автореферат диссертации по радиотехнике и связи, 05.12.13, диссертация на тему:Анализ условий ЭМС малоканальных радиорелейных систем и спутниковых систем радиовещания, работающих в общих полосах частот

Б ь ИЮН ^

МИНИСТЕРСТВО СВЯЗИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ МОСКОВСКИЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ СВЯЗИ И ИНФОРМАТИКИ

На правах рукописи.'

Муашар Вахбе

УЛК 654.16:621.391.82: 621.391.827

АНАЛИЗ УСЛОВИЙ оМС МАЛОКАНАЛЬНЫХ РАДИОРЕЛЕЙНЫХ СИСТЕМ И СПУТНИКОВЫХ СИСТЕМ РАДИОВЕЩАНИЯ, РАБОТАЮЩИХ В ОБЩИХ ПОЛОСАХ ЧАСТОТ

Специальность 05.12.13 системы и устройства радиотехники и связи

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва 1997

Работа выполнена в Московском техническом университете связи и информатики

Научный руководитель - кандидат технических наук,

профессор Калашников Н.И.

Официальные оппоненты - доктор технических наук ,

профессор Венедиктов М.Д.

- кандидат технических наук , Доцент Попандопудо П.Г.

Ведущее предприятие : Поволжский институт информатики, радиотехники и связи .

Защита диссертация состоится г.

в "/^"^часов на заседании диссертационного совета К 118.06.03 Московского ордена Трудового Красного Знамени технического университета связи и информатики по адресу: 111024,Москва,Авиамоторная улица,дом 8-а.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке университета.

Автореферат разослан

Ученый секретарь

К 118. 06. 03 , к.т. н.г8Ф?нт

1997 г.

ева О.В.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. В течении последних лет чаще возникает потребность в организации связи между малонаселенными пунктами,расположенными на сравнительно небольших расстояниях, удаленных как друг от друга так иногда и от автоматических телефонных станций.Это приводит к быстрому развитию наземных систем радиотелефонной связи,технической основой создания которых являются малоканальные РРЛ (MPPJI), включая аналоговые (АМРРЛ) и цифровые (ЦМРРЛ). В соответствии с Регламентом радиосвязи МРРЛ могут работать в различных полосах частот от 0.4 до 12 ГГц, в которых на совместной основе работают различные радиослужбы (подвижная, фиксированная, радииолокационная, радиовещательная спутниковая и др.).

Вопрос об организации спутниковой системы радиовещания рассматривался уже давно. В марте 1991 г. подготовительное совещание к ВАКР 1992 г отметило значительный прогресс в изучении возможностей систем спутникового радиовещания (ССРВ) и рекомендовало дополнительное выделение полосы частот вблизи 1.5 ГГц, которая на совместной основе используется РРЛ.

Отметим, что ранее в соответствии с Регламентом радиосвязи для ССРВ и РРЛ были выделены и другие полосы частот,используемые на совместной основе , хотя условия совместного использования этими службами , были изучены еще недостаточно.Последнее следует из документов .принятых и регулярно пересматриваемых МККР начиная с 1979г. Это определяет актуальность темы диссертации. -

Диссертация посвящена анализу условий ЕМС при совместном использовании полосы частот МРРЛ и ССРВ при передаче сигналов в цифровой и аналоговой форме. Для АМРРЛ анализ приводится с учетом возможного изменения загрузки группового спектра в течение суток, поскольку это приводит к изменению структуры энергетического спектра радиосигналов и следовательно к изменению уровня мешающих сигналов (МС) и особенностей ЭМС .

Цель работы. Анализ условий SMC между различными МРРЛ, а также между ССРВ и МРРЛ, работающих в общих полосах частот при цифровых и аналоговых методах передачи сигналов. При этом исследуются необходимые условия географического расположения МРРЛ и ССРВ относительно друг друга, обеспечивающие выполне-

ние Рекомендаций МККР на качественные показатели систем связи и их SMC.

Методы исследования. В работе использовались методы статистической радиотехники,теории вероятности и случайных процессов,математическая статистика.Для различных исследований и сопоставлений широко использовались расчеты г.", ЭВМ.

Научная новизна данной работы.

- Определены условия совместного использования полос радиочастот МРРЛ и АССРВ или ЦССРВ при различных географическом расположении; таким образом проведен анализ вопроса, поставленного МККР, о возможности работы этих систем в общих полосах частот ;

- рассмотрены условия работы АМРРЛ в общих полосах частот с АМРРЛ и ЦМРРЛ ;

- определена вероятность ошибочного приема ЦМРРЛ при различных вариантах взаимодействия основной и мешающей систем радиосвязи ;

- выполнен анализ помех в АМРРЛ, вызванных мешающим сигналом, модулированным по частоте групповым спектром при частотном разделении телефонных каналов при полной и неполной загрузке,а также при передаче речевых или музыкальных произведений;

- проведен анализ характеристик энергетического спектра ЧМ радиосигнала, модулированного либо малоканальным телефонным сигналом с частотным разделением каналов при изменении загрузки группового тракта, либо различными звуковыми вещательными сигналами (речь .оркестр,фортепьяно,камерная и симфоническая музыка);

Практическая значимость Материалы , полученные в диссертации,могут быть использованы в научно-иссле-довательных и проектных организациях при планировании и разработке МРРЛ или ССРВ, работающих в общих полосах частот.Кроме того полученные исследования дают возможность дополнить и уточнить Отчеты МККР 379-6 и 965-1.

