Территориальное планирование сетей телерадиовещания с учетом ЭМС РЭС на основе геоинформационных технологий

Расчет напряженности поля и зон обслуживания сетей телерадиовещания. Защита от помех в телевидении и радиовещании. Зона обслуживания полезной станции с учетом помех от мешающих станций. Размещение радиоэлектронных средств с учетом рельефа местности.
Краткое сожержание материала:

Размещено на

КАЗАНСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ им. А.Н.ТУПОЛЕВА

Институт радиоэлектроники и телекоммуникаций

Кафедра радиоэлектронных и телекоммуникационных систем

КУРСОВАЯ РАБОТА

по дисциплине

«Геоинформационные системы»

Территориальное планирование сетей телерадиовещания с учетом ЭМС РЭС на основе геоинформационных технологий

Выполнил

студент группы 5673

Танкеев Д.Н.

Проверил

Спирина Е.В.

Казань, 2013 г.

Содержание

Введение

1. Методика расчета напряженности поля и зон обслуживания РПС сетей телерадиовещания

2. Защита от помех в телевидении и радиовещании

3. Методика расчета зоны обслуживания полезной станции с учетом помех от мешающих станций

4. Расчётная часть

Введение

На этапе проектирования телекоммуникационных сетей с появлением электронных карт и геоинформационных систем появилась возможность проведения более точных расчетов размещения радиоэлектронных средств на заданной территории с учетом рельефа местности и свойств подстилающей поверхности, что повышает качество результатов расчета и уменьшает затраты. Следовательно, возрастает потребность в квалифицированных специалистах в области телекоммуникаций, владеющих геоинформационными технологиями.

1. Методика расчета напряженности поля и зон обслуживания РПС сетей телерадиовещания

При проектировании сетей ТВ и звукового вещания возникает необходимость в определении зоны, в которой связь будет обеспечена с заданными качеством и надежностью. Зона обслуживания РПС телерадиовещательной сети определяется на основе статистических и детерминированных методов.

При использовании детерминированных методов алгоритмы прогноза качества связи основаны на учете влияния местных условий и препятствий на трассе распространения сигнала. Следовательно, данные методы требуют построения профиля трассы для каждой из возможных передающей и приемной точек. Для практической оценки величины ослабления поля очень часто используют статистический подход. Статистические методы прогноза зон обслуживания РПС сетей радиосвязи длительное время являлись основными и не потеряли своей актуальности до настоящего времени.

Напряженность поля сигнала является случайной величиной по местоположению и во времени вследствие неравномерности рельефа и во времени вследствие неустойчивого состояния тропосферы. Медианное значение напряженности поля сигнала (дБ(мкВ/м)) находят из кривых распространения Рекомендации 370-7 Международного союза электросвязи по Радио (МСЭ-Р), которые представляют собой уровни напряженности поля как функции от высот передающей и приемной антенн, несущей частоты и протяженности трассы и получены в результате усреднения экспериментальных результатов в различных регионах при различных условиях.

Исходными данными при построении графиков Рекомендации 370-7 МСЭ-Р являются:

- напряжённость поля полезного сигнала создаётся передатчиком с эффективной излучаемой мощностью 1 кВт;

- приёмная антенна установлена на высоте 10 м;

- напряжённость поля сигнала приведена в точке приёма, а не на входе приёмника;

- значения напряжённости поля полезного сигнала, показанные на графиках, имеют место в течение 50% времени и 50% пунктов приёма.

(1)

В реальных системах связи значения исходных параметров могут быть другими. Поэтому для определения напряженности поля полезного сигнала в расчеты следует вносить соответствующие поправки, учитывающие различие исходных параметров.

