2.2.3. Расчет характеристик функционирования радиосети: оперативности и эффективности функционирования радиосвязи

Оперативность радиосвязи характеризуется вероятностью того, что информация от одного абонента к другому будет передана в течение времени, не более заданного:

,

- время «чистого» переговора;

- непроизводительные затраты времени на коммутацию абонента, установку соединения и т.п.;

- заданная величина времени, определяющая оперативность связи (критерий оперативности).

В случае, когда надежность и качество радиоканала идеальны, оперативность радиосвязи оценивается по формуле

где - вероятность того, что радиоканал свободен и ожидающих нет;

- вероятность того, что радиоканал занят, но ожидающих нет.

Эффективность функционирования радиосети может быть оценена математическим ожиданием случайной величины ее состояния , которое является показателем целесообразности использования радиосети для выполнения заданных функций.

В случае, когда надежность и качество радиоканала идеальны, эффективность функционирования радиосети оценивается по следующей формуле:

где - соответственно время переговора и непроизводительные затраты времени в радиосети.

Определение необходимых высот подъема антенн стационарных радиостанций.

Дальность действия ОВЧ (УКВ) радиосвязи зависит от следующих основных факторов:

качественных характеристик приемника (чувствительности приемника);

параметров антенно-фидерного тракта радиостанций (его длины и затухания);

величины излучаемой мощности передатчика;

высот подъема приемо-передающих антенн;

закономерностей распространения радиоволн ОВЧ диапазона в условиях пересеченной местности и городской застройки;

видов модуляции;

рельефа местности и др.

При определении высот подъема антенн стационарных радиостанций ЦУС и ПЧ, необходимых для обеспечения требуемой дальности радиосвязи с самой удаленной ПЧ, пользуются графическими зависимостями изменения напряженности поля (, дБ) полезного сигнала от расстояния (d, км) между антеннами для различных значений произведения высот подъема передающей и приемной антенн (h₁·h₂, м²). Эти графические зависимости приведены на рисунке 3 и представляют собой медианные значения напряженности поля, превышаемые в 50% мест на границе зоны обслуживания. Кривые напряженности электромагнитного поля приведены для вертикальной поляризации антенн и построены для условий распространения радиоволн метрового диапазона (ОВЧ диапазона) в полосе частот 148-174 МГц.

Рисунок 3. Зависимость средних значений напряженности поля от расстояния между антеннами

Рисунок 3.1.. Поправочный коэффициент, учитывающий отличие мощности передатчика от 10 Вт

В случае отличия рельефа местности от среднепересеченного необходимо ввести дополнительный коэффициент ослабления сигнала , значения которого для полосы частот 148-174 МГц приведены в таблице 3.

Таблица 3.Значения коэффициента ослабления сигнала в зависимости от условной меры неровности рельефа

	30	40	50	70	90	110	120	140	150
	- 2	- 1	0	1	3	4	5	6	7
	170	190	210	230	250	290	330	360	390
	8	9	10	11	12	13	14	15	16

При расчете условий обеспечения заданной дальности радиосвязи минимальное значение уровня напряженности поля полезного сигнала на входе приемного устройства при котором обеспечивается высокое качество радиосвязи, принимается равным 20 дБ (10 мкВ/м). Определение дальности радиосвязи необходимо проводить исходя из минимального значения уровня напряженности поля с учетом влияния рельефа местности, выходной мощности передатчика, затухания антенно-фидерных трактов передатчика () и приемника (), коэффициентов усиления передающейи приемнойантенн, величены превышения допустимого уровня мешающего сигнала (). Таким образом, с учетом вышеизложенного, величина напряженности поля полезного сигнала на входе приемного устройства определяется по формуле:

,

где - коэффициент погонного затухания фидерного тракта передатчика и приемника соответственно;

и - длина фидерного тракта передатчика радиостанции ЦУС и приемника радиостанции ПСЧ соответственно, м;

- коэффициенты усиления антенн передатчика и приемника соответственно;

- поправочный коэффициент, величина которого принимается равной 0 дБ при использовании радиостанций типа «МОТОROLA GM640», имеющих мощность излучения передатчика 10 Вт.

По полученной величине напряженности поля полезного сигнала на входе приемника и заданному удалению пожарной части от ЦУСс помощью графиков (рис. 2.5) определяется произведение высот подъема антенн. Из полученного произведения высот выбираются необходимые высоты стационарных антенн ЦУСи удаленной пожарной части.

Пользуясь изложенным выше алгоритмом расчета, можно определить максимальную дальность радиосвязи между ЦУС и пожарными автомобилями. В этом случае высота установки антенны на пожарном автомобиле принимается равной 2м.

2.2.4. Расчет ЭМС двух близко расположенных радиостанций

При проведении практического выбора рабочих частот радиостанций в случае установки двух стационарных антенн на крыше одного служебного здания (ЦУС или ЦПР) допустимый уровень мешающего сигнала определяется в основном выходным уровнем сигнала от передатчика мешающей радиостанции (равным 148 дБ при выходной мощности излучения передатчика 10 Вт) и затуханием электромагнитного поля между стационарными антеннами. Допустимый уровень мешающего сигнала от близко расположенного передатчика определяется по следующей формуле:

_А,

где - максимальный уровень высокочастотного сигнала, излучаемый мешающим передатчиком и соответствующий напряженности электромагнитного поля 148дБ относительно 1 мкВ (0 дБ);

_А – величина переходного затухания электромагнитного поля между передающей антенной одной и приемной антенной другой стационарных радиостанций, антенны которых установлены на крыше одного служебного здания.

Частотный разнос между рабочим и мешающим каналами двух стационарных радиостанций может быть определен с помощью преобразованной эмпирической формулы, в которой приравнены величины ,

где - коэффициент согласования размерности;

- минимальная величина полезного сигнала.

С учетом полученного разноса частот между рабочим и мешающим каналами двух стационарных радиостанций проводится выбор конкретных номиналов рабочих частот для организации двух самостоятельно функционирующих сетей радиосвязи.

Задано: Коэффициент погонного затухания антенно-фидерных трактов передатчика и приемника стационарных радиостанций ;

длина антенно-фидерных трактов передатчика и приемника 20

коэффициент усиления передающей и приемной антенн

расстояние между двумя стационарными антеннами, установленными в пределах крыши служебного здания, r = 6 .

Требуется выбрать номиналы рабочих частот двух стационарных радиостанций, размещенных в одном служебном здании ЦУС.

1. Допустимый уровень мешающего сигнала от близко расположенного передатчика определяется по формуле (2.3):

148-0,15 20+1,5-0,15 20+1,5-37=108 дБ.

2. Частотный разнос рабочих каналов радиостанций определяется по формуле (2.3)

3.На заключительном этапе расчета проводится выбор номиналов рабочих частот.

Если одна стационарная радиостанция работает на частоте ƒ₁=148,175 МГц, а частотный разнос рабочих каналов составил225кГц, тогда рабочая частота второй радиостанции (второй радиосети) будет равной 148,400МГц.