Диссертация является частью исследовательской работы, проводимой на кафедре систем радиосвязи МТУСИ.

Основные положения, выносимые на защиту: - анализ условий SMC и спектра радиосигнала,модулированного но частоте малоканальным сигналом с частотным разделением телефонных каналов при изменении загрузки ;

- анализ энергетического спектра радиосигнала, модулированного по частоте сигналом звукового вещания (СЗВ) в виде речи или различных музыкальных произведений (оркестр .фортепьяно,камерная и симфоническая музыка)

- результаты определения коэффициента ослабления помехи (КОП) , характеризующего уровень помех, вызванных мешающим сигналом (МС) на выходе телефонных каналов при АМРРЛ ;

- определение условий совместной работы МРРЛ и ССРВ при передаче сигналов в цифровой и аналоговой форме при различных вариантах географического расположения этих систем. ■ ■

Личное участие. Работа выполнена лично аспирантом.

Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы докладывались на Научно-технических конференциях профессорско-преподавательского состава (МИС) МТУСИ в 1989-1996Г [1,2,3,4,6,6].

Структура и объем работы. Работа состоит из введения, четырех глав и приложений, в которых приводятся выводы некоторых формул .используемых в диссертации .

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обосновывается актуальность темы ¡формулируются цель и задачи работы .приводятся основные результаты выносимые на защиту,а так же формулируется научная новизна полученных результатов.

В первой главе на основании литературных данных приводятся параметры цифровых и аналоговых малоканальных РРЛ (МРРЛ) и систем спутникового радиовещания и качественные показатели, принятые МККР. Приводятся схемы сетей , на основе которых анализируется ЭМС МРРЛ, работающих в совместных полосах частот с другими системами радиосвязи и радиослужбами.

Схема сети МРРЛ с учетом воздействия мешающее сигналоз от космической станции (КС) ССРВ изображена на рис.1. Для приведенной схемы получена об идя формула (1), определяющая величину мощности помех Рп (202), превышающих допустимое значение в течение 20Z времени наихудшего месяца, возникающих на выходе линии за счёт воздействия МС от каждой РРЛ и от ССРВ на все РРС центральный РРЛ .

10

9

/ Ni M2-1 Ni N2

Pn(ZOX) - - -j Ак+У ^Au(207.) У"ли(20%)^ (1)

^ Î-Zn-1 3—(M2-l) i-Zn-1 j—N2 /

здесь:

r Pc вих | ^ j" Pnc ix \

* Pn i_rv • * Г\лг. T> V '

Pn aux ' V Pue

Pc BUX , Pnc SX

Обозначая Чвих -10 1g - и qax = 101g -

Pn aux P«c bx

найдем эе = qBux - Чвх ■ (2)

Отметим ,что согласно рекомендации МККР для РРЛ протяженностью до 250 км в точке о нулевым относительным уровнем величина Овых доп (207.) - 69 дБ . (3)

Параметры Ni; N2; i и j показаны на рио.1 ; Рс вих - мощнооть испытательного сигнала на выходе телефонного канала ; Рпс вх и Рис вх ~ мощности ПС и МС на входе приемника ; Ац - отношение мощнооти МС от i-ой радиорелейной станции (РРС), относящейся к 3-ой РРЛ, к мощности ПС на входе приемника РРС.

А Рпм F4 (8ц) Rf Уми(Г^) _

Pnep Rm^ V^c(TCX) Ak~ отношение мощности МС от ССРБ к мощности ПС на входе приемника РРС.

Рлк ВпрС01к) Gk(02K) Rf Ак « - ,

Pnep Gnp(O) Yc(TcX)

При анализе мешающего воздействия станций РРЛ учитывались неодновременные аномальные возрастания МС и замирания ПС. Поэтому величина процента времени ТСум, в течение которого на выходе центральной линии будет превышаться допустимое значение Рп.ДОп, определиться формулой

Тсум ~ Тс + TUij + Тик i (4)

и Яг

тс - Тс1 ' СБ)

1 = 1

где ТС1 - процент времени, в течение .которого превышается допустимая величина (Рмс.вх/Рпс.вх) из-за замираний ПС на каком либо из пролетов при медианных уровнях каждого из МС; I/ 1?г -число пролетов на РРЛ при четном значении N1 .

