Отчёт о полевых испытаниях станции загоризонтной связи в периоды 04. 13. 04. 2007 г и 07 09. 2010 г. Отчёт составил г н. с., д т. н. Серов В. В




Скачать 492.64 Kb.
НазваниеОтчёт о полевых испытаниях станции загоризонтной связи в периоды 04. 13. 04. 2007 г и 07 09. 2010 г. Отчёт составил г н. с., д т. н. Серов В. В
страница1/2
Дата конвертации07.12.2012
Размер492.64 Kb.
ТипПрограмма
  1   2
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ УНИТАРНОЕ ПРЕДПРИЯТИЕ

«МОСКОВСКИЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ
РАДИОТЕХНИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ»



«Утверждаю»

Директор ФГУП «МНИРТИ»

Т.М. Борисенко


ОТЧЁТ

О ПОЛЕВЫХ ИСПЫТАНИЯХ СТАНЦИИ ЗАГОРИЗОНТНОЙ СВЯЗИ

в периоды 4.04.-13.04.2007 г. и 6.07.-9.09.2010 г.









Отчёт составил г.н.с., д.т.н. Серов В.В.

Начальник НТЦ 4 Муха Р.Н.



г. Москва

2010 год

Список участников работы


Закашанский К.А.

Лентионов В.В.

Мацков А.А.

Муха Р.Н.

Рулькевич Н.А.

Серов В.В.

Тараканова Т.Г.

Терешин В.В.

Титов В.А.

Цодикова М.И.

Щербакова В.С.


Оглавление





Наименование раздела

Стр.

1

Цель испытаний

4

2

Технические характеристики образцов станции

5

3

Программа и методика испытаний

11

4

Основные соотношения теории системы связи с адаптивным выбором оптимальной частоты.

14

5

Энергетический расчёт надёжности связи на испытанных трассах.

15

6

Статистические характеристики, полученные в результате испытаний.

18

6.1

Введение

18

6.2

Проверка реализуемости принципа взаимности

19

6.3

Проверка работы алгоритма выбора оптимальной частоты

21

6.4

Определение временной корреляции процессов

32

6.5

Временная характеристика медленных замираний

39

6.6

Проверка соответствия рассчитанных и измеренных уровней сигнала на трассе загоризонтной связи.


41

7

Заключение

43

8

Литература

44


1 Цель испытаний

Целью испытаний является проверка возможности реализации на практике принципов и технических характеристик, заложенных при построении цифровой малогабаритной станции загоризонтной связи [1]. Эти принципы обладают научной и технической новизной и требуют полной проверки как в лабораторных условия, так и в полевых условиях. Подробно принцип работы такой станции изложен в статье [2].

К этим новым техническим решениям, ранее в станциях такого типа не применявшимся, можно отнести следующие:

  • в станции заложен принцип работы на оптимальной частоте, который теоретически даёт существенный выигрыш по сравнению с широко применяющимся принципом работы с многочастотным сигналом (станции Р-423-1, Р-423-2, Сосник 4);

  • для реализации работы на оптимальной частоте использован «принцип взаимности», известный из физики, но ранее на практике не применявшийся. Для этого в аппаратуре станции реализован сложный алгоритм адаптации параметров передачи и приёма к постоянно меняющимся условиям распространения радиоволн;

  • впервые в действующих образцах использован принцип полудуплексной работы в станциях с мощностью излучения более 100 Вт;

  • в станции применён транзисторный усилитель мощности с выходной мощностью более 100 Вт в диапазоне частот 4,4 – 5,0 ГГц, имеющий улучшенные эксплуатационные характеристики. К ним относятся: отсутствие принудительного охлаждения, низкий уровень гармоник (ослабление более 60 дБ);

  • специально для станции разработан антенный переключатель на pin-диодах, обеспечивающий переключение мощности 100 Вт;

Требуют проверки и конструктивные характеристики станции. Аппаратура станции выполнена в разборном варианте, позволяющем перевозить и развёртывать станцию в любых условиях на местности или встраивать её в аппаратные машины. Штатный состав станции имеет антенну диаметром 1,25 м, размещаемую на опоре на высоте 2 м.