Рис.1. Зависимость медианного значения напряженности поля от расстояния на равнинно-холмистой местности (--- линии для метрового диапазона, - - - для дециметрового м, кВт)

Необходимая граничная напряженность поля в точке приема определяется по формуле

, (2)

где: - необходимый уровень напряженности поля полезного сигнала (дБ(мкВ/м)); - минимальная используемая напряженность поля; - поправка, учитывающая отличие эквивалентной мощности передатчика от мощности 1кВт, для которой составлены графики МСЭ-Р (дБ); - поправка, учитывающая отличие высоты установки приемной антенны от высоты 10 м, для которой составлены графики МСЭ-Р (дБ); , - поправки на медленные и быстрые замирания, учитывающие отклонения заданного процента приемных пунктов и времени превышения данной напряженности поля от 50% (дБ); - поправка, учитывающая отличие реального рельефа местности от принятого при составлении графиков МСЭ-Р (дБ); - неравномерность диаграммы направленности приемной антенны в горизонтальной плоскости (дБ).



Рис.2. Зависимость медианного значения напряженности поля от расстояния. Равнинно-холмистая местность (I - III диапазоны, )

Таблица 1. Значения минимальной используемой напряженности поля для телевизионного вещания

, дБмкВ/м	Диапазон частот
	I	II	III	IV	V
	50	54	57	70	70



Рис.3. Зависимость медианного значения напряженности поля от расстояния

Равнинно-холмистая местность (IV, V диапазоны, )

Поправка на отличие эквивалентной мощности передатчика определена по формуле:

, (3)

где: - поправка, учитывающая фактическую мощность передатчика (дБ); - затухание в резонаторных и мостовых фильтрах, антенных разделителях и т.п. (дБ); - затухание в неоднородностях антенно-фидерного тракта передачи (дБ); - затухание в фидере передающей антенны (дБ); - неравномерность диаграммы направленности передающей антенны в горизонтальной плоскости (дБ); - усиление передающей антенны (дБ).

Поправку , определяют исходя из схемы антенного тракта и паспортных данных используемых устройств.

Параметр , обычно принимают равным 1 дБ.

Затухание в фидере передающей антенны , определяют как произведение погонного затухания фидера на его длину .

Неравномерность диаграммы направленности передающей антенны в горизонтальной плоскости , определяется по расчётным или измеренным диаграммам направленности. Для прикидочных расчётов эту поправку берут равной .

Значения коэффициента усиления передающей антенны относительно усиления полуволнового вибратора для некоторых типов антенн хранятся в базах данных, которые используются на каждом этапе планирования сети. Поправочный коэффициент на высоту приемных антенн определен как:

, (4)

где - высота установки антенны приемной станции, м.

Поправка , вносимая при необходимости обеспечения связи для процента пунктов приёма, отличающегося от 50%, определяется по графику (рис.4).

Рис.4. Зависимость величины от процента пунктов приема, в которых величина напряженности поля равна заданной

Коэффициент на быстрые замирания, позволяет учитывать отличие заданного процента времени превышения данной напряжённости поля от 50% времени. В настоящее время влияние этих замираний можно учитывать только на основе экспериментальных наблюдений.

Для расчётов наиболее приемлемы графики замираний по Буллингтону (рис.5)

Рис.5. Замирания по Буллингтону (--- Кривая Рэлея относительно среднего значения)

Поправка , учитывает отличие реального рельефа местности от принятого при составлении графиков МСЭ-Р рельефа среднепересечённой местности. Для её определения вводится среднее колебание высот местности . По некоторому направлению от передающей антенны строится рельеф местности (рис.6). На участке от 10 до 50 км проводится две горизонтальные линии уровня. Причём верхняя из них пересекает вершины рельефа на 10% интервала (суммарно на 4 км), а нижняя поднимается над ложбинами рельефа на таком же интервале, пересекая поверхность земли на 90% интервала (суммарно на 36 км). Разница высот этих линий уровня даёт величину .

Рис.6. К определению параметра, характеризующего степень неровности местности

Поправку на рельеф местности по известной величине определяют по графикам рис.7.

Рис.7. График для определения поправки на рельеф

Для вычисленной величины по кривым распространения Рекомендации 370-7, приведенных на рис. 1-3, определяют дальность связи рассматриваемой системы.

2. Защита от помех в телевидении и радиовещании

Защитное отношение по радиочастоте - это минимальное значение отношения уровня полезного сигнала к уровню мешающего сигнала, выраженное в децибелах, на входе приемника, определенное при специально оговоренных условиях, которое обеспечивает на выходе приемника надлежащее качество приема. Его величина зависит от частотного разноса между несущими полез...