I Ь

Ъ 0/ Ка Яг о/ Ва

ти11 - т'ми + 23 т'ми * (6)

1-2П+1 о-1 1-2п 3 - 1

п * О

т'ми - процент времени, в течение которого на каком либо из пролетов превышается (Рмс.вх/Рпс.вх) за сч§т аномального уровня каждого из МС при медианном уровне ПС. Тик - составляющая неустойчивости АМРРЛ,вызванная воздействием МС от АССРВ .

Первое слагаемое в (6) учитывает воздействия всех станций РРЛ с начетными числами 1 на станции с четным числом 1 рассматриваемой РРЛ , а второе слагаемое в (6) учитывает воздействия станций РРЛ о четными числами 1 на нечетные станции рассматриваемой РРЛ.

Во второй главе проведена оценка по верхней границе Чернова вероятности ошибочного приема сигналов (Рои) в ЦМРРЛ при одновременном воздействии на вход приемного устройства ПС, собственных тепловых шумов и МС.

В качестве МС рассматривались излучения АССРВ и ЦССРВ при различном числе позиции (М„, >4<) ПС и МС соответственно при типовых параметрах систем. Условия ЭМС ЦМРРЛ и перечисленных систем на различных частотах определялись сравнением процента времени Тц сум, в течение которого на выходе ЦМРРЛ не превышалась допустимая величина Рои доп при воздействии МС , по следующей формуле

Тц

сум

У Тсц1

1 - 1

Иг о/Р>а

1 мци +

1-2п+1 3-1

Яг

и

1-2П п * О

п/иы

Г

з - 1

Т мци + Т'»

(?)

здесь:

Тсщ - процент времени, в течение которого допуотимая величина Рош дол превышалась из-за падения уровня полезного сигнала на каком либо пролете ЦМРРЛ при медианных уровнях мешающих сигналов; т'мци ~ процент времени, в течение которого допустимая величина Рош дол превышалась из-за возрастания уровня одного иа мешающих сигналов на участке ^ при медианных уровнях полезного сигнала и МС на всех других участках. Т'ик - составляющая вызванная воздействием МС от ЦССРВ .

Второе слагаемое в формуле (7) учитывает воздействия всех отанций с нечетным числом 1 от всех других РРЛ на станции о четным числом 1, составляющих рассматриваемую РРЛ, а третье слагаемое - воздействия всех станций о четным 'числом 1 от всех других РРЛ на станции с нечетным числом 1 на рассматриваемой РРЛ .

На рис.2 показана зависимость Иа от Иг (величины Яа и приведены на рис.1) для различных частот при суммарном проценте*' времени не превышающим допустимого значения Тдоп(Ю~э) - 0.0542 (при Тюс- 0) и 0.059Х (при Тмк^О). Графики на рио.2 рассчитаны при широте рассматриваемой РРЛ и разности долготы геостационарного спутника и РРЛ равными 60° ■

Очевидно ,что при заданной значении допустимые величины Кй, обнспвчйиающие условия ШС, находятоя выше соответствующих кривых, приведенных на рис.2. При меньших значениях широты и разности долготы все кривые будет проходить ниже,т.е.при заданном значения Иа окажутся меньшими. Из рио.2 следует, что для работы ЦМРРЛ в сети при значениях 50 км 40 км, Яа < 45 км,

+

+

1=|Ча 1 ¿"2 И о^,— — —о

Рис.1. Схема сети МРРЛ и КС, в которой частоты передатчиков оконечных станций совпадают

Ра, км

Г => 2.3 ГГц Нц = 30

Иг, км

Рис.2 Зависимость от [?г для Мс= Мм= 4, ЭИИМ для КС равна 48 дБ Вт .

- при отсутствии МС от ЦССРВ, --- при воздействии ЦССРВ

на ЦМРРЛ с широтой - 60° ; разностью долготы = 65°

Мп - Мц- 4 и » 20 каналов, значение Г не должны превышать 2.3 ГГц. В случаях передачи 60 ТФК при f < 1.Б ГГц качественные показатели выполняется при меньших Кг и Яа < 30 км.

Из рис.2 также оледует, что при Г - 2.3 ГГц, Мц - 30 и < 45 км возможна совместная работа в общих полооах частот ЦССРВ и ЦМРРЛ если разность долготы не превышает 65°. Для Г <1.5 ГГц при оредних значениях энергетических параметров ЦМРРЛ и реализуемых параметрах ЦССРВ воздействие МС от ЦССРВ для высокоширотных стране велико .т.е. возможна их совмеотная работа в общих полооах частот даже при 50 км 40 км и Яа < 30 км.