Возможно подключение аппаратуры станции к антенне другого диаметра. Такую проверку аппаратура прошла с антенной станции Р-412 на 2-ом этапе испытаний.

При натурных испытаниях необходимо получить статистические данные для всесторонней оценки правильности заложенных решений.


2 Технические характеристики радиолинии

    1. Диапазон частот 4,4 – 5,0 ГГц;

    2. Количество станций - 2 шт.;

    3. Количество передаваемой информации - 1х 64 кбит/с (режим «64»), 2х 64 кбит/с (режим «2х64»); стык ОЦК - противонаправленный или сонаправленный (рекомендация G.703).

    4. Мощность передающего устройства ~ 100 Вт (к антенне подводилась мощность порядка 40…50 Вт);

    5. Диаметр антенны 1,25 м, 2.5 м;

    6. Метод разделения сигналов передачи и приема - временное разделение

    7. Коэффициент шума приёмника не более 5 дБ;

    8. Ширина полосы частот 30 МГц; передача и приём производится в одной и той же полосе частот;

    9. Напряжение питания ~220 В (+10% / -15%), 50 Гц;

    10. Потребление по цепи питания ~700 Вт.


Краткое описание аппаратуры станции

Схема соединений аппаратуры станции приведена на рис.2.1. Макет состоит из: антенны, антенного переключателя, усилителя мощности с блоком питания, блока приёма-передачи (БПП), блока МОДЕМ, блока формирования сигналов (БФС), блока ИП – 2 шт., комплекта кабелей.

Имеется два режима работы: 1 канал 64 кбит/с и 2 канала 64 кбит/с.

Управление станцией производится от стандартного персонального компьютера, подключаемого к разъёму ПО (пульт оператора) блока БФС.

Аналоговый служебный канал осуществляется с помощью дельта модема.

Формат сигнала, реализованной в аппаратуре станции приведён на рис.2.2.

В блоке МОДЕМ предусмотрен выход аналогового постоянного напряжения, пропорционального уровню принимаемого сигнала для юстировки антенны при наведении на корреспондента. Питание станции производится от сети переменного тока напряжением 220В.

Станция была испытана два раза в двух вариантах исполнения, не отличающихся друг от друга по принципу действия. В первый раз применёна антенна 1.25 м, блок МОДЕМ ИУЯШ.467766.020 и блок БФС ИУЯШ. 468367.004. Во второй раз применена антенна диаметром 2,5 метра, блок модем ИУЯШ.467766.020 и блок

БФС ИУЯШ. 468367.017, разработанные в рамках заказа ТС1.

Общий вид станции загоризонтной связи в полевом исполнении. которая была испытана в первый раз. приведён на рис.2.3.

Общий вид станции, испытанной во второй раз, приведён на рис.2.4.а) , б) , в). Станция была встроена в аппаратную машину станции Р- 412 На рис. 2.4.а)–внешний вид аппаратной Р412 с развёрнутой антенной диаметром 2.5 м, на рис 2.4б) показаны антенный переключатель, усилитель мощности, блок приёма и передачи, модем, размещённые внутри аппаратной машины, на рис.2.4.в) показан блок формирования сигналов с компьютером.






Тц=10мc

Станция № 1

Передача Прием Передача

fj





fN




f1




fi


fi

Tз=2Тp

Прием Передача Приём

Станция № 2









Рис.2.4 а)

Внешний вид аппаратной Р 412 с развёрнутой антенной диаметром 2,5 м

Рис.2.4 б)

Размещение аппаратуры внутри аппаратной

Рис.2.4 в)

Размещение аппаратуры внутри аппаратной




3. Программа и методика испытаний

Настоящая программа и методика испытаний распространяется на оборудование экспериментальной радиолинии загоризонтной связи, построенной с использованием конструктивных образцов станций.

