Программное обеспечение для расчета качественных показателей радиолиний

 

DRRL 6.1


РУКОВОДСТВО ПОЛЬЗОВАТЕЛЯ

Назначение

Программа DRRL 6.1, предназначена для автоматизации деятельности по проектированию наземных радиолиний прямой видимости – радиорелейных линий (РРЛ), линий абонентского радиодоступа и т.п. Она создана инженерами с многолетним опытом проектирования радиолиний связи различного масштаба от небольших однопролетных линий доступа до мощных протяженных магистральных РРЛ.

Программа прошла тестирование на большом количестве спроектированных и в настоящее время успешно функционирующих линий, в различных климатических зонах и на трассах разной степени пересеченности – от равнинных и болотистых до высокогорных.

При разработке программы особое внимание уделялось простоте интерфейса пользователя, максимальной автоматизации вычислений, а также возможности получать отчеты о результатах вычислений в виде чертежей в соответствии с российскими нормами и правилами оформления.

Программа хорошо себя зарекомендовала в качестве инструмента планирования сетей связи во многих проектных организациях, системных интеграторов, операторов связи, учебных заведениях.

 

Возможности DRRL 6.1:

  • расчет качественных показателей радиорелейных линий по Методике расчета трасс цифровых РРЛ прямой видимости. НИИР, Москва, 1998г.;

  • расчет качественных показателей РРЛ по ГОСТ Р 53363-2009 "Цифровые радиорелейные линии. Показатели качества. Методы расчёта";

  • расчет качественных показателей радиолиний в соответствии с рекомендацией ITU-R (МСЭ-R) 530-16 (2015);

  • оптимизация основных параметров радиорелейных станций – выбор высот и диаметров антенн, подбор конфигурации приемо-передающего тракта;

  • расчет качественных показателей радиорелейных линий и линий радиодоступа для оборудования, работающего диапазоне частот от 150МГц до 86 ГГц;

  • автоматическое построение продольного профиля рельефа местности пролета РРЛ с использованием цифровой модели высот Shuttle Radar Topography Mission с разрешением 1” (SRTM-1), имеющихся на всю территорию России до 60 градусов северной широты (севернее 60 градусов используется SRTM-3). Детальность рельефа, представленного ЦМВ SRTM, в целом соответствует детальности на топографических картах масштабов 1:50 000 — 1:25 000;

  • автоматическое нанесение на продольный профиль границы и высоты застройки с использованием данных из проекта OpenStreetMap;  

  • автоматическое нанесение на продольный профиль границ и высот лесного покрова с использованием данных из проектов Global Forest Change  http://www.earthenginepartners.appspot.com/ и NASA’s Jet Propulsion Laboratory, the University of Maryland, Woods Hole Research Center https://www.nasa.gov/topics/earth/features/forest20120217.html;

  • автоматическое нанесение на продольный профиль границ водной поверхности из данных проекта Global Forest Change;

  • использование в качестве картографической подложки автоматически подгружаемых карт из проектов TOPO CTT, OpenStreetMap, Google, Bing и любых других тайловых серверов; Внимание: все права на картографические материалы принадлежат их владельцам;

  • подготовка отчетов о результатах вычислений и продольных профилей интервалов РРЛ в виде чертежей в соответствии с ГОСТ 21.101-97 для включения в проектную документацию.

 

Новые возможности в версии 6.1 по сравнению с 6.0:

 

  1. Использование цифровой модели высот SRTM-1;

  2. Автоматическое нанесение на продольный профиль информации о высоте леса;

  3. Автоматическое нанесение на продольный профиль информации о высоте застройки из базы данных, ежеминутно синхронизирующийся с базой данных проекта OpenStreetMap.

 

Программа DRRL сертифицирована в системе сертификации ГОСТ-Р на соответствие документам:

  • Методика расчета трасс цифровых РРЛ прямой видимости в диапазоне частот 2-20 ГГц. НИИР, Москва, 1998г.

  • ГОСТ Р 53363-2009 Цифровые радиорелейные линии. Показатели качества. Методы расчёта;

  • Рекомендация МСЭ-R  P.530    Данные о распространении радиоволн и методы прогнозирования, требующиеся для проектирования наземных систем прямой видимости (Propagation data and prediction methods required for the design of terrestrial line-of-sight systems);

  • Рекомендация  МСЭ-R P.526    Распространение радиоволн за счет дифракции (Propagation by diffraction);

  • Рекомендация МСЭ-R P.527    Электрические характеристики поверхности Земли (Electrical characteristics of the surface of the Earth);

  • Рекомендация МСЭ-R  P.836    Водяные пары: плотность у поверхности Земли и общее объемное содержание    (Water vapour: surface density and total columnar content);

  • Рекомендация МСЭ-R  P.837    Характеристики осадков, используемые при моделировании распространения радиоволн (Characteristics of precipitation for propagation modelling);

  • Рекомендация МСЭ-R  P.838    Модель погонного ослабления в дожде, используемая в методах прогнозирования (Specific attenuation model for rain for use in prediction methods);

  • Рекомендация МСЭ-R P.676    Затухание в атмосферных газах (Attenuation by atmospheric gases);

  • Рекомендация МСЭ-R P.1510    Annual mean surface temperature (Annual mean surface temperature);

  • Рекомендация МСЭ-R  P.453    Индекс рефракции радиоволн: его формула и данные о рефракции (The radio refractive index: its formula and refractivity data);

  • Рекомендация МСЭ-R  F.699    Эталонные диаграммы направленности антенн фиксированных беспроводных систем для использования при изучении вопросов координации и оценке помех в диапазоне частот от 100 МГц до примерно 70 ГГц (Reference radiation patterns for fixed wireless system antennas for use in coordination studies and interference assessment in the frequency range from 100 MHz to about 70 GHz.