В третьей главе приведено исследование возможности упрощения общей формулы,принятой МККР.для расчета энергетического спектра радиосигнала при модуляции по чаототе групповым сигналом с равномерным энергетическим спектром. Предложения автором формула имеет следующий вид :

2 2

ВчиК-То) - 6 [в(М0)+ (Гсум (^о)]. (8)

2

Ма 2

е - 1 - Ме г ( "\2

*су» - х 0ХР [" °-Б 1 ' (9)

здесь б - дельта-функция ; ^ частота несущего колебания;* -символ оверлеи функций (в данном случае спектральных плотностей парциальных сигналов). Цщ- амплитуда радиосигнала на несущей частоте; М3- среднеквадратический индекс ЧМ радиосигнала; ДГЭ-зффективное значение девиации частоты; Ра«!7«- верхняя и нижняя частота группового оигнала ; а - весовая функция .зависящая от числа телефонных каналов ТФК (т.е от разности Гн и отношения Рн) • Эта функция подбиралась путем расчетов на ЭВМ и сравнении этих результатов, выполненных в соответствии о (8) о графиками, приведенными в Отчете МККР, так, чтобы расхождения не превышали 1 дБ. В результате было получено:

1.3 -0.7 М32 а » 1+ е при N > 60

Я - О,В при N. 12 (Рв«12 кГц,Рн=60 кГц)

а - 1.2 при N - 24 (Рв-12 кГц, Рн»108 кГц)

а - 2 при N - 60 (Гв-12 кГц,Рн=252 кГц)

Важным вопросом, который рассмотрен в этой главе, является анализ энергетического спектра при изменении числа передаваемых ТФК по АМРРЛ. Это изменение проявляется в праздничные дни и ночные часы и может существенно изменить условия ЭМС. При снижении загрузки т.е числа передаваемых ТФК изменяется не только средняя мощность группового сигнала,но и индекс модуляции Цз. В результате этого изменяется остаток мощности на несущей и форма спектра ЧМ радиосигнала. На рис. 5 приведены графики, характеризую идее изменение остатка мощности ЧМ радиосигнала на несущей в зависимости от изменения загрузки группового спектра . Отсюда следует, что передача 12 ТФК в нижней части группового спектра, рассчитанного на 60 ТФК, снижает остаток мощности на несущей на 30 дБ по сравнению с передачей этого же числа каналов в верхней части группового спектра. Следовательно с точки зрения З^КЗ при снижении загрузки целесообразно использовать ТФК, расположенные в нижней части группового спектра.

В этой же главе приведен анализ спектра радиосигнала .модулированного по частоте речевым сигналом и музыкальными произведениями. Как показано в литературе распределение напряжений различных видов музыкальных сигналов может быть разбито на две группы: распределение Лапласа .описывающее плотность распределения напряжений музыкальных сигналов, соответствующих оркестрам о малым составом или отдельным (не ударным) музыкальным инструментам, а так же камерной музыке и фортепьяно .

Нормальное распределение соответствует большим симфоническим оркестрам, хорам и оркестрам с хором,а так же легкой и эстрадной музыке. Исходя из усредненных статистических спектров звукового сигнала для средних уровней мощности можно получить среднюю мощность, а затем определить индекс ЧМ модуляции сигнала. Учитывая указанные распределения и имея в виду,что при передаче речевых и музыкальных сигналов методом ЧМ величина Мэ>1,согласно теореме Миддлтона были определены спектры радиосигнала .

Учитывая это для спектра ЧМ радиосигнала,модулированного речевым сигналом,было получено

и.ь/ г уг Ц-Ю1 1

-ехр - -- I

1/^ лf----- I рвч -1

2.15 г 7.07'|МЫ 1

ехр1- -¡¿72~ ' ] (10)

э рач Л^э реч

где ДГЭ реч- 14.2 кГц Аналогично спектры ЧМ радиосигнала, модулированного различными музыкальным сигналами будут иметь вид

1 г 1

Очм (Г-Го) - --— ехр\-0Г -- (И)

Мэ муз ма муз 1

1 г / -Л Вчм(^о) - ——- охр -0.5 —---(12)

. Н2Я Мэ муа ^ муа

где ДГЭ муа - 75 кГц

Спектры радиосигналов, модулированных по частоте звуковыми сигналами, приведены на рис.4.

При увеличении уровня громкости речевого сигнала звукооперата-ром в два раза,что может потребоваться при переходе от исполнения музыкального произведения к речевому сигналу, Д1"э рач и Из. реч увеличатся вдвое . При этом увеличивается ширина спект--. ра,а его уровень на несущей частоте уменьшается в два раза .

В этой же главе получена формула для расчета величины КОП оОозночаемой ае, при воздействии на АМРРЛ различных МО :

* -2 К/ ГК I2 , (13)

где е(Рк) - функция,определяемая оверткой спектров ПС и МС с»

е (рк) - | БпС(х) • Бмс (Гр ± Рк -X) ах (14) ,

— со

в которой: (Зс (х) и БмсС^р+Рк-х)

- нормированные спектры ПС и МС;

PTJ \ L ¿T'-.'K МОШНиС ТП H u-yiiien . jo

i ¡ У

- ! ! Ш 1 • _

1 1 Г и Г о 1 ■^^f !

t

"1 i /! \ ! ! ИЛИ!