3.1 Цель испытаний

Целью испытаний является проверка возможности реализации на практике технических характеристик, заложенных при построении станции загоризонтной связи и уточнение статистических характеристик тропосферного канала, влияющих на выбор параметров станции.

3.2 Состав оборудования, место и время проведения испытаний

3.2.1 Конструктивные макеты станции загоризонтной связи, разработанные по заказу «Бутыль; место испытаний –район г.Ступино, время 4.04-13.04.2007 г.

3.2.2 Опытные образцы станции «Ладья» с антеннами станции Р-412 диаметром 2,5 м; место проведения –район г. Орёл, время 6.07-9.07.2010г.


3.3 Порядок проведения испытаний

3.3.1 Испытания проводятся в три этапа:

1 этап - лабораторные испытания станций на территории МНИРТИ, в процессе которых уточняются технические характеристики станций, производится предварительная стыковка аппаратуры станции с оконечной аппаратурой.

2 этап – развёртывание 2-х станций на одной площадке и комплексная проверка двух станций при встречной работе;

3 этап – трассовые испытания между пунктами 1 и 2. Рабочая частота 4734 МГц.

3.3.2 На 2-м этапе производится развёртывания 2-х станций на пункте 1 и проверка работоспособности их в режиме излучения сигналов в свободное пространство.

В передающем тракте каждой станции устанавливается затухание сигнала 30 - 50 дБ.

Между станциями №1 и №2 устанавливается двусторонняя связь. Проверка качества прохождения сигнала производится при помощи прибора измерения ошибок ИКО или Аист , а также по индикатору наличия ошибок декодера Витерби, выведенных на пульт управления. При установлении связи ошибки должны отсутствовать.

В режиме двусторонней связи проверяются система управления станцией и служебная связь. Далее производится стыковка с оконечной аппаратурой.


3.3.3 Проведение 3 этапа.

Устанавливается связь с корреспондентом и предварительная проверка работоспособности станций на пунктах №1 и №2. Основным критерием работоспособности на этапе предварительной проверки является достоверность принимаемой информации в канале 64 кбит/с.

В процессе работы радиолинии производится запись статистических характеристик с помощью программы, установленной на пульте управления станцией, в качестве которого используется персональный компьютер.

К контролируемым характеристикам относятся:

  • Амплитуда синхрослова (СС), характеризующая сигнал на выбранной оптимальной частоте;

  • Амплитуда сигнала (величина функции взаимной корреляции (ФВК)) на одной из зондирующих частот;

  • Номер частоты Fпрм принимаемого сигнала в данном цикле;

  • Номер частоты Fпрд передаваемого сигнала в данном цикле.

  • Напряжение АРУ1, вырабатываемое в широкополосной части приёмного тракта (полоса частот тракта 30 МГц) по смеси сигнал/шум;

  • Напряжение АРУ2, вырабатываемое в полосе принимаемого сигнала;

  • Ошибки, исправляемые декодером Витерби.

На экране пульта в двух окнах индицируются по два вида данных получаемых каждую секунду. В каждом окне отображается по 100 значений измеряемого параметра, полученного в каждом цикле. (Длительность цикла 10 мс). Запись всех данных производится в отдельный файл.

Вид данных из файла при испытаниях в Ступино приведён в таблице 3.1.

Вид данных из файла при испытаниях в г.Орёл приведён в таблице 3.2.

В этих таблицах использованы следующие обозначения:

СС- уровень синхрослова, соответствующий уровню сигнала на оптимальной частоте;

ФВК – уровень функции взаимокорреляции, соответствующий сигналу на одной частоте;

АРУ1, АРУ2 –уровень, пропорциональный напряжению в цепях автоматической регулировке усиления UАРУ1 и UАРУ2, по которым рассчитывается уровень входного сигнала.

УТС – сигнал, характеризующий работу устройства тактовой синхронизации;

Fпрм, Fпрд – номер выбранной частоты приёма и передачи;

Витерби –количество ошибок, исправленных декодером Витерби.

