Файл: Санкин Н.М. Принципы технического планирования передающих сетей телевизионного и УКВ ЧМ вещания информационный сборник.pdf

76 Глава IV

случае может быть допущено ухудшение качества приёма этой службы в течение некоторого времени на небольшой части тер­ ритории вблизи границы зоны обслуживания с относительно малой плотностью населения.

При существующем распределении частотных каналов и при необходимости планирования сплошного обслуживания терри­ тории страны телевидением и УКВ ЧМ вещанием целесообразно учитывать помехи в течение 10% времени. Переход на 1%. вре­ мени проявления помех влечёт за собой неизбежное увеличение числа передатчиков, так как площадь, обслуживаемая каждым

вещанием заданной территории в течение 99% времени, по срав­ нению с 90 %1времени, требуется удвоить необходимое число передатчиков и, значит, удвоить стоимость всей сети. Это эко­ номически нецелесообразно, если принять во внимание, что капи­ таловложения требуется израсходовать лишь для того, чтобы пе­ рейти к более повышенному качеству обслуживания сравни­ тельно небольшого процента слушателей, проживающих вблизи границы зоны обслуживания. Причём население на указанной территории может повысить качество приёма до 99% времени, применив направленные антенны. При наличии 12 телевизион­ ных каналов и защите в течение 90%! времени сплошное обслу­ живание территории осуществимо при высоте подъёма антенн порядка 350 м, что технически выполнимо; при защите в тече­ ние 99% времени требуются высоты значительно выше 500' м, что с практической и экономической точек зрения не может быть, обеспечено. Следовательно, даже при идеальном использовании частот и выделенном числе каналов обеспечить сплошное покры­ тие территории в течение более чем 90% времени не представ­ ляется возможным.

Индустриальные помехи значительно превосходят помехи тропосферные. Индустриальные помехи наблюдаются в течение значительного процента времени и не могут быть перекрыты напряжённостью поля полезного сигнала, особенно на террито­ рии вблизи границы зоны обслуживания. Кроме того, имеются помехи от других передатчиков за счёт ионосферного распрост­ ранения радиоволн. В реальных условиях тропосферные помехи имеют место в течение всей передачи с различной интенсив­ ностью и имеют кратковременный характер. В большинстве слу­ чаев на фоне передачи и при наличии индустриальных помех тропосферные помехи незаметны. Поэтому повышение защиты радиовещания от мешающего действия других передатчиков, которое проявлялось бы в течение лишь 1% времени, не считает­ ся целесообразным. . .

Задача планирования сети телевизионного и УКВ ЧМ веща­ ния заключается в такой расстановке передатчиков и рацио­ нальном распределении между ними имеющегося числа каналов,, чтобы на данной территории обеспечить наибольший процент населения качественным приёмом практически без помех.

Качественный приём можно обеспечить только тогда, когда в месте приёма отношение сигнал/помеха будет равно или выше установленной нормы на защиту.

Один из методов решения поставленной задачи был разра­ ботан для практических расчётов Гроссманом и Кальтбойце-

ром [22].

Для определения зоны обслуживания передатчика, в преде­ лах которой обеспечивается качественный приём, международ­ ной организацией ОИР рекомендована единая методика расчёта для планирования сетей телевидения и УКВ ЧМ вещания [41].

Эта методика заключается в подборе для каждой станции наиболее подходящего частотного канала и в дальнейшем рас­ чёте зоны обслуживания станции, на границе которой вероят­ ность суммарного действия помех мешающих станций совме­ щённого и смежных каналов должна быть -не выше наперёд за­ данного её значения. Конечный результат расчёта в очень боль­ шой степени зависит от знаний временного и ме-стноетного рас­ пределения напряжённости поля радиостанций на используемых частотах. Точность расчёта определяется также знанием корре­ ляционных функций между статистически распределёнными про­ цессами. Введение в расчёты ряда приближений снижает каче­ ство выводов.