.. ! 1/ ! Г H ГО 1

' ' ! 1

: i i I

! 1 1 1

Ii ¿4 С'З 48 Ou

rîïC. с. пЭМ'енеИИе МОЩНОСТИ HeCVÜieü Прп ИЗМеНеННИ SSTpy'SKH i- ri - i xí't ~ <±#-и Kl Ti гу = Ki'U} Al КГЦ

Fi - i2 кГп ; Г2 = ôCb-4*К кГц ; Дхк - 5ü кГц

-----! - 1 î 1 II!! ¡ i fi ! 1 1 1 I ! t

! A 2 ' i i /¡y i i i //ni 3 i 1 1 ! i ¡ i

! ! К^М_ ! i v^!/ * кГ^ч. i i ! i

1 / У .Ii ' \\ \ \ / V У/ 1 \ VV ^ ! ! ¿ ! I

//г//1 i Д\а > //1 у i/ i Y \ \ ! ' \ 1 ' 4 \ i i

ж 1 / / ' \ \ \ Т 1 1 / /1 1 1 \ \ ! 1 1

-'-¿и'-' ~"iV iL".' cVü сии 4,_,,J

.4. Спектр ~-u'ví СНГ К ЭЛв. МОЛ У Л i i DO В ЗН КО Г О д.- гечеБЫМ сообшекпем ПрИ til ç. г.£ч=14. С Kl И; г ечеБЫгЛ СООбЕеНИеМ При ¿il -z ш »:ç.u= .

■zu KTií: i- Î,ÍVЭЫК5Л ЪHЫШI СОООШеНИЗМН. ИМЕЮЩИМИ рВОПределе-

Híírt Лзлл^Сл i оркестры с ызлым составом) ; А~ Wy?ыкситьныы сообщенными. имеющими гаусовские распределения (большие симфонические орь.естро .хоры*.

fp - расстройка между неоущими частотами ПС fc и МС fM соответственно:

fp « Ifс - ful.

В четвертой главе, рассмотрено воздействие на АМРРЛ различных МС от РРЛ и ССРВ, исходя из критериев ЭМС.

На рио.Б;6 и 7 приведены завиоимости КОП от числа ТФК для трех случаев: 1. ПС имеет полную загрузку Nn (см. рис.Б); 2. передается Nn2 от 60 ТФК в нижней части группового спектра,(см.рис.6); 3. Nn2 от 60 ТФК в верхней чаоти группового спектра (см.рис.7). Е каждом случае МС имеет либо полную загрузку NM(см.графики I), либо передается NUZ от 60 ТФК в нижней части группового спектра (ом.графики II), или Nul от 60 ТФК передается в верхней чаоти группового спектра (см.графики III ). В табл.1 приведены результаты расчета на ЭВМ КОП по формулам (13) и (14) для различного числа каналов ПС и МС при полной загрузке группового спектра, а в табл.2 - при неполной загрузке . В таблицах.3 и 4 приведено значение КОП для верхнего канала для случая, когда МС представляет ообой 4M радиосигнал, модулированный звуковым сигналом или цифровым сигналом с различной скоростью передачи, а ПС имеет полную загрузку числом ТФК равным Nn» а также при передаче 202 от 60 ТФК в верхней части группового спектра (предпоследний столбец), или 202 от 60 ТФК в нижней чаоти группового спектра (последний столбец).

Чтобы определить достаточно ли значение КОП, приведенное в табл. 3, рассмотрим зависимость отношения ПС к МС на входе приемника qj3X(20X) от географического расположения АМРРЛ на поверхности земного шара при ориентации антенны КС на РРЛ (см.рис.8).

Из табл.3 или 4 и графиков на рис.8 можно определить условия совместного использования полосы частот АМРРЛ и АССРВ или ЦССРВ следующим образом .

Для этого из рис.8 для стран, имеющих .например, широту 40° и разность долготы 60°, определяем, что значение qBX - 47 дБ. При учете (2) и (3) определяется необходимое значение х дБ: » дБ - 69 - 47 - 22 дБ Учитывая табл.3, получим, что это значение х. дБ, а следовательно совмещение АССРВ и АМРРЛ при широте 40°, и разности долготы 60° осуществляется при следующих условиях: 1- при Nn - 12 и AfK > 100 кГц ; 2- при Nn - 24 и AfK >100 кГц 3- при Nn - 60 и Мк > 200 кГц .