Системные требования и инсталляция

Программа DRRL 6.1 является 32-разрядным Windows приложением. Для работы с на компьютере должна быть установлена одна из операционных систем (ОС) Windows 7/8/10.

Минимальные требования - графический адаптер и монитор должны поддерживать вывод изображения с разрешением не менее 1280х900, CPU P-III и RAM 2ГГб.

DRRL поставляется на одном DVD диске. Установочный диск содержит следующие файлы:

  • программу-инсталлятор Setup_DRRL_61.exe;

  • руководство пользователя;

  • программа – драйвер аппаратного ключа HASPUserSetup.exe;

  • ряд служебных файлов, необходимых при работе программы;

  • файлы примеров;

Перед инсталляцией программы необходимо установить драйвер аппаратного ключа, для этого запустите программу HASPUserSetup.exe. В качестве типа установки следует выбрать “Typical”. После инсталляции драйвера выключите компьютер и установите аппаратный ключ, поставляемый в комплекте.

Для инсталляции DRRL6.1 запустите файл Setup_DRRL_61.exe с установочного компакт-диска. Через несколько секунд после этого на экране Вашего монитора появится изображение установочного меню. Программе - инсталлятору необходимо указать путь установки программы, например C:\DRRL.

Настройка основных параметров осуществляется в меню НАСТРОЙКА - КОНФИГУРАЦИЯ ПРОГРАММЫ.

Рисунок 1. Меню НАСТРОЙКА - КОНФИГУРАЦИЯ ПРОГРАММЫ

Путь к папке с файлами кэша – путь к папке, где будут храниться скаченные тайлы карт, для быстрой подкачки их в дальнейшем, что очень ускоряет работу с программой. Кроме того, скаченные вами карты останутся у вас на компьютере, и вы сможете их просматривать даже без подключения к интернету. Эта папка создается автоматически при первом запуске программы, путь также прописывается автоматически. Путь к папке можно поменять, нажав на соответствующую кнопку.

Путь к папке с файлами SRTM – путь к папке, в которую необходимо распаковать архивные папки для каждой географической широты с файлами цифровой модели местности SRTM-1.

Архив SRTM-1 на территорию России и Казахстана занимает около 14 ГБ, скачать его можно по ссылке https://cloud.mail.ru/public/DY9C/wR7vhaT4E/SRTM1/

Архив состоит из отдельных архивных папок, в каждой из которых находится набор данных для полосы шириной по географической широте в один градус. Название архивной папки соответствует нижней широте данной полосы. Так, например, в папке N54.zip находятся весь набор данных цифровой модели высот между 54 и 55 градусами северной широты на всю территорию РФ. Внутри каждой из архивных папок находятся файлы цифровой модели рельефа, каждый из которых покрывает площадь размером 1х1 градус.

Чаще всего нет смысла скачивать и разархивировать в локальную директорию на компьютер весь архив в 14 ГБ - достаточно скачать архивы с номерами между самой южной и самой северной широтой территории, которая интересует пользователя. В каждом из скаченных архивов лежит папка, которую следует разархивировать в папку, путь к которой указывается в меню КОНФИГУРАЦИЯ ПРОГРАММЫ (на рисунке 1 это папка \\Monster\gis\SRTM)

После распаковки архивов у пользователя на компьютере должна лежать папка со вложенным набором распакованных папок, названия которых перекрывает интересующих пользователя диапазон географических широт.

Путь к папке с файлами FST (лес и водные участки) – путь к директории, в которую необходимо распаковать архивные папки для каждой географической широты с файлами наборов данных леса и водных участков

Архив FST на территорию России и Казахстана занимает около 4.2 ГБ, скачать его можно по ссылке https://cloud.mail.ru/public/DY9C/wR7vhaT4E/FST/

Принцип организации архива здесь такой же, как и у архива SRTM. Необходимо скачать нужные архивные папки и распаковать их в отдельную папку, путь к которой указать в меню НАСТРОЙКА - КОНФИГУРАЦИЯ ПРОГРАММЫ.

Шаг отсчетов рельефа (для SRTM) – дискретность, с которой будут извлекаться из цифровой модели рельефа высотные отметки вдоль продольного профиля, по умолчанию – 30 метров (предельное пространственное разрешение SRTM-1).

Настройка прокси-сервера – если Ваш компьютер подключен к интернету через прокси-сервер, то необходимо ввести его параметры и поставить соответствующую метку.

Система координат - WGS-84, СК-42, СК-95 или ГСК-2011 – установка системы координат, в которой будут задаваться координаты сайтов.

Рисунок 2. Установка системы координат

Параметры методики расчета – устанавливается ряд параметров, которые есть в рекомендациях ITU. Рекомендуется оставить параметры, установленные по умолчанию.

Рисунок 3. Настройка параметров методики расчета

Работа с программой DRRL

 

Работа с новым проектом линии, которая может состоять как из одного, так и из множества интервалов в общем случае ведется в следующей последовательности:

  1. Создание нового проекта;

  2. Описание топологии линии: создание сайтов, создание интервалов радиолиний из сайтов, создание радиолинии из интервалов;

  3. Построение продольного профиля для каждого из радиорелейных интервалов;

  4. Ввод параметров системы для каждого из интервалов;

  5. Расчет качественных показателей каждого интервала по выбранной методике, оптимизация параметров;

  6. Расчет качественных показателей всей линии;

  7. Проверка условий зигзагообразности на всей линии (если требуется);

  8. Вывод результатов в виде отчетов – чертежей в формате Microsoft Word (качественные показатели) и DXF (продольные профили интервалов).

