РАСЧЕТ ДИФРАКЦИОННЫХ ПОТЕРЬ НА РАДИОРЕЛЕЙНОМ ПРОЛЕТЕ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ТЕХНОЛОГИЙ ГИС

July 13, 2012 by admin Комментировать »

Коломыцев М. А., Липатов А. А. Институт телекоммуникационных систем НТУУ "КПИ" просп. Победы 37, Киев, 03056 тел.: (8044) 2416897

Аннотация Предложен реализованный в среде ГИС алгоритм автоматического расчета дифракционных потерь на радиорелейном пролете.

I.  Введение

При проектировании сетей радиорелейной связи приходится многократно рассчитывать множители ослабления радиорелейных пролетов (далее Пролетов). Наиболее трудоемкой операцией при этом является определение дифракционных потерь, необходимых для учета ЭМС с удаленными станциями и для оценки надежности связи.

Для определения дифракционных потерь необходима информация о профиле местности, форме и величине препятствий. Препятствия обычно аппроксимируются стандартными шаблонами, по которым и вычисляется ослабление. При расчете «вручную» аппроксимирующую поверхность строят по профилю, построенному с использованием географической карты. Однако, такой расчет большого количества профилей связан с существенными затратами времени. Поэтому, для автоматического расчета дифракционных потерь разработан алгоритм и реализован в виде программного кода на языке Visual Basic в ГИС АгсView 8.2 с использованием цифровых карт.

В рекламных проспектах некоторых фирм имеются только ссылки на подобные алгоритмы, а содержание их не раскрывается.

II.  Основная часть

Подготовка исходных данных для расчета.

Использование ГИС и цифровых карт местности позволяет автоматически строить профили Пролетов путем пересечения плоскости проходящей, через две РРС и центр Земли, с ее поверхностью. Результатом пересечения является табличная зависимость Z(x) высоты точки поверхности над уровнем моря от ее удаления до одной из РРС. Рефракция учитывается эквивалентным Земным радиусом, который вносит изменения в Z(x).

Основные модули алгоритма. Структурная схема алгоритма представлена на рис.1. В состав алгоритма входят программные модули, позволяющие решать задачи:

классификации профиля;

определения количества препятствий на профиле;

аппроксимации препятствия тремя стандартными шаблонами;

расчета ослабления вносимого каждым препятствием;

расчета ослабления вносимого двумя препятствиями;

–  расчета множителя ослабления многих препятствий по эмпирическим соотношениям Дейогута [1].

Описание работы алгоритма.

Входными данными алгоритма являются: Z(x) Профиль с учетом кривизны Земли и рефракции; hi, h2 высоты подъема антенны над поверхностью Земли. В соответствии с [2], каждый реальный профиль относят к соответствующему каноническому типу Пролета. Если пролет открытый, то работа алгоритма заканчивается.

При закрытом либо полузакрытом Пролете определяется количество препятствий на нем. Для каждого препятствия определяются точки пересечения его поверхности линией прямой видимости между радиорелейными станциями (РРС). Каждое препятствие аппроксимируется одним из трех видов поверхностей: клиновидным, окружностью или гибридно-клиновидным. Параметры аппроксимирующей поверхности выбираются по критерию минимума среднеквадратического отклонения D точек аппроксимирующей поверхности от поверхности препятствия. Для уточнения результата предусмотрено введение поправочного коэффициента для точек аппроксимирующей поверхности, находящихся ниже точек препятствия. Параметры аппроксимирующей поверхности находят методом «золотого сечения». Подобным образом это же препятствие аппроксимируется и другими шаблонами. В качестве аппроксимирующей поверхности выбирается та, которая имеет наименьшее отклонение от поверхности профиля.

Расчет ослабления, вносимого препятствием, определяется согласно [11:

–   где h высота препятствия над линией прямой видимости, /Iдлина волны, dvd2наклонные расстояния от верхней точки препятствия до соответствующей РРС. В зависимости от формы аппроксимирующей поверхности препятствий и их количества это выражение корректируется [1].

При двух и большем количестве препятствий дифракционное ослабление находится по эмпирическим соотношениям [1, §4.5].

III.  Заключение

Разработанный алгоритм применим для расчета дифракционных ослаблений на Пролете при расчете его множителя ослабления. Множитель ослабления необходим для учета ЭМС между мешающими станциями, работающими на одной частоте или на близких частотах, а также расчета [2,3] надежности (коэффициента готовности) Пролета.

Особенностями предложенного алгоритма являются:

–   его выполнение в виде конечного продукта (пакета программ) и в виде программных модулей, которые можно использовать в других программах;

–   возможность выбора между точностью расчета и его скоростью.

