ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПРОЦЕНТА ВРЕМЕНИ ПРОСТОЯ РАДИОЛИНИИ

January 12, 2013 by admin Комментировать »

Коломыцев М. А.

ИТС НТУУ "КПП" г. Киев, просп. Победы 37, 03056, Украина Тел.: (8044) 2416897 Корсак В. Ф.

Центр «Укрчастотнагляд» г. Киев, просп. Победы, 15 км, 03179, Украина Тел.: (8044) 4228113 Липатов А. А.

Войсковая часть А0375 г. Киев, а/я 103,01015, Украина Тел. 2806797

Аннотация – Представлен метод определения процента времени простоя радиолинии, находящийся в зоне воздействия нескольких мешающих радиостанций. Метод основан на использовании рекомендуемых ITU моделей статистических зависимостей замираний (ослаблений) полезного и мешающих сигналов. Отличительная особенность метода применение свертки статистик указанных сигналов для определения электромагнитной совместимости (ЭМС) радиолиний.

I.                                       Введение

Вводу в эксплуатацию средств радиосвязи предшествует трудоемкая теоретическая и экспериментальная проверка их ЭМС с функционирующими системами. Невыполнение требований ЭМС приводит к ухудшению качества связи и запрету органов радиоконтроля на ввод системы в эксплуатацию. Выполнение с «запасом прочности» – к неэффективному использованию частотного ресурса.

Используемые сегодня алгоритмы оценки ЭМС основанные на определении допустимой мощности помехи по отношению к тепловому шуму приемника, а также к медианной мощности сигнала без учета его статистики обладают определенной погрешностью, препятствующей эффективному переиспользованию частот.

Предлагаемая оценка ЭМС по проценту времени простоя радиолинии из-за помех повышает точность расчета ЭМС. Это приводит к повышению эффективности использования частотного ресурса или к уточнению числа действительно опасных мешающих станций.

II.                              Основная часть

Постановка задачи и алгоритм ее решения.

Требуется определить процент времени простоя радиолинии p’^Vo в условиях, когда на вход приемной

Рис. 1. Радиолинии: основная и мешающие. Fig. 1. Radio link: basic and interferences

системы поступают полезный сигнал и сигнал нескольких мешающих станций (рис 1).

При этом полагаем, что аппаратурная надежность радиолиний составляет 100% и, что являются известными:

–          мощности передатчиков и диаграммы направленности антенн,

–          координаты станций,

-техническиехарактеристики приемной системы.

В этих условиях процент времени простоя (коэффициент неготовности) радиолинии может быть определен на основе совместного учета следующих выражений для мощностей сигнала и помехи на входе приемной системы. Значение каждой из этих мощностей зависят от соответствующего процента времени.

Здесь Цр%) – ослабление соответствующего сигнала, не превышаемое в заданный процент времени, и определяемое случайными значениями параметров среды распространения.

Решение поставленной задачи состоит из 3-х этапов.

Первый этап. Расчет зависимостей (статистик) мощностей полезного сигнала и сигналов каждой мешающей станции на входе приемной системы от процента времени.

Данный расчет осуществляется в соответствии с методикой энергетического расчета радиолиний по известным параметрам источников излучений, среды распространения радиоволн и АЧХ приемной системы.

Наиболее сложными и трудоемким разделом этого этапа является определение вероятностных характеристик множителя ослабления Цр%) – статистики замираний. Основой для расчета этих зависимостей служат рекомендации ITU, приведенные в табл. 1

Таблица 1 Учет рекомендаций ITU (да +; нет -) Table 1 Accounting of ITU recommendations (yes +; no -)

Вид ослабления (замирания)

№ рек. ITU

Помеха

Сигнал

до

50%

от

50%

до

50%

от

50%

В свободном пространстве

Р. 525

+

+

+

+

в газах

Р. 676 и др.

+

+

+

+

Дифракционное

Р. 526

+

+

+

+

в дождях

Р. 837, 838, 530

+

Из-за интерференции: – плоские замирания

Р.530

.

.

+

.

– частотно-селективные

F.1093

+

+

– возрастание уровня

Р.530

+

+

Из-за субрефракции

Р.453, 834,452

+

+

+

Атмосферно-волноводное рас

Р. 452

+

пространение

Тропосферное рассеяние

Р. 452

+

Отметим, что приведенные рекомендации не всегда взаимно согласованны. Они — разнородны по перечню исходных и рассчитываемых параметров.