 

Новый проект создается автоматически при запуске программы. Файл описания проекта можно сохранить под нужным именем, а также открыть в меню стандартном меню ФАЙЛ. Расширение под которым сохраняется файл описания проекта - *.drrl. Этот файл содержит всю информацию по проекту – продольные профили интервалов, параметры системы, а также результаты расчетов.

 

 

Описание топологии линии

 

Описание топологии линии осуществляется в меню ТРАССА.

 

Создание сайтов

В первую очередь необходимо создать сайты (как минимум – два) во вкладке САЙТЫ. Чтобы создать сайт необходимо в соответствующие поля ввести название сайта и его географические координаты. Географические координаты указываются в формате ГРАДУСЫ МИНУТЫ СЕКУНДЫ, между которыми необходимо сделать пробел, после ввода координаты автоматически форматируются. Иногда местоположение сайта удобно устанавливать с помощью правой кнопки мыши. Указав на нужное место на карте, и нажав правую кнопку мыши при помощи открывающегося контекстного меню можно создать новый сайт или откорректировать местоположения существующего.

Рисунок 4. Создание сайтов

Создание интервалов

После создания сайтов следует сформировать радиорелейные интервалы, для чего во вкладке ИНТЕРВАЛЫ обозначается начало и конец каждого из интервалов. Здесь же указывается код частоты для каждого интервала. Этот параметр необходим для учета деградации порогового значения мощности сигнала из-за внутрисистемных помех и проверки условия зигзагообразности линии.

Рисунок 5. Формирование радиорелейных интервалов

Создание линии

Последний этап в описании топологии – обозначение начала и конца всей линии во вкладке ЛИНИЯ, после чего ниже отобразится перечень всех интервалов, которые входят в данную линию и их длина.

Все сайты, а также интервалы и линия будут отображаться на карте в правом окне программы. При этом можно выбрать тип картографической подложки из доступных тайловых серверов и ее масштаб. Здесь же можно сохранить схему трассы в виде растрового файла в формате *.jpg нажав соответствующую кнопку. Для того чтобы передвинуть карту на нужное место, необходимо нажать на ней левой кнопкой мыши. Для изменения масштаба карты удобно пользоваться колесом прокрутки мыши.

Рисунок 6. Создание линии

Построение продольного профиля интервала

 

Рельеф местности при расчете интервала радиолинии описывается при помощи продольного профиля. Продольный профиль интервала отображает вертикальный разрез местности между соседними радиорелейными станциями со всеми высотными отметками, включая препятствия - застройку, лес. На продольном профиле также обязательно отмечаются водная поверхность: реки, болота, водохранилища.

Построение продольного профиля каждого из радиорелейных интервалов проекта выполняется в меню ИНТЕРВАЛ.

Программа позволяет выполнять построение продольного профиля как в автоматическом режиме при помощи специализированных баз данных, так и традиционным способом, вручную указывая высотную отметку рельефа и препятствий вдоль интервала.

Рисунок 7. Меню ИНТЕРВАЛ

Построение продольного профиля в автоматическом режиме

В первую очередь в левом верхнем выпадающем меню необходимо выбрать нужный интервал из всех созданных ранее. После чего этот интервал отобразится на карте местности в правом окне. Картографическую подложку можно выбрать из всех доступных тайловых серверов.

 

Для автоматического построения продольного профиля в программе используется:

В качестве источника данных о рельефе местности вдоль профиля - цифровая модель высот (ЦМВ)  Shuttle Radar Topography Mission (SRTM) с разрешением 1”. Файлы данных представляют собой матрицу высот с шагом 1 угловая секунда (~30 метров) и доступны на всю территорию РФ до широт 60 градусов, севернее 60 градусов для построения продольного профиля используется SRTM-3 (пространственное разрешение ~90 метров). Детальность рельефа, представленного ЦМВ SRTM, в целом соответствует детальности на топографических картах масштабов 1:50 000 — 1:25 000.

В качестве источника данных о границах, высоте леса и границ водных участков - набор данных, подготовленный на основе проекта Global Forest Change версии 1.2 http://earthenginepartners.appspot.com/science-2013-global-forest/download_v1.2.html и данных по высоте лесного покрова, подготовленных группой исследователей из NASA’s Jet Propulsion Laboratory, the University of Maryland, Woods Hole Research Center https://www.nasa.gov/topics/earth/features/forest20120217.html

В качестве источника данных о границах и высоте застройки - база данных проекта OpenStreetMap.org (OSM). База данных, к которой непосредственно выполняется пространственный запрос из программы DRRL на получение информации о высотности зданий вдоль продольного профиля находится на надежной серверной площадке и синхронизируется с глобальной базой проекта OpenStreetMap с частотой в одну минуту.

Для построения продольного профиля необходимо нажать кнопку ПОСТРОИТЬ ПРОФИЛЬ, после чего появится окно с предупреждением, что данные на продольном профиле будут заменены. Кроме того, в этом окне необходимо указать среднюю высоту этажа (обычно 3м) для застройки. Дело в том, что в базе данных проекта OSM чаще всего есть информация о этажности того или иного здания, чем его точная высота в метрах, поэтому при построении продольного профиля высота здания определяется исходя из его этажности и высоты этажа. В этом же окне следует указать высоту для зданий, информации об этажности которых отсутствует в базе данных проекта OSM. Эти здания на продольном профиле будут обозначены коричневым цветом и при условии их влияния в качестве критического препятствия на качественные показатели интервала РРЛ высоту этих зданий следует уточнить по сторонним источникам. Пользователь может также игнорировать информацию о высоте участков леса из набора данных, поставляемых вместе с программой и принудительно задать высоту леса, которая будет учитываться при построении продольного профиля.

Рисунок 8. Настройка параметров автоматического построения продольного профиля.

После нажатия на ОК произойдет автоматическое заполнение соответствующих таблиц с данными об отметках рельефа местности, высоте препятствий (лес и застройка), а также с данными о водных участках вдоль продольного профиля.