Рис. 1. Алгоритм расчета множителя ослабления, вносимого дифракцией Fig. 1. Algorithm for calculating of a diffraction-induced propagation factor

CALCULATION OF DIFFRACTION LOSSES OVER RADIO RELAY SPANS USING GIS TECHNOLOGIES

Kolomytzev M. A., Lipatov A. A.

Research Institute of Telecommunications, National Technical University of Ukraine ‘Kyiv Polytechnical Institute’

37 Prospekt Peremogy, Kyiv, Ukraine, 03056 phone +380(44) 2416897

Abstract An algorithm realized in the GIS environment for automatically computing diffraction losses over radio-relay spans is proposed.

I.  Introduction

The design of radio relay networks involves repeated calculations of propagation factors for radio-relay spans. The most laborious procedure here is the definition of diffraction losses which is necessary for determining the EMC with remote stations and for estimating the link reliability. To calculate diffraction losses automatically, a Visual Basic algorithm has been developed for use in the GIS ArcView 8.2 utilizing digital maps.

II.  Main part

Preparation of input data for calculation. GIS and digital maps allow for an automatic span profiling by intersecting a plane passing between two radio relay stations and the center of the Earth with its surface.

Principal modules of the algorithm. The algorithm comprises program modules that solve the following tasks:

–    profile classification;

–    determining the number of obstacles along the profile;

–    approximating an obstacle using three standard templates;

–    calculation of attenuation introduced by each obstacle;

–    calculation of attenuation introduced by two obstacles;

–         calculation of the propagation factor for a multitude of obstacles according to Deuogut’s empirical relations [1 ].

III.  Conclusion

The implementation of the algorithm makes it possible to reduces the time and costs of design.

Among the features of the algorithm are the following:

–         it may be used either as a complete product (software package) or separately as program modules for integration with other software;

–         it offers a choice between the accuracy of calculations and their speed.

Аннотация Получены аналитические зависимости вероятности обнаружения сигнала для определения условий обнаружения излучений в радиосистемах, использующих сложные сигналы. Предложены четырехмерные рабочие характеристики обнаружения, включающие в качестве дополнительного параметра базу сигнала.

I.     Введение

Радиосистемы, функционирующие согласно критерию Котельникова (РСК), системы радиосвязи, радиоуправления, зачастую подвергаются воздействию систем разрушения информации, или радиосистем, использующих для обнаружения излучений алгоритмы в соответствии с критерием НейманаПирсона (РСНП) [1, 2]. В этом случае возникает необходимость определения условий обнаружения излучений, во-первых, для оценки эффективности РСК при осуществлении несанкционированного доступа, и, во-вторых, для обеспечения условий функционирования РСК, затрудняющих вмешательство несанкционированной стороны (снижающих эффективность РСНП).

II.     Основная часть

Традиционно, эффективность РСНП может быть охарактеризована количественными соотношениями между вероятностью пропуска сигнала р, вероятностью ложной тревоги а и величиной ft2 (отношение энергии сигнала Es к спектральной плотности мощности помех N). Такая зависимость называется рабочей характеристикой обнаружения [1, 2].

Для РСНП в качестве показателя эффективности используется вероятность правильного обнаружения сигнала

где ао = const. Осуществление альтернативной оценки эффективности РСНП возможно либо путем применения другого критерия качества, либо поиском других характеристик радиосистем.

Известным параметром, представляющим комплексную частотно-временную характеристику сигналов, является база. Для радиосистем со сложными сигналами справедливы соотношения [3]:

где 2Fcширина спектра сложного сигнала на радиочастоте; Т длительность анализируемой части элемента сигнала.

При обнаружении стохастических сигналов на фоне нормального белого шума существуют следующие асимптотические соотношения [1]:

Для оценки возможностей обнаружения РСНП, использующих сложные сигналы, целесообразно ввести дополнительный параметр базу сигнала Вс. В этом случае, вероятность (1) можно определить, как функционал трех величин:

где с порог обнаружения; тю, /77ц математические ожидания величины логарифма отношения правдоподобия (ПОП) в случае ложной тревоги и правильного приема соответственно; М2о, М21 дисперсии величины ПОП при ложной тревоге и в случае правильного приема; F(») интеграл Лапласа:

Для удобства часто используется выражение интеграла Лапласа через функцию ошибок:

На основании (1), используя (4), (5), вероятность правильного обнаружения определятся методом интерполяции:

Источник: Материалы Международной Крымской конференции «СВЧ-техника и телекоммуникационные технологии», 2003г.

Оставить комментарий

микросхемы мощности Устройство импульсов питания пример приемника провода витков генератора выходе напряжение напряжения нагрузки радоэлектроника работы сигнал сигнала сигналов управления сопротивление усилитель усилителя усиления устройства схема теория транзистора транзисторов частоты