Управление радиочастотным спектром и электромагнитная совместимость радиосистем

Управление радиочастотным
спектром и электромагнитная
совместимость радиосистем
Под редакцией д.т.н., проф. М.А. Быховского
Москва, 2006

УДК 621.391.827
645.16
ББК 32.840
У67
Рецензенты: В.Л. Карякин, д.т.н., профессор, заведующий кафедрой телевидения
и радиовещания Поволжской государственной академии телекоммуникаций
и информатики (ПГАТИ),
Б.И. Голубь, д.т.н., профессор, заведующий кафедрой метрологии
и стандартизации Московского государственного института радиотехники,
электроники и автоматики (МИРЭА)
Авторы: Бузов А.Л., Быховский М.А., Васехо Н.В., Волкова Ю.В.,
Жильцов А.У., Иванова Т.В., Носов В.И., Севостьянов С.В.,
Сорокин А.С., Сорокин Г.И.
У67 Управление радиочастотным спектром и электромагнитная совместимость
радиосистем. Учебн. пособие / Под ред. д.т.н., проф. М.А. Быховского. —
М.: Эко-Трендз, 2006. — 376 с.: илл.
ISBN 5-88405-067-4
Впервые дано освещение большого комплекса проблем, связанных с управлением ис-
пользованием радиочастотного спектра (РЧС). Рассмотрены вопросы международного и на-
ционального регулирования использования РЧС с применением экономических методов.
Представлены методы обеспечения электромагнитной совместимости (ЭМС) радиосистем
фиксированной, подвижной и вещательной служб, радиосистем, расположенных на одном
объекте, а также методы частотного планирования сетей подвижной связи и вещания. Изла-
гаются методы радиоконтроля и вопросы, связанные с воздействием на приемные устройст-
ва индустриальных помех. Описаны специальные устройства защиты радиосистем от не-
прерывных и импульсных помех.
Для аспирантов и студентов, изучающих курс «Обеспечение ЭМС РЭС». Может быть
полезна преподавателям, инженерам научных и проектных организаций, решающих про-
блемы обеспечения ЭМС радиосистем, и специалистам государственных организаций, вы-
полняющих экспертизу заявок на выделение частотных каналов системам радиосвязи и ве-
щания.
ББК 32.840
ISBN 5-88405-067-4 © Авторы, 2006

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ ....................................................................................................................................8
Глава 1. ОСНОВЫ УПРАВЛЕНИЯ ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ
РАДИОЧАСТОТНОГО СПЕКТРА ........................................................................10
1.1. Управление использованием радиочастотного спектра
на международном уровне ..................................................................................11
1.1.1. Международная таблица распределения частот ....................................11
1.1.2. Планы использования полос радиочастот ..............................................