 

Просмотреть получившийся продольный профиль можно в меню РАСЧЕТЫ.

 

Редактирование продольного профиля, построение в ручном режиме

 

Высотные отметки рельефа местности на профиле можно редактировать вручную, внося необходимые изменения в соответствующие ячейки таблицу высотных отметок. Для удаления целой строки в таблице следует выделить нужную строку или несколько строк (через Shift) и нажать клавишу Delete. При этом для выделения строки нужно нажать кнопкой мыши на квадрат перед строкой.

Кроме того, есть возможность добавить высотную отметку конкретной точки на продольном профиле, кликнув на ней правой кнопкой мыши и в появившемся меню нажав “Добавить отметку рельефа”.

Вручную границы леса, застройки и водной поверхности наносятся по информации, имеющейся на картографических подложках, которые позволяет просматривать программа. В настоящее время в сети можно найти множество online сервисов, предоставляющих возможность просмотра картографического материала, все они отличаются предоставляемым материалом по таким параметрам, как масштаб карт, охват территорий, отображаемые объекты. Для каждого конкретного случая, в зависимости от местности, где расположена радиорелейная линия, может оказаться полезным какой-то один или несколько соответствующих серверов. Кроме самого сервера важно правильно выбрать подходящий масштаб отображения карты. Набор доступных тайловых серверов постоянно меняется. Совместимые тайловые серверы: TOPO CTT, OpenStreetMap, Google Maps, Bing и другие.

Границы участков леса, застройки и водной поверхности указываются после анализа информации по картам вдоль линии продольного профиля при помощи нажатия на правую кнопку мыши, после чего появляется контекстное меню, при помощи которого обозначаются соответствующие участки. После обозначения конца каждого участка появляется числовое поле, в которое необходимо ввести высоту леса или застройки. Лес на линии профиля обозначается зеленым цветом, застройка – красным, а участок водной поверхности – синим. Таблицы с параметрами препятствий и с участками водной поверхности при этом формируется автоматически. Любой участок может быть удален, - для этого необходимо на него навести курсор, нажать правую кнопку мыши и выбрать соответствующей строку в появившемся контекстном меню.

Границы и высотные характеристики можно также редактировать вручную, внося необходимые изменения в соответствующие ячейки таблиц. Для удаления целой строки в таблице следует выделить нужную строку или несколько строк (через Shift) и нажать клавишу Delete. При этом для выделения строки нужно нажать кнопкой мыши на квадрат перед строкой.

Подробнее об особенности построения продольных профилей интервалов радиорелейных линий можно почитать в блоге на нашем сайте www.ctt-group.ru

 

Расчет и оптимизация качественных показателей радиолиний

 

В разделе меню РАСЧЕТЫ осуществляется:

 

  • Ввод параметров системы для каждого из интервалов

  • Расчет качественных показателей каждого интервала по выбранной методике, оптимизация параметров

  • Вывод результатов в виде отчетов – чертежей в формате Microsoft Word (качественные показатели) и DXF (продольные профили интервалов)

Ввод исходных данных, описывающих конфигурацию оборудования на интервале, основные параметры системы, а также выбор методики расчета выполняется в таблице, которая находится в левой части панели. В правой части отображается продольный профиль интервала, а также результаты расчетов.

Для выполнения расчета необходимо выполнить ввод исходных данных и нажать на кнопку РАСЧЕТ.

Рисунок 9. Панель РАСЧЕТ

Команды текущего меню:

Отменить изменения – отменяет все изменения в исходных данных для интервала до момента последнего перехода на данный интервал;

Копировать в буфер – скопировать в буфер параметры данного интервала для дальнейшего использования на другом интервале;

Вставить из буфера – вставить из буфера параметры интервала;

Расчет – выполнить расчет;

Результаты – позволяет выбрать полноту представления отчета;

Отображение на профиле – позволяет выбрать необходимые для отображения на продольном профиле параметры;

Отчеты – позволяет вывести отчет о результатах расчета качественных показателей на данном интервале в виде документа Microsoft Word, а также вывести изображение продольного профиля в виде файла формата dxf.

 

 

Ввод основных параметров системы

Ниже приведено описание полного набора исходных данных, который может потребоваться для ввода. Необходимость ввода тех или иных исходных данных определяется автоматически методом расчета и конфигурацией оборудования.

  1. Интервал РРЛ

Метод расчета. Методика, по которой будет выполняться расчет качественных показателей (НИИР, ГОСТ Р 53363-2009 или рекомендация ITU-R (МСЭ-R)  530-16)

Участок ВСС. Участок взаимоувязонной сети связи (международный, магистральный, зоновый, местный, сеть доступа), на котором будет использоваться проектируемая радиолиния. От этого будут зависеть нормы на показатели качества и готовности линии.

Характер интервала – “сухопутный” или “приморский”. Этот параметр учитывается при расчете интерференционных замираний в методиках НИИР и ГОСТ. Приморскими районами считают полосу вдоль береговой линии. Ориентировочная ширина этой полосы над ровной местностью - до 50 км. К приморским районам могут быть отнесены территории, расположенные вблизи водохранилищ, крупных рек, болот и других водных массивов.

Характер трассы – “пересеченный” или “слабопересеченный”. Если на интервале нет точки поверхностного отражения, то такой интервал называется “пересеченным”, в противном случае он – “слабопересеченный”.

  1. Основные параметры оборудования

Тип оборудования. Название радиооборудования.

Частотный диапазон. Значение средней частоты диапазона работы РРЛ (МГц).

Скорость цифрового потока. Значение скорости цифрового потока в Мбит/c.