Табл.1

Значениэ КОП (дБ)для верхнего канала при полной загрузке

, ПС 12 24 60 |

I 1С\ Д^.КГЦ Мк. кГц Мк, кГц

Г" ЛГк.кГц 35 50 100 35 50 100 50 100 200 1

35 21 24 •зо 16 20 27 12 18 25

¡12 50 22 25 31 18 21 28 13 19 26

100 23. 5 26 32 19 22 29 . 17 23 30 {

35 17 19 25 10 12 18 8 15 22

24 50 18 21 27 12 15 20 9.5 17 24

100 24 25 31 15 17 23 13 20 27

50 11 12.5 18 7.5 9 16 5 11 18

60 100 17 19 26 12 13.5 20 13 20 27

200 25 27 32 17 19 26 20 27 33 |

Табл.2

Значение КОП (дБ)для верхнего канала при неполной загрузке

ПС 1 ^ 12 Н 12 В

Мк,КГц ДГк.кГц

| Ым Д?к,кГц| 100 200 100 200

12 Н 100 1 28 33 200 1 31 38 16 19 18 22

12 В 100 26 27 200 28 32 5 7 14 18

где 12 Н и 12 Е - обозначают передачу 12 ТФК в нижней и в верхней части группового спектра.

I - тт 1111

1

-_КОП , дБ

оо

48

•Ю

¿.и/* ОСА ми/о ии/о

КОП. До

ГИС.и

Зависимость КОП от ■ЧИС Л<а 7'1'К Л Л Л 'ЛУ Чан . при котором пС ИМ^еТ полную загрузку^равную 11п-±£,£4 и Си Т'1'К ДГк = СО кГц

—11 п ии

1 1 1 \ , 1 у/^

1 ...Ж 11 I 111 |

1 1 / 1 | Л1'к=0и кГц 1

1 1 1____ 1 1 г.ил | ----- ""1 1

оо/. __р _, _

¡^Г--

2&-

V - | X» 1 1 --60| ,„,. ■ I

1 1 1______ 111 1 СО/о ^Г-— | Оил. 1

г'ИС. О

Зависимость КОП от числа ТФК для случая, при котором ь ПС Передается Кп'- от СО-ти ТФК ь нижней части группового спектра

!ч'п

Рис.7 Зависимость КОП от числа ТФК для случая, при котором в ПС передается Nп?» от 00-ти ТЖ б верхней части группового спектра

/У к - 50 кГц

ОО/. чи,'<

1>иЛ> Ш/о

1ШЛ Лп/е>

Табл.3

Значение КОП в верхнем канале при полной загрузке и при ее изменении для случая воздействия АССРВ на АМРРЛ

\ 1 ' 12 \пс | Ы„ - 24 - 60 202 (1) 202 (2)

\ ( ДГк.кГц ДТк.кГц Ми, кГц ДГк.кГЦ

МС 35 50 100 35 50 100 50 100 200 50 50

речь ¡0.23 16 26.5 -11 -2.3 24 -14 7 23 -25 16

музыка!9.5 (1) 21 30 -0.3 8 25 -3.6 15 25.6 -16 21

музыка|13.8 1 <2> 1 25.6 34 4.6 12.9 30 1.5 20 31 -10 25.6

Табл.4

Значение КОП в верхнем канале для случая воздействий ЦССРВ и ЦМРРЛ на АМРРЛ

Мк- 35 кГц Д1"к - 50 кГц 1

Иг, 12 24 60 202 (1) 202 (2)|

ЦМРРЛ | N=30 36 25 20 18 51

N=60 39 28 23 20 БЗ

ЦССРВ С-55 к бит/с 27 16 11 6 40

С -110 к бит/с 28 17 12 9 42 |

С-220 кбит/с 29 19 14 12 44 1

В этой же главе рассмотрена зависимость Ра от для сети приведенной на рио.1 при воздействии МС от паралельных МРРЛ, при сохранении неизменными качественных показателей каналов связи.

Зависимость Rj от Rf, рассчитанная на ЭВМ с учетом (4),(Б),(6) при различных значениях КОП , показана на рио.9. Каждый график на рисунке 9 представляет собой границу выполнения нормы МККР в виде Т = ТДОп-- 0.0112%. График 1 - для КОП - 20 дБ; график 2 - при КОП = 10 дБ; график 3 - при КОП = 5 дБ; график 7 - при КОП » 29 дБ,что соответствует передаче ПС и МС в нижней части группового спектра . Графики 1; 2; 3 и 7 на рис.9 определены при отсутствии воздействия АССРВ, а графики 4,5,6, и 4',5',6' учитывают воздействие АССРВ.

Особенность этих графиков состоит в том, что они имеют пороговый характер, причем точка порога, характеризуемая величинами Rf, Rd, зависит так от координат РРС и КС (широта, разность долготы), так и от значения КОП. В случае, при котором РРЛ и КС находятся на одной долготе, воздействие АССРВ не заметно до значений Rf » 40 км (см.рис.9), увеличение разности долготы приводит к уменьшению величины Rf при неизменном значении Rd и широты.

Из Сказанного можно сделать следующий вывод: для работы АМРРЛ в сети приведенной на рис.1 при 30 км < Rf < 40 км и Rd < 45 км .значение КОП должно быть равно или более 20 Дб. При меньших значениях КОП увеличивается величина Rd (см.рис.9).

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

Е соответствии с темой диссертации рассмотрены три группы вопросов. В первой группе рассмотрена возможность совместного использования общих полос частот сетью МРРЛ, приведенной на рис.1, для внутризоновых и районных связей при аналоговом (4M) и цифровом (4ССМ) методах передачи сообщений .