Отношение сигнал/помеха

Под отношением сигнал/помеха понимается разность двух напряжённостей поля, если они выражены в децибелах, и обозна­ чается через r(LT)=En —Ем, здесь £ ли Е м — соответственно напряжённости поля полезного и мешающего передатчиков. Как уже было показано ранее, Е„ и Ем являются статистически распределёнными величинами, причём законы корреляции меж­ ду ними не найдены [38]. Разность двух статистически распреде­ лённых величин представляет собой также статистически рас­ пределённую величину. Таким образом, получаем в качестве отношения сигнал/помеха простое решение при следующих допущениях:

1) местностные распределения напряжённости полезного и мешающего полей взаимно-независимы.

2) временное распределение напряжённости полезного поля не зависит от временного распределения поля помех.

Отношение сигнал/помеха в децибелах определяется с учё­ том ур-ний (4) следующим образом:

Г (Т) = V R 2„{T) + Rl(T) = к (Т) /Щ Т У Т Щ Г ).

Упрощённый метод расчёта зоны обслуживания при наличии мешающего действия от других передатчиков

Для качественного вещания необходимо обеспечить в пунк­ тах приёма определённое значение защитного отношения сиг­ нал/помеха А. Установлены вполне определённые допустимые значения величины А для различных видов вещания.

Процент точек приёма L, в которых обеспечиваются условия качественного приёма в течение определённого процента вре­ мени Т при наличии помех со стороны мешающей станции, мо­ жет быть определён, если приравнять правую часть ур-ния (14)

.к соответствующему значению А, т. е. если

Это уравнение является основным для решения всех задач, связанных с определением зоны обслуживания отдельного пере­ датчика и общей территории обслуживания всей сетью вещатель­ ных передатчиков.

При определении защитного отношения А напряжённость поля полезного сигнала принимается средней или медианной, поэтому при её нахождении необходимо пользоваться графи­ ками распространения, составленными для 50% времени, а зна­ чение напряжённости поля помех должно быть взято таким, ко­ торое может быть превышено не более чем в течение 10% вре­ мени, т. е. оно должно определятьея по кривым распростране­ ния для 10% времени. Указанные графики распространения при­ ведены в приложениях 1—15. _

На рис. 41 изображена усреднённая кривая r(L)=Y^2R(L), полученная из различных экспериментальных кривых, изобра­ жённых на рис. 13, и представляющая собой функцию с лога­ рифмическим нормальным распределением и рассеиванием, рав-

Подставляя в ур-ние (16) значение А, значения напряжён­ ности поля полезного и мешающего передатчиков в месте приё­ ма, находящемся на расстоянии d0 от первого и di — от второго, определяют функцию r(L).

процент точек приема /i = — , лежащих на участке на расстоя­

нии d0 и обеспечивающих защитное отношение А в течение за­ данного процента, времени. Значение функции r(L) определяют для других радиальных направлений. Кривая, соединяющая концы этих радиусов, определяет зону обслуживания передат­ чика.

Величину /= называют обычно вероятностью обеспечения

качественных условий приёма на данном участке, отстоящем от полезного передатчика на расстоянии dn.

В реальных условиях необходимо вычислять эту вероятность для каждого из мешающих передатчиков в отдельности. Тогда 'в соответствии с принятой методикой при взаимодействии всех мешающих передатчиков приём обеспечивается без помех в те­ чение 1 % времени с вероятностью, равной произведению этих вероятностей, т. е.

i = i

Эра формула дана в том предположении, что временной кор­ реляции между напряжённостями полей мешающих передатчи­ ков не существует, т. е. что условия распространения сигналов, приходящих в точку приёма из разных направлений, отличны друг от друга.

Однако результаты измерений свидетельствуют о значитель­ ной временной корреляции мешающих полей, являющихся след­ ствием тропосферного распространения. Имеется не только ясно выраженная корреляция между суточным ходом полей от различных передатчиков, но и значительная корреляция между изменениями полей за более короткий промежуток времени.

Полученная величина Y(d,T) называется вероятностью обеспечения качественного приёма при наличии других передат­ чиков. Она показывает процент числа точек приёма на расстоя­ нии do от передатчика, в которых в течение 90% времени обес­ печиваются условия хорошего -приёма. Для получения полной характеристики условий приёма вокруг передатчика Y(d,T) вы­