Тип модуляции. Тип модуляции, используемый в оборудовании из широкого ряда возможных значений. Используется для учета влияния селективных замираний по методике НИИР и ГОСТ 53363-2009

Разнесенный прием. Варианты реализации разнесенного приема.

Количество рабочих стволов. Указывается количество рабочих стволов.

Количество резервных стволов. Указывается количество резервных стволов.

Частотный разнос при ЧРП, МГц Минимальный частотный разнос между стволами в системах N+1, МГц. Возможность ввода этого параметра появляется при выборе в качестве разнесенного приема частотного разнесения.

Поляризация. Тип поляризации (вертикальная или горизонтальная) с которой будет работать РРЛ, а также режим co-channel.

  1. Параметры передающего тракта

Мощность, дБм. Значение мощности на выходе передатчика в дБм.

  1. Параметры приемного тракта

Указываются параметры приемного тракта для выбранного коэффициента ошибок (BER). Значение BER, которое принято для расчета неустойчивости указывается в параметрах расчета ниже (пункт меню 09).

Пороговый уровень, дБм.           Пороговый уровень сигнала на входе приемника при заданном BER, дБм

Время задержки, мс. Время задержки отраженного сигнала при измерении сигнатуры, мс. Используется для учета влияния селективных замираний в широкополосных системах

Ширина сигнатуры, МГц. Ширина сигнатуры, МГц. Используется для учета влияния селективных замираний в широкополосных системах

Глубина сигнатуры (мин. фаза), дБ Глубина сигнатуры (минимальная фаза), дБ. Используется для учета влияния селективных замираний в широкополосных системах

Глубина сигнатуры (немин. фаза), дБ  Глубина сигнатуры (неминимальная фаза), дБ. Используется для учета влияния селективных замираний в широкополосных системах

  1. Параметры для расчета BBER и ESR

Вероятность ошибок при SES    Вероятность ошибок, соответствующая SES. Используется, если выбрано значение BER для расчета неустойчивости равное BERses

Вероятность фоновых ошибок RBER  Вероятность фоновых ошибок RBER

Число бит в блоке (Nb)    Число бит в блоке. При расчете по методике НИИР данное поле можно оставить пустым, в таком случае будет принято типовое значение.

Число блоков в секунду (n)        Число блоков в секунду. При расчете по методике НИИР данное поле можно оставить пустым, в таком случае будет принято типовое значение.

Число ошибок в блоке (Alfa1)    Число ошибок в блоке для диапазона вероятности ошибок от BER=1E-3 до  BER=1E-6. При расчете по методике НИИР данное поле можно оставить пустым, в таком случае будет принято типовое значение, причем отдельно для каждого механизма возникновения замираний

Число ошибок в блоке (Alfa2)    Число ошибок в блоке для диапазона вероятности ошибок от BER=1E-6 до  RBER. При расчете по методике НИИР данное поле можно оставить пустым, в таком случае будет принято типовое значение, причем отдельно для каждого механизма возникновения замираний.

Число ошибок в блоке (Alfa3)    Число ошибок в блоке для вероятности ошибок равной RBER и менее. Используется только для расчета по методике ITU. Обычно равно 1

  1. Параметры антенно-фидерных трактов

Основной и дополнительный тракты слева/справа. Высота подвеса антенны (м); коэффициент усиления (дБи); суммарные потери в фидерном тракте (дБ)

Высота подвеса антенны, м.      Высота подвеса антенны, м

Усиление антенны, дБи. Коэффициент усиления антенны, дБи

Тип (диаметр) антенны. Тип (диаметр) антенны

Длина фидера, м. Длина фидера, м

Удельные потери в фидере, дБ/м. Удельные потери в фидере, дБ/м

Постоянные потери, дБ/м. Постоянные потери, дБ/м

  1. Карты районирования

Автоматическое определение G и Sigma – “ДА” или “НЕТ”. Автоматическое определение значений статистических распределений эффективных градиентов диэлектрической проницаемости воздуха. Используется только при расчете по методике НИИР и ГОСТ Р 53363-2009

Среднее значение g, 1/м   Среднее значение эффективного градиента диэлектрической проницаемости воздуха, 1/м.

Стандартное отклонение для  g, 1/м    Стандартное отклонение эффективного градиента диэлектрической проницаемости воздуха, 1/м.

Среднегодовое значение g, 1/м Среднегодовое значение эффективного градиента диэлектрической проницаемости воздуха, 1/м.

Просмотр карты Просмотр карты радиоклиматического районирования.

  1. Учет внутрисистемных помех

Учет помех от соседних стволов - “ДА” или “НЕТ”. Используется для расчета деградации порогового уровня сигнала из-за влияния внутрисистемных помех по методике НИИР

Учет помех от соседних интервалов - “ДА” или “НЕТ”. Используется для расчета деградации порогового уровня сигнала из-за влияния внутрисистемных помех по методике НИИР.

Выигрыш XPIF, дБ Выигрыш XPIF, даваемый компенсатором помех XPIC. Если компенсатора помех нет то XPIF=0дБ. Используется в системах Co-channel

Отношение мощности мешающего сигнала от соседнего ствола к мощности полезного сигнала, дБ Отношение мощности мешающего сигнала от соседнего ствола к мощности полезного сигнала, вызывающего в канале Рош макс при деградации порогового уровня на 3 дБ. Используется при расчете помех от соседних стволов по методике НИИР.

Отношение несущей к помехе Co/I, дБ Отношение несущей к помехе Co/I для эталонного BER, дБ. Используется при расчете в системах Co-channel по методике ITU.

Диапазон АРМ, дБ Диапазон АРМ передатчика.

ДН антенны слева Наименование файла, содержащего диаграммы направленности антенны слева. Используется при учете помех от соседних интервалов..