Для этой группы вопросов :

1. Получены аналитические выражения .определяющие отношения мощностей полезного и мешающих сигналов на входе приемника радиорелейной станции в зависимости от параметров сети .частотного плана и множителей ослабления полезного сигнала и аномально высоких уровней мешающих сигналов.

2. Показано, что при снижении загрузки АМРРЛ таким образом, что передача телефонных каналов при ЧРК происходит в верхней части группового спектра существенно увеличивается остаток мощности на несущей частоте радиосигнала (см.рис.3). Это ухудшает

л0лг5ты ггС и КС"1и.

ü.ü

Í.Ü.Ü

rn*~. o

Зависимость отношения ПС/'!,'

riel Ълилт iiuht-MHHKci ДЛЯ leu.

ЬРёМгйИ о г координат FPJI i:

CjlrД vrvüix ilcÍL'ctMfTpcL"L :

Rt ~o0 km ;5ц -43.9 ль: Gn - zix:-: i - ГГи:

Pn-u1 ri- - Ъ7 Вт .

широка rru

40.0

l'ü. u

г'ИС. У

Зависимость

R,i от Rf при:

i- KGu=£ü л5 1

i- KGn-'iO дБ ¡

Ъ~ К0П-1Г' ль { I

КС

I - I Г f^i—

l'J iü CU

yj OJ <1U

45 DG

ДО I

4,3.0 При КОП - £0 дБ; широте -GG и раьность долготы - 0°:30' и <i5'J соответственно 7- i£ Ti'K б нижней части группового спектра от 00 ТФК

Rt

условия ЭМС сиотем, работающих в общих полооах частот. Поэтому при уменьшении загрузки РРЛ (например, в ночные часы ) целесообразно использовать самые нижние каналы группового спектра , т.к. это будет приводить к уменьшению дискретной компоненты в энергетическом спектре и, следовательно,уменьшит величину помех от МС.

3. Для оценки уоловий ЭМС АМРРЛ с другими системами радиосвязи была рассчитана величина КОП для различных значений девиации частот при полной загрузке и при изменении загрузки телефонных каналов в групповом спектре АМРРЛ. Из полученных значений КОП (см.рис.5,6 и 7) следует,что при увеличении числа телефонных каналов КОП уменьшается ,при этом ухудшаются условия ЭМС с другими системами. Из сопоставления кривых, приведенных на рис.9 следует, что при КОП < 20 дБ получается нереально большие значения отсюда следует,что величина КОП не должна быть менее 20 дБ.

4. На основании рис.9 и табл.1 и 2 были получены условия совместного использования полос частот несколькими АМРРЛ при полной и неполной загрузке группового спектра, приведенные в табл.5 и табл.6 при значениях 10 км < < 45 км и > 45 км.

табл.Б

Условия совмещения АМРРЛ и АМРРЛ при полной загрузке группового опектра

\пс Ы„ - 12 Ип - 24 Мп - 60 |

Д^юКГЦ Мк.кГц ЛГк.кГц

Мм Мк.кГц БО 100 60 100 100 2001

12 БО 100 X X X X X X X X х х | X х |

24 50 100 X X X X X X х | х х I

60 100 200 X X X X х I X X .

где х и - обозначают возможность и невозможность совместного использования полоо радиочастот АМРРЛ и АМРРЛ соответственно.

12 В 100 S х х 200 S х х

12 H 100 ! x x 200 | x x

NM Мк,кГц 100 200

MC | М«,кГц

ПС ! Nn-12 H

100 200

Nn-12 В

Мк.кГц

x

Условия совмещения АМРРЛ и АМРРЛ при неполной загрузке группового спектра

табл.6

5. Совместное использование полосы частот при воздействии сети ЦМРРЛ на ЦКРРЛ при 4®Л и длине пролета 10 км < Rf < 50 км возможно при следующих условиях:

5.1. при Nu - 30 каналов

a), f - 0.4 ГГц; расстояние между паралельными АМРРЛ должно

быть Ra > 7 км; Ra > 15 км соответственно (см.рис.2); С), f - 2.3 ГГц; расстояние между паралельными АМРРЛ должно быть Rd > 12 км; Ra > 27 км соответственно (см.рис.2);

5.2. при Nu - 60 каналов

а), f = 1.5 ГГц, расстояние между паралельными АМРРЛ должно быть Rd > 14 км; Rd > 35 км соответственно (см.рис.2);

б), f - 2.3 ГГц, совмещение ЦМРРЛ и ЦМРРЛ исключается. Вторая группа вопросов, рассмотренных в диссертации , посвящена условиям 3MD малоканальных РРЛ и цифровых и аналоговых спутниковых систем радиовещания. Из рассмотрения следует :

6. При Nu - 30 и 10 км < Rf «С 50 км для работы в общей полосе частоты ЦМРРЛ и ЦССРВ ( когда широта и разность долготы между спутником и центральной РРЛ сети приближается к 65°) целесообразно использовать f < 2.3 ГГц (см.рис.2), при атом величина Rd > 35 км. А при Nu - 60 только в полосе f < 1.5 ГГц , в этом случае Rd > 45 км .