Перевод значения данных UАРУ1 и UАРУ2 из таблицы 3.1 в уровни входного сигнала, измеренные в децибелах к милливатту, переводится по формуле:

,

где Р1= 0.000555· UАРУ1+0.00001· UАРУ12-97,

Р2= 92245·ехр(-UАРУ2/208)+30·ехр(-UАРУ2/9559)+5.89· ехр(-UАРУ2/6.13)-122.46


Перевод значения данных UАРУ1 и UАРУ2 из таблицы 3.2 в уровни входного сигнала в децибелах к милливатту переводится по формуле:

Pвх= -121+0.28·х+0.0022·х2, где х= Uару1+ Uару2/256


Таблица 3.2

Таблица.3.1



Fпрд

СС

UАРУ2

ФВК

УТС

Fпрм

UАРУ1

Витерби

2

811

7308

430

9

2

35

4

2

800

7236

438

6

2

36

6

2

811

7305

403

2

2

36

2

2

821

7264

427

248

2

36

2

2

769

7214

385

4

2

36

4

2

815

7240

390

3

2

35

4

2

823

7278

399

7

2

34

5

2

793

7211

463

6

2

35

4

2

766

7297

321

249

2

35

3

2

824

7213

392

0

2

36

3

2

786

7351

382

249

2

35

5

2

757

7160

425

252

2

35

3

2

796

7177

428

6

2

34

1

2

823

7207

453

250

2

34

5

2

801

7205

450

249

2

36

4

2

786

7151

426

241

2

35

5

2

820

7193

407

247

2

35

2

2

813

7175

453

243

2

36

6

2

751

7235

387

247

2

35

2

2

794

7247

433

255

2

34

0

2

821

7253

425

248

2

35

2

2

757

7303

384

3

2

35

2

2

790

7275

464

248

2

36

0

2

785

7295

420

249

2

35

2

2

804

7332

458

244

2

35

3

2

785

7317

389

248

2

34

1

2

788

7339

408

0

2

36

2

2

828

7398

424

251

2

36

3

2

765

7331

446

255

2

36

2

2

790

7247

463

246

2

34

3

2

804

7357

451

249

2

35

6

2

803

7378

343

246

2

36

4

2

783

7414

400

248

2

35

8

2

777

7396

384

253

2

35

7

2

848

7299

391

0

2

36

8

2

766

7437

425

254

2

36

2

2

795

7339

461

253

2

35

6

2

843

7367

378

246

2

34

5

2

811

7249

382

251

2

35

8

2

813

7326

381

248

2

35

9

2

829

7337

419

255

2

34

7

2

830

7337

376

247

2

35

7

2

802

7337

424

248

2

35

8

2

746

7401

377

248

2

35

6

2

795

7344

380

248

2

34

8






4. Основные соотношения теории системы связи с адаптивным выбором оптимальной частоты.

Интегральное распределение сигнала, сформированного в результате автовыбора максимального сигнала из N независимых случайных процессов

(4.1)

Плотность распределения мощности сигнала, сформированного в результате автовыбора максимального сигнала из N независимых случайных процессов

(4.2)

Интегральное распределение мощности сигнала, распределённого по закону Релея

(4.3)


Плотность распределения мощности сигнала, распределённого по закону Релея

(4.4)

Среднее значение мощности сигнала, сформированного в результате

автовыбора максимального сигнала из N независимых случайных процессов с дисперсий σ2=1.





(4.5)

В таблице 4.1 даны величины среднего значения сигнала после автовыбора из N частот.



Таблица 4.1

N

1

2

4

8

16

32

64

m(N)

1

1.5

2.08

2.718

3.381

4.058

4.744

m(N)дБ

0

1.76

3.19

4.34

5.29

6.08

6.76
При наличии постоянной составляющей сигнал на входе приёмного устройства обычно описывается случайным процессом с распределением Райса:

(4.6) ,


где k –параметр распределения Райса,


(4.7)  - среднее значение,


(4.8)  -интегральное распределение Райса,




(4.9) - интегральное распределение вероятности после автовыбора максимального сигнала из N сигналов, распределённых по закону Райса.