ДН антенны справа           Наименование файла, содержащего диаграммы направленности антенны справа. Используется при учете помех от соседних интервалов.

Коэффициент поляризационной защиты антенны слева, дБ Коэффициент поляризационной защиты антенны слева. Используется для расчета неустойчивости в системах Co-channel.

Коэффициент поляризационной защиты антенны справа, дБ Коэффициент поляризационной защиты антенны справа.  Используется для расчета неустойчивости в системах Co-channel.

  1. Параметры расчета

Выполнять расчет SESR и Кнг - “ДА” или “НЕТ”. Выполнять расчет SESR и Кнг. Если расчет SESR и Кнг не выбран, то расчеты BBER, ESR и OI также не будут выполняться.

Выполнять расчет BBER и ESR - “ДА” или “НЕТ”. Выполнять расчет BBER и ESR. Для оборудования синхронной цифровой иерархии (STM) от 51 Мбит/с (STM-0) до 622 Мбит/с (STM-4).

Выполнять расчет OI - “ДА” или “НЕТ”. Выполнять расчет интенсивности отказов на интервале.

Значение BER для расчета неустойчивости Для расчета SESR желательно использовать параметры приемника при BERses (при значении BER соответствующем SES). Если параметры для BERses неизвестны, то следует использовать параметры приемника для BER=1E-6. Если расчет SESR не требуется, то в качестве чувствительности приемника может использоваться пороговый уровень при BER=1E-6, BERses или BER=1E-3.

Учет влияние селективных замираний - “ДА” или “НЕТ”. Выполнять расчет  вероятности селективных сбоев. Используется  для широкополосных систем.

Учет эквалайзера - “ДА” или “НЕТ”. Учет выигрыша, даваемого эквалайзером (учет сигнатуры). Используется при расчете влияния селективных замираний по методике НИИР. Расчет вероятности селективных сбоев в широкополосных системах по методике ITU всегда выполняется с использованием параметров сигнатуры.

Учет ограничения усиления антенн - “ДА” или “НЕТ”. Учет ограничения коэффициентов усиления антенн из-за деформативности опор. Используется для расчета интерференционной составляющей неустойчивости в методике НИИР.

  1. Расчет коэффициента неготовности интервала, обусловленного показателями надежности аппаратуры (только по ГОСТ Р 53363-2009)

Учет параметры надежности аппаратуры       - “ДА” или “НЕТ”. Учет параметров надежности аппаратуры в расчете качественных показателей РРЛ.

Параметры надежности аппаратуры Параметры для расчета коэффициента неготовности интервала, обусловленного показателями надежности аппаратуры. Коэффициент аппаратной неготовности

Для расчета коэффициента неготовности интервала ЦРРЛ, обусловленного показателями надежности аппаратуры, в каждой ЦРРС выделено по десять узлов, входящих в состав оборудования радиорелейной станции.  При создании нового проекта по умолчанию в качестве наименований узлов ЦРРС задаются стандартные узлы: антенна, приемопередатчик, система разделения и объединения стволов, антенный фидер, модем, блоки телеметрии и служебной связи, верхний контейнер, нижний контейнер, система бесперебойного питания.

В качестве исходных данных для расчета неготовности, обусловленного показателями надежности аппаратуры, используются следующие параметры узлов ЦРРС А и ЦРРС Б:

- расположение i-го узла ЦРРС А и ЦРРС Б (“Вне помещения" или "В помещении");

- средняя наработка на отказ i-го узла ЦРРС, тыс.ч. (средняя наработка на отказ для ЦРРС А и ЦРРС Б одинаковая);

- среднее время восстановления работоспособности i-го узла ЦРРС А и ЦРРС Б, ч;

- резервирование i-го узла.

Если резервирование хотя бы одного узла будет выбрано при количестве резервных стволов равном нулю, то при выполнении расчета коэффициента неготовности интервала ЦРРЛ, обусловленного показателями надежности аппаратуры, появится сообщение "Выбрано резервирование узлов ЦРРЛ, а число резервных стволов равно нулю. Расчет коэффициента неготовности интервала ЦРРЛ, обусловленного показателями надежности аппаратуры, будет произведен без учета резервирования!".

Если ни один узел не будет активизирован (не установлена галочка в поле Наличие) то расчет коэффициента неготовности интервала ЦРРЛ, обусловленного показателями надежности аппаратуры, произведен не будет, а также не будет включен в отчеты.

В новом проекте для каждого узла задаются наиболее часто встречающиеся значения времени наработки на отказ и восстановления для современного оборудования.

Наименования узлов и значения параметров могут быть изменены вручную.

  1. Нормируемые значения показателей качества

Автоматическое определение нормируемых значений - “ДА” или “НЕТ”.           Значения качественных показателей определяются в соответствии с методикой НИИР, либо задаются вручную.

SESRнорм, %          Норма на коэффициент секунд со значительным количеством ошибок на интервале.

Kнг_норм, % Норма на коэффициент неготовности на интервале.

ESRнорм, % Норма на вероятность секунд с ошибками на интервале.

BBERнорм, % Норма на вероятность блоков с фоновыми ошибками на интервале.

OIнорм          Норма на интенсивность отказов на интервале.

  1. Параметры продольного профиля

Погрешность построения профиля, м Максимально возможная ошибка при определении отметок земли и высоты препятствий (учитывается с положительным знаком при выборе высот подвеса антенн и расчете рефракционной составляющей неустойчивости).

Начало отражающей поверхности, км Расстояние до начала отражающей поверхности, км.

Конец отражающей поверхности, км Расстояние до конца отражающей поверхности, км.

Отметка начала отражающей поверхн., м       Отметка от уровня моря для начала отражающей поверхности, м.

Отметка конца отражающей поверхн., м Отметка от уровня моря для конца отражающей поверхности, м.