7. Условия совместного использования полосы частот АМРРЛ и АССРБ при широте РРС < 60° и разность долготы < 30° определяется при 10 км < Rf < 35 км следующими уоловиями (см. рис. 9):

1- при КОП > 20 дБ , Rd > 50 км ;

2- при передаче ТФК в нижней части группового спектра для AfK -50 кГц и КШ - 29 дБ , Rd > 30 км ;

3- при передаче ТОК в верхней части группового спектра .совмеще-

нив этих систем исключается .

8. Учитывая табл.4 и на рис.8, условия совместного использования полос частот при воздействии ЦССРВ на одну линию АМРРЛ можно представить в виде табл.7.

Табл.7

Уоловия совмещения АМРРЛ и ЦССРВ

0° с «.ррс <20° 20° < г.ррС <40° 40° < ¡-срс <60°

6 -60° 6-30° 5-60° в - 30° в - 60° 5-30°

при при при Лп <60 при при N=12; при

N„4 60 Ып < 60 каналов < 60 при Ып-24 Мп < 60

каналов каналов за каналов только при каналов

и любой и любой исключением и любой скорости и любой

загрузке загрузке передачи загрузке передачи загрузке

в АМРРЛ в АМРРЛ 12 ТФК в АМРРЛ СЗВ в АМРРЛ

и при и при в верхней и при С » 220 и при

скорости скорости части скорости кбит/с скорости

передачи передачи группового передачи передачи

СЭВ - Бб, СЗВ,55, опектра,при СЗВ - 55, СЗВ - 55,

110 И 220 кбит/с 110 и 220 кбит/с скорости СЗВ - 55 , 110 и 220 кбит/с 110 и 220 кбит/о 110 и 220 кбит/с

Отметим, что в табл.7 скорости передачи СЗВ, соответствуют данным, приведенным в документе МККР.

Третья группа вопросов ,изложенных в диссертации, относится к анализу спектров ,

9. Получено достаточно простое соотношение (8) и (9) для расчета огибающей спектральной плотности мощности радиосигнала, модулированного по частоте малоканальным ТФК при ЧРК. Показано, что это соотношение с погрешностью около 1дБ аппроксимирует сложное соотношение, принятое МККР, и поэтому является удобным для практических расчетов условий ЭМС.

lO, Получены соотношения для расчета огибающей спектральной плотности мощности радиосигналов, модулированных по частоте Kali речевым, так и различными музыкальными сигналами - гЮ); (11); ¡i£i соответственно .

П.Наряду с пс-речислекными вопросами в диссертации рассмотрено совместное использование полосы частот одной из систем АМРРЛ или НМРРЛ с земными приемниками (ЗП) систем либо АССРВ, либо IICCPB. Показано,что при типовых параметрах систем во всех этих случаях расстояния мевдуЛ! и ближайшей РРС существенно зависят от ориентации антенн РРС и составляют от 7 + 10 км до нескольких десятков км .

Публикации. По теме диссертации опубликованы следующие работы : Х.Степанов А.П., Муаммар Вахбе.Спектр сигналов в малоканальных

РРЛ./НТК МТУСИ,1331 г. Тезисы ,-43 с. ¿■.Степанов A.n.. Муаммар Вахбе.Расчет помех в малоканальных РРЛ при воздействии мешаюшего сигнала от системы спутникового вещания./НТК МТУСИ,199S г. Тезисы ,-43 с.

3. Калашников Н.К. , Муаммар Вахбе,Особенности работы малоканальных цифровых РРЛ при воздействии на них мешающих сигналов различных видов./НТК МТУСИ,1994 г.Тезисы, - 31 с.

4. Калашников Н.И., Муаммар Вахбе, Анализ ЭМС цифровых малоканальных РРЛ со спутниковыми системами радиовещания в диапазоне 1-3 ГГц ./НТК МТУСИ,199G г.Тевисы ,74-75 с.

G. Калашников Н.И., Муаммар Вахбе, Условия совместной работы малоканальных РРЛ и спутниковых систем звукового радиовещания в полосе частот до 3 ГГц ./НТК МТУСИ,1997 г.Тезисы ,93-94 с. G. Калашников Н. И., Муаммар Вахбе, Условия совместного использования полос частот аналоговыми малоканальными РРЛ и спутниковыми системами звукового радиовеи1ания (СС'РВ). Деп. в ЦНТИ "Ин-формсвязь 1997 г

Подписано в печать 07.04.97. Формат Со*84/1б. Печать офсетная. Объем 1.0 усл.п. л. Тираж 100 экз. Заказ 13£.

bAü "ИнфирмсБяаьиздат". Москва, Авиамоторная, S