5. Энергетический расчёт ожидаемой надёжности связи .


В процессе испытаний была проведена проверка работы радиолинии на шести трассах при испытаниях в Ступино и пяти трассах на испытаниях в г.Орле.

При расчёте ожидаемых уровней принимаемого сигнала были использованы фактические значения коэффициента преломления воздуха у поверхности Земли Nз, полученные на основе метеорологических данных в период испытаний.

Коэффициент преломления воздуха у поверхности Земли Nз рассчитывался по известной формуле [3].

(5.1) ,

p - атмосферное давление в миллибарах; T=to+273;

-упругость водяного пара в миллибарах; еН давление насыщенного пара в миллибарах [4];


Климатическая поправка на энергетический потенциал линии рассчитывается по формуле LK=0.7*( Nз -310) дБ, где Nз -коэффициент преломления воздуха у поверхности Земли.

Подробная методика расчёта приведена в [6] .

Для расчётов воспользуемся уравнением энергетического баланса:

(5.2) А=L ,

где , -энергетический потенциал линии, дБВт;

(5.3) , затухание сигнала на трассе, не превосходящее в % времени, дБ;

P - мощность передающего устройства, дБВт;

G - коэффициент усиления антенн в дБ;

- потери усиления антенн, дБ;

(5.4) -допустимый уровень принимаемого сигнала, дБВт;

Вт К /Гц-константа Больцмана;

T – температура МШУ в градусах Кельвина;

- согласованная полоса частот приемного тракта;

R - скорость передаваемой информации;

- отношение сигнал/шум, требуемое для достижения вероятности ошибки ;

- затухание в антенно-фидерном тракте, дБ;

(5.5) rэ[км ] =r[км ] + ,

если r [км ] >

rэ[км ] =0, если r [км ] <

-эквивалентная протяжённость интервала,

r[км ] -географическая протяжённость интервала,

а – суммарный угол закрытия в градусах,

Н1 и Н2 –высота установки антенн на местности в метрах;

(5.6) -затухание в свободном пространстве, дБ;

(5.7) =67.5+(0.0628+0.0445·f[ГГц]rэ[км ] -9·log(30/ f [ГГц]) -1.6 -дополнительное тропосферное затухание, дБ (эмпирическая зависимость);

(5.8) Ldif = -13·(1+r[км]1.5/156)- затухание сигнала за счёт дифракции, (аппроксимирующая кривая затухания в области тени из [3], для параметра =1.2 (гладкий рельеф Земли ) и частоты f = 4.75 ГГц), дБ;

(5.9) -дополнительное затухание, дБ;

- длина волны, f - рабочая частота.

Исходные данные для расчёта приведены в таблице 5.1.


Таблица 5.1


Наименование параметра

Значение величины

Рабочая частота, ГГц

4,734

Диаметр антенны, м (усиление антенны, дБ),

1,25(32,5)

2,5 (38 дБ)

Потери усиления антенн диаметром 1.25м , дБ;

Потери усиления антенн диаметром 2.5м , дБ;

2,5

5

Метод передачи для режима 1х64 кбит/с,

для режим 2х64 кбит/с;

рекуррентный код (1,171,133) с декодером Витерби,

Отношение сигнал/шум на одной из зондирующих частот при р=10-4 , дБ

в режиме передачи:

1 канал х 64 кбит/с (ОФТ)

2 канала х 64 кбит/с (ДОФТ)

ОФТ

ДОФТ


4

7

Уровень сигнала на входе МШУ

в режиме 1х64 кбит/с, дБВт

в режиме 2х64 кбит/с, дБВт


-139

-136

Потери в фидерном тракте передачи, дБ

1,5

Потери в фидерном тракте приёма, дБ

1,5

Мощность передатчика, дБВт

20

Температура шума приемника, К

300

Количество частот зондирования

8

Высота установки антенны 1,25м, м

2

Высота установки антенны 2,5 м, м

4



6 Статистические характеристики, полученные результате испытаний
  1   2

Добавить в свой блог или на сайт

Похожие:

Отчёт о полевых испытаниях станции загоризонтной связи в периоды 04. 13. 04. 2007 г и 07 09. 2010 г. Отчёт составил г н. с., д т. н. Серов В. В iconБорисенко Т. М., Мацков А. А., Муха Р. Н. Серов В. В., Цодикова М. И
В апреле 2007г проведены испытания образцов малогабаритной тррс (рис. 1) на загоризонтной линии связи на трассах 29, 84 и 119 км...