 

 

Показатели качества радиолинии, нормы на показатели качества

 

DRRL позволяет рассчитать основные показатели, которые принято нормировать для цифровых радиорелейных линий - показатели качества по ошибкам (SESR, BBER, ESR) и показатели готовности (Кнг, OI).

Норма на показатели качества определяется автоматически в зависимости от типа и протяженности линии.

Для радиолиний абонентского доступа, которые часто используются в качестве линий технологической связи обычно рассматривают такой параметр как “доступность” или “надежность” интервала. При проектировании таких линий обычно стремятся к тому, чтобы указанный параметр был больше чем 99,95%.

 

 

Расчет качественных показателей радиорелейных линий по Методике НИИР 1998г

 

В декабре 1998 г. указанная Методика была обсуждена и одобрена на секции научно- технического совета Госкомсвязи России и рекомендована для использования всеми проектными организациями Российской Федерации.

Особенности при расчете слабопересеченных интервалов

При расчете качественных показателей по методике НИИР определенную сложность нередко представляет точный выбор характера трассы интервала - “слабопересеченный” или “пересеченный”, в терминах, принятых в данной методике. На “слабопересеченных” интервалах в точку приема кроме прямой волны может приходить одна или несколько волн, отраженных от земной поверхности и результат сложения этих волн носит интерференционный характер.

От выбора характера трассы сильно зависят расчетные качественные показатели радиолинии. Из-за разнообразия природных условий, а также точности баз данных местности или карт, по которым выполняется построение продольного профиля рельефа местности полностью автоматизировать подобный выбор не представляется возможным.

К слабопересеченным обычно относятся интервалы радиолиний, проходящие над водной гладью или болотистой местностью, сухопутные интервалы с неровностями земной поверхности (в пределах существенной для отражения зоны) сравнимыми с просветом, соответствующему полю свободного пространства.

Для определения места возможных точек отражения на продольном профиле необходимо указать предполагаемую отражающую поверхность путем обозначения начальной и конечной ее точек (выполняется при помощи правой кнопки мыши). Плоскость необходимо указать таким образом, чтобы она максимально точно аппроксимировала рельеф продольного профиля. После этого программа определит и отобразит на продольном профиле существенную для отражения зону, а также максимально допустимую высоту неровностей земной поверхности, при которых трассу можно считать слабопересеченной (отображается в виде желтого контура вокруг отражающей поверхности). Если на продольном профиле интервала видно, что в пределах существенной зоны неровность земной поверхности и препятствий не превышает предельно допустимую величину, то такой интервал считается слабопересеченным. (см. рисунок).

Рисунок 10. Отражающая поверхность

Особенности при расчете полуоткрытых интервалов

На полуоткрытых и закрытых интервалах РРЛ множитель ослабления в методике НИИР определяется по дифракционным формулам с учетом аппроксимации реального препятствия сферической поверхностью. Параметры аппроксимации - высоту и хорду аппроксимирующей сферы программа определяет по продольному профилю интервала автоматически.

В ряде случаев, на реальных продольных профилях из-за сильного отличия формы препятствия от сферического можно задать вручную интервал для поиска хорды аппроксимирующей сферы, что позволит более корректно аппроксимировать препятствие на интервале.

Интервал для поиска хорды аппроксимирующей сферы задается правой кнопкой мыши на продольном профиле радиолинии в появляющемся контекстном меню путем указания начало и конца участка поиска. На продольном профиле участок обозначается утолщенной линией внизу. По умолчанию поиск хорды происходит вдоль всего продольного профиля. В появляющемся меню также можно “сбросить” указание интервала поиска хорды.

 

Расчет качественных показателей по ГОСТ Р 53363-2009

Расчет качественных показателей по ГОСТ Р 53363-2009 полностью автоматизирован.

 

 

Расчет качественных показателей в соответствии с рекомендацией ITU-R (МСЭ-R)  530-16

Расчет качественных показателей по ITU-R (МСЭ-R)  530-16 полностью автоматизирован.

 

 

 

 

Определение минимальных высот подвеса антенн

 

Программа позволяет подобрать высоту основных и дополнительных антенн (при пространственно-разнесенном приеме) с использованием подходов, описанных в методике НИИР и рекомендации  ITU-R (МСЭ-R)  P.530-16.

Для того, чтобы определить оптимальную высоту антенны необходимо кликнуть мышкой на красный значок рядом с ней, после чего откроется панель, в которой необходимо отметить критерий, по которому будет происходить подбор и нажать на кнопку “Выбрать высоту”.  Если отметить два критерия сразу, то будет принята максимальная из высот, полученная с помощью разных подходов.

Рисунок 11. Панель выбора критерия для определения высот антенн.

Подробнее о различных подходах к выбору высот антенн можно ознакомиться в Приложении 1 к настоящему руководству.

 

Приложение 1. Описание различных подходов к определению высот антенн

 

Определение высот по методике НИИР

 

Для основной антенны

Минимальный просвет должен соответствовать полю свободного пространства Hо равному 58% первой зоны Френеля при g=g(20%), где g(20%) – эффективный градиент диэлектрической проницаемости воздуха, не превышаемый в 20% времени наихудшего месяца.

g(20%)=gСР + s

В тех районах, где распределения g аппроксимированы двумя нормальными законами расчет значений g(20%) следует производить по параметрам gср и s для области субрефракции.

Для многих климатических районов России величина g(20%) близка к нулю, а следовательно Крефр » 1.

Для дополнительной антенны

Минимальный просвет должен соответствовать полю свободного пространства Hо равному 58% первой зоны Френеля при средней рефракции g=gСР.

