн g0; - пороговая чувствительность приемника pПОР;
- коэффициент системы KСИС; - способы и параметры помехоустойчивого кодирования; - допустимый уровень помехи на совпадающей частоте pПОМ. Если отсутствует необходимая информация о вышеперечисленных пара- метрах оборудования, то недостающие значения выбирают или рассчитывают на основании следующих рекомендаций: 1. Средняя длина интервалов RСР принимается равной: 45…55 км для частот до 6 ГГц; 35…45 км для 8 ГГц; 30…35 км для 11 ГГц; 20...22 км для 18 ГГц; 12…15 км для 30 ГГц и 6…8 км для 40 ГГц. 2. Разнос частот приема и передачи устанавливается на основании плана частот, рекомендованного МСЭ-Р (например, F.746) в соответствии с диапазоном частот системы. В диапазонах частот около 11, 15, 18, 23, 26, 38 ГГц разнос составляет: 530 МГц; 728/420 МГц; 1008/1010 МГц; 1008/1232 МГц; 1008/1260 МГц. 3. Полоса радиотракта ∆FВЧ при известных значениях общей скорости сигнала BB0BВ на выходе мультиплексора, порядка модуляции M (многопо- зиционной QАМ или ФМ) и относительной скорости кодирования RК опреде- ляется по формуле: ∆FВЧ = B · bP/(log2M) · RК = bP·BС , Гц (2.1) где B0 – информационная скорость передаваемых данных, бит/с; ВB – скорость передачи вспомогательных данных по служебным и дополнительным каналам, примерно равная (3…5) % от B0, бит/с; bP – коэффициент расширения полосы радиотракта относительно теоретически необходимой и равный 1,15…1,35; m log2M – кратность модуляции; ВС – символьная скорость, характеризующая число переданных радиосимволов в единицу времени, симв/с.
4. Разнос частот между соседними каналами частотного плана уста- навливается в соответствии с полученным значением ∆FВЧ . Величина Fр ∆FВЧ кратна 3,5 МГц и может составлять 7, 14, 28 или 56 МГц. Например, при скоро- сти данных B0 155,52 Мбит/с и модуляции 128-QАМ значение FP = 28 МГц, при модуляции 32-QАМ и наличии помехоустойчивого кодирования значение FР = 56 МГц. Спектральная эффективность с характеризует меру использования по- лосы частот радиотракта ЦРРСП для передачи требуемого объема данных и определяется по формуле: с = , (бит/с) / Гц (2.2) Максимальное усиление антенн g0 в зависимости от протяженности ин- тервалов РРЛ выбирается в диапазоне значений 35…45 ДБ и рассчитывается по формуле: g0 = 20lgdА + 20lgfP + 10lgkИ + 20,4 ДБ, (2.3) где dА – диаметр параболической антенны, м; fР – рабочая частота, ГГц; kИ – ко- эффициент использования поверхности зеркала антенны, равный 0,55…0,6 для прямофокусных, 0,6…0,7 для офсетных однозеркальных и 0,7…0,75 для двух- зеркальных антенн с модифицированным профилем. При заданном усилении антенны ее диаметр составляет: А = Р ∙И ∙ 10,(,), м. (2.4) Выбирая тип и размеры антенн, следует учитывать, что большеразмерные антенны обладают высокой пространственной избирательностью, существен- ным ослаблением помех с боковых направлений и позволяют повысить энерге-