Применение кросс-ретрансляторов для организации радиосетей ОВД в различных диапазонах частот

А.Н. Бабкин,

кандидат технических наук

ПРИМЕНЕНИЕ КРОСС-РЕТРАНСЛЯТОРОВ ДЛЯ ОРГАНИЗАЦИИ РАДИОСЕТЕЙ ОВД В РАЗЛИЧНЫХ ДИАПАЗОНАХ ЧАСТОТ

В настоящее время активно развиваются системы подвижной радиосвязи ОВД, возрастает роль технических средств радиосвязи в предупреждении и раскрытии преступлений. В системе связи МВД радиосвязь служит для управления силами и средствами в любых условиях оперативной обстановки.

Для организации радиосетей ОВД используются 2 диапазона частот: 160 МГ ц и 450 МГц.

Быстрый количественный рост РЭС и необходимость организации новых сетей ставят перед ОВД задачу рационального использования частотного ресурса и обеспечения взаимодействия подразделений, работающих в различных диапазонах.

Одним из возможных путей решения данной задачи является переход радиосетей на канальный разнос в 12,5 кГц и использование кросс-ретрансляторов.

При переходе радиосетей на канальный разнос в 12.5 кГц необходимо обеспечить ту же зону покрытия, которая была при канальном разносе 25 кГц. Отличие в зонах покрытия объясняется различными значениями максимальной девиации частоты ДБ: при канальном разносе 12,5 кГц ДБ = 3 кГц, при канальном разносе 25 кГц ДБ = 5 кГц. Практика эксплуатации сетей радиосвязи ОВД показывает, что при использовании частотной модуляции зависимость максимальной дальности связи между абонентами от девиации частоты определяется следующим выражением:

52 =-----------------------------------------------------------------------5-,

2 к(Щ -Д/т) ^

где 51 и 52 - дальности связи (км) соответственно при девиациях частот Д/1 и Д/2 (кГц), к — коэффициент, равный 0,7—0,8.

Алгоритм перехода радиосетей на канальный разнос в 12,5 кГц может быть следующим. Вначале необходимо определить потери сигнала Ьтр на радиотрассе между передающей и приемной радиостанциями (РСТ) из формулы

Р

ь + о

тр апрм

-ьфпрм = Кпрм + 20( дБ):

д -Ьф д + О д -Ь + О -Ьф = N + 20

выхпрд фпрд апрд тр апрм фпрм чпрм V / ? \ /

где Рвыхпрд — выходная мощность передающей РСТ (дБ); Ьфпрд — потери в фидере передающей РСТ (дБ); Оапрд — усиление антенны передающей РСТ (дБ); Ьтр — потери сигнала на радиотрассе (дБ); Оапрм — усиление антенны приёмной РСТ (дБ); Ьфпрм — потери в фидере приемной РСТ (дБ); Жшрм — чувствительность приемника РСТ (дБ); 20 — необходимый запас на затухание сигнала (дБ).

В свою очередь, потери на трассе Ьтр определяются по следующей формуле:

Ьтр = 69,55 + 26,161в /с - 13,821в Ъпрд - А

где /с — частота несущей в мегагерцах; Ипрд — высота антенны передающей РСТ (в метрах); кпрм — высота антенны приемной РСТ (в метрах); 5 — расстояние между антеннами (в км); А(Ьпрм) — поправочный коэффициент для антенны приёмной РСТ.

Для больших городов поправочный коэффициент определяется по формуле

АНЬ,,,) = 8,29[1в

АК,) = 3.2[« 11,75А„„)] - 4,97(дБ) для Го > 300 МГц.

Определив потери на трассе из формулы (2), необходимо значение Ьтр подставить в выражение (3) и определить расстояние 5 между передающей и приёмной радиостанциями. Данное расстояние будет для определенного канального разноса (25 или 12,5 кГц) в радиосети и соответственно той или иной максимальной девиации Д/ несущей частоты. Пусть это будет расстояние 51 для Д/ = 5 кГц.

Определим по формуле (1) расстояние 52 для Д/ = 3 кГц. Далее по формуле (3) определяем потери Ьтр сигнала на радиотрассе на расстоянии 52. Пусть потери сигнала на трассе на расстоянии 51 составляют Ьтр1 (дБ), а потери сигнала на трассе на расстоянии 52 составляют Ьтр2 (дБ), тогда разность между Ьтр1 и Ьтр2 составит

Д тр = Ьтр2 - Ьтр1

Именно на значение Дтр необходимо скомпенсировать потери сигнала на радиотрассе, чтобы получить при переходе радиосетей на канальный разнос в 12,5 кГц с максимальной девиацией частоты несущей Д/ = 3 кГц то же максимальное расстояние 51, что и при канальном разносе 25 кГц с Д/ = 5 кГц. Скомпенсировать потери сигнала можно за счет применения фидеров с меньшими значениями Ьфпрд и Ьфпрм, выбора антенн с большими коэффициентами усиления Оапрд и Оапрм, уменьшением помех в точке расположения приемных антенн базовых радиостанций.

Для объединения радиосетей ОВД, работающих в различных диапазонах частот возможно использование кросс-ретрасляторов. На рис. 1 приведена структурная схема организации канала связи между двумя радиосетями, работающими в диапазонах 160 МГц и 450 МГц.

Радиосеть 160 МГц 160 МГц Кросс- ретранслятор 450 МГц Радиосеть 450 МГц

Рис. 1

В настоящее время промышленностью не выпускаются ретрансляторы, которые могли бы объединить радиосети, работающие в различных диапазонах частот и, в частности, 160 МГц и 450 МГц. В то же время перед подразделениями связи ОВД остро стоит задача организации взаимодействия подобных радиосетей.

Для решения данной задачи необходимо использовать две симплексные радиостанции соответственно на 160 МГц и 450 МГц, соединив их с помощью интерфейса, изображенного на рис. 2.

Рис. 2

На этом рисунке ПРМ — приёмник, ПРД — передатчик, ШП — шумоподавитель соответственно симплексных радиостанций (РСТ), работающих в диапазонах 160 МГц и 450 МГц.

Применение данного интерфейса позволит избежать дорогостоящих затрат на изготовление подобного дуплексного ретранслятора в заводских условиях по заказу ОВД.

Таким образом, для рационального использования частотного ресурса можно использовать изложенный выше алгоритм перехода радиосетей на канальный разнос 12,5 кГц, что позволит увеличить их количество. Для обеспечения взаимодействия подразделений, работающих в различных диапазонах частот, необходимо использование дуплексных кросс-ретрансляторов, основу которых могут составить симплексные радиостанции с минимальной доработкой.

ЛИТЕРАТУРА

1. Столлингс В. Беспроводные линии связи и сети / В. Столингс; пер. с англ. А.В. Высоцкого и др. — М.: Издательский дом «Вильямс», 2003.— 640 с.