 

 

Определение высот в соответствии с Рек. ITU-R (МСЭ-R)  P.530-16

Многие зарубежные фирмы-производители оборудования требуют того, чтобы высоты подвеса антенн удовлетворяли требованиям критериев Рекомендации ITU-R (МСЭ-R)  P.530. Во вкладках «Критерии ITU-R (МСЭ-R)  P.530 для основных антенн» и «Критерии ITU-R (МСЭ-R)  P.530 для дополнительной антенны» реализован выбор высот подвеса антенн в соответствии с данными требованиями. Ниже приведены выдержки из Рек. ITU-R (МСЭ-R)  P.530-16.

С дифракционными потерями на частотах свыше 2 ГГц в прошлом боролись с помощью достаточно высоких антенн, так чтобы при максимальном искривлении луча приемник не оказывался в зоне дифракции в том случае, если эквивалентный радиус Земли был меньше его обычного значения. Согласно теории дифракции условия распространения радиоволн в свободном пространстве обеспечиваются в том случае, если просвет над земной поверхностью для прямой трассы между передатчикам и приемником составляет не менее 60% радиуса первой зоны Френеля. В последнее время, когда накопилось больше информации об этом механизме и статистических данных о ke, необходимых для статистических прогнозов, некоторые администрации стали устанавливать антенны на высотах, при которых происходят перебои в работе в небольших известных пределах.

В условиях отсутствия общей процедуры, которая позволяла бы прогнозировать дифракционные потери для различных небольших процентов времени, а следовательно, определять статистический критерий просвета трассы, рекомендуется воспользоваться следующей процедурой для умеренного и тропического климата.

 

1. Антенные конфигурации без разнесения

Шаг 1: Определить высоту антенн, требуемую для обеспечения соответствующего медианного (точечного) значения коэффициента k; при отсутствии каких-либо данных используется значение k = 1.33) и просвета 1.0 F1 над самым высоким препятствием (умеренный и тропический климат).

Шаг 2: Пользуясь рисунком, определить значение ke (99,9%) для рассматриваемой длины трассы.

Рисунок 13. Результаты расчета помех, действующих по побочным каналам приема и помех на частотах гармоник передатчиков

Шаг 3: Рассчитать высоту антенн, требуемую для обеспечения значения ke, полученного на шаге 2, и следующие радиусы просвета в зоне Френеля:

Рисунок 14. Результаты расчета помех, создающих интермодуляцию

Шаг 4: Использовать большее из значений высоты антенн, полученных на шагах 1 и 3 (см. Примечание 1).

В тех случаях, когда тип климата не определен, можно воспользоваться наиболее консервативным правилом определения просвета (см. Примечание 1) для тропического климата или хотя бы правилом, основанном на определении среднего значения просвета в условиях умеренного и тропического климата. Для того чтобы избежать недопустимо больших значений высоты антенн, при выполнении шагов 1 и 3 может оказаться необходимым взять меньшие доли F1 для частот ниже приблизительно 2 ГГц.

На частотах выше примерно 13 ГГц точность оценки высоты препятствия начинает быть сопоставимой с радиусом зоны Френеля. Эту точность оценки следует добавить к вышеуказанному просвету.

 

 

2. Конфигурации из двух антенн с пространственным разнесением

 

Шаг 1: Рассчитать высоту более высокой антенны, используя описанную выше процедуру для одной антенны.

Шаг 2: Рассчитать высоту более низкой антенны, требуемую, чтобы обеспечить соответствующее медианное точечное значение коэффициента k (при отсутствии каких-либо данных используется значение k = 1.33) и следующие просветы в зоне Френеля (см. Примечание 1):

  • от 0,6 F1 до 0,3 F1, если препятствие на трассе простирается вдоль ее части;

  • от 0,3 F1 до 0,0 F1, если на трассе имеется одно или два изолированных препятствия.

В случае необходимости можно взять одно из меньших значений в двух указанных выше диапазонах, для того чтобы избежать недопустимого увеличения высоты антенн или в том случае, когда частота меньше 2 ГГц.

Как вариант, просвет более низкой антенны можно выбрать таким, чтобы дифракционные потери в условиях с нормальной рефракцией (то есть в полдень) равнялись приблизительно 6 дБ или другому значению потерь, соответствующему определенному в результате контрольных измерений запасу системы на замирание. Измерения следует проводить в течение нескольких дней, чтобы избежать условий с аномальной рефракцией.

Шаг 3: Удостовериться в том, что пространственное разнесение двух антенн удовлетворяет требованиям к разнесению в условиях многолучевого замирания, и если эти требования не удовлетворяются, произвести соответствующие изменения.

ПРИМЕЧАНИЕ 1. Эти диапазоны величин просвета были выбраны так, чтобы установить диапазон потерь из-за дифракции в пределах от примерно 3 дБ до 6 дБ и чтобы уменьшить вероятность появления замираний, обусловленных поверхностной многолучевостью. Очевидно, что профили некоторых трасс не позволят уменьшить просвет до такой степени, и для снижения влияния замираний из-за многолучевости должны быть найдены другие средства.

На трассах, где замирания, обусловленные поверхностной многолучевостью в результате одного или нескольких отражений от ровной поверхности, являются преобладающими (например, над водой или над районами с очень плоской поверхностью), может оказаться желательным сначала рассчитать высоту верхней антенны с использованием процедуры п. 1, а затем рассчитать оптимальное минимальное расстояние для разнесенной антенны в целях защиты от поверхностной многолучевости.

ЦЕНТР

ТЕЛЕКОММУНИКАЦИОННЫХ 

ТЕХНОЛОГИЙ

630099, Новосибирск,  ул. Орджоникидзе, дом 40, телефон: +7 383 3250025     ctt@ctt-group.ru 

  • Vkontakte Social Icon
  • Facebook Social Icon
  • YouTube Social  Icon

Разработка и создание сайта www.wixprodesign.ru