Для повышения эффективности использования этих рекомендаций разработаны соответствующие алгоритмы [1]. Примером может быть алгоритм быстрого расчета статистической зависимости данного замирания на основе рекомендаций ITU R.P. 453, 834. Первоначально по статистической зависимости градиента рефракции определяется статистика изменения эквивалентного радиуса Земли. Далее она перфорируется, и рассчитывается соответствующая статистика приращения ослабления дифракции, которая восстанавливается методами интерполяции.

Вторым этапом является определение зависимости процента времени результирующего воздействия всех помех           Реализация                                                                                этого

этапа осуществляется путем пошаговой свертки статистик помех. В данном случае кпассическое представление свертки:

преобразуется в выражение:

I

где–        проценты   времени    статистики

первой помехи; р^(р^.%) – мощность первой помехи

превышаемая, в течении процента времени р^.%’,

р^% – процент времени, в течении которого значение мощности второй помехи будет превышать

У-К(р,»

Рис. 2. Пояснение процедуры определения процента времени pf % статистики второй помехи.

Fig. 2. Time percentage definition for statistics of the second interference

Ha третьем этапе осуществляется свертка результирующей статистики помех и сигнала. При этом оказалось целесообразным кпассическое выражение:

5/ п

преобразовать в выражение:

)

эквивалентное с выражением (1).

III.                                   Заключение

Предлагаемый алгоритм оценки ЭМС по проценту времени простоя радиолинии обеспечивает большую достоверность расчета благодаря систематизации рекомендаций ITU и применении операции свертки вероятностей распределения уровней сигнала и помех.

Он позволяет автоматизировать процедуру оценки ЭМС, при использовании цифровых карт местности.

Предложенный метод может быть использован при оценке ЭМС радиорелейных линий, сетей беспроводного широкополосного доступа и некоторых других систем связи.

Данный алгоритм может составлять весомую часть общего алгоритма частотного планирования радиосетей [2].

IV.                                      Литература

[1]     Використання ПС в процеа проектування мереж рад10- релейного зв’язку. Л|патов А. О., Коломицев М. О. / Сборник научных трудов № 1 ВНТИ НТУУ „КПИ”, 2003.

[2]     Kolomytsev М., Lipatov А., Lyagoskan А. Method of frequency planning the radio-relay network with usage of GIS technologies.

[3]     iTU R.P. 452, 453, 525, 526, 530, 676, 834, 837, 838,

F.699, 1093

TIME PERCENTAGE OF AVAILABILITY DEFINITION FOR THE RADIO LINK

Kolomytsev M.

Institute of telecommunication systems NTUU "KPI" Av. Pobedy 37, Kiev, 03056.

Korsak V. F.

Centre “Ukrchastotnaglyad”

Av. Pobedy 15 km, Kiev, 03179 Lipatov A.

Army dept. A0375 Kiev, 01015, Ukraine

Ph.: 2906797

Abstract – Proposed in this paper is the method for definition of radio-line downtime. The proposal is based on ITU-R recommendations, use of digital terrain maps and convolution of statistical dependencies of signal and interferences.

I.                                          Introduction

Existing algorithms of EMC estimation provide certain error which leads to ineffective radio frequencies use.

EMC algorithm suggested below takes into account statistical characteristics of useful signal and interferences, hence provides better result accuracy.

II.                                         Main part

Problem definition. It is required to determine radio-line down-time p^% when useful signal and signal of several preventing stations (fig 1) are present on the input of receiver. Proposed algorithm consist of 3 stages.

The first stage. Calculation of statistical characteristics of useful signal level and signal levels from each interfering station on the input of receiver. The characteristics of fluctuation of propagation loses (it is main fluctuation factor) for different cases are describe in ITU-R recommendations (table 1).

It is necessary to take into account that ITU-R recommendations are not always mutually harmonized. They have different lists of initial and considered parameters.

The second stage is the definition of statistical characteristics of total interference level from all (N) interfering stations   At            this         stage       it is implemented a step-by-step

convolution of probability distribution function (PDF) of signal level for all interfering stations One step of convolution (1) is illustrated by fig 2.

Convolution of useful signal level PDF and total interference level PDF (2) is done at third stage.

III.                                        Conclusion

The suggested algorithm of estimation of time percentage of a radio link degradation:

–        Provides the big reliability of calculation;

–        Allows to automate procedure of EMC estimation;

–        Can be an essential part of radio network frequency planning.

Источник: Материалы Международной Крымской конференции «СВЧ-техника и телекоммуникационные технологии», 2006г. 

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