Отчёт о полевых испытаниях станции загоризонтной связи в периоды 04. 13. 04. 2007 г и 07 09. 2010 г. Отчёт составил г н. с., д т. н. Серов В. В iconГодовой отчет за 2007 год Генеральный директор
Отчет о результатах производственно-хозяйственной деятельности Общества за 2007 г

Отчёт о полевых испытаниях станции загоризонтной связи в периоды 04. 13. 04. 2007 г и 07 09. 2010 г. Отчёт составил г н. с., д т. н. Серов В. В iconОтчет 2007
Годовой отчет 2007 это книга, которая существенно упростит работу по составлению годовой бухгалтерской и налоговой отчетности

Отчёт о полевых испытаниях станции загоризонтной связи в периоды 04. 13. 04. 2007 г и 07 09. 2010 г. Отчёт составил г н. с., д т. н. Серов В. В iconОтчет акционерного общества КемВод по результатам работы за 2007 год
...

Отчёт о полевых испытаниях станции загоризонтной связи в периоды 04. 13. 04. 2007 г и 07 09. 2010 г. Отчёт составил г н. с., д т. н. Серов В. В iconОтчет по итогам 2010 года
Отчет Совета директоров о результатах развития Общества по приоритетным направлениям его деятельности в 2010 году

Отчёт о полевых испытаниях станции загоризонтной связи в периоды 04. 13. 04. 2007 г и 07 09. 2010 г. Отчёт составил г н. с., д т. н. Серов В. В iconОтчёт по учебной практике Группа: оп-011
Бригада №80 по проведению учебно-полевых работ состоит из семи студентов группы оп–011. Время проведения учебно-полевых работ август...

Отчёт о полевых испытаниях станции загоризонтной связи в периоды 04. 13. 04. 2007 г и 07 09. 2010 г. Отчёт составил г н. с., д т. н. Серов В. В iconОтчет о результатах полевых исследований Географического факультета мгу
России, на его долю приходиться 34,1% запасов цинка и 11,2% свинца (Оценка…, 2007). В настоящее время месторождение не разрабатывается,...

Отчёт о полевых испытаниях станции загоризонтной связи в периоды 04. 13. 04. 2007 г и 07 09. 2010 г. Отчёт составил г н. с., д т. н. Серов В. В iconОтчет об исполнении республиканского бюджета Республики Адыгея за 2007 год. Р. И. Махош
Годовой отчет о деятельности Контрольно-счетной палаты Республики Адыгея в 2007 году и результатах контрольных мероприятий. Р. И....

Отчёт о полевых испытаниях станции загоризонтной связи в периоды 04. 13. 04. 2007 г и 07 09. 2010 г. Отчёт составил г н. с., д т. н. Серов В. В iconОтчет ОАО “Локтелеком” Совет директоров представляет годовой отчет о деятельности общества за 2007 год
Место нахождения ( на день проведения собрания): г Чита ул. 9 Января, 37 офис, 210

Отчёт о полевых испытаниях станции загоризонтной связи в периоды 04. 13. 04. 2007 г и 07 09. 2010 г. Отчёт составил г н. с., д т. н. Серов В. В iconОтчет о результатах самообследования за 2003-2007 г г. Отчет утвержден Ученым советом гоу впо «Тольяттинский государственный университет»
Соответствие организации управления образовательным учреждением уставным требованиям


Разместите кнопку на своём сайте:
lib.convdocs.org


База данных защищена авторским правом ©lib.convdocs.org 2012
обратиться к администрации
lib.convdocs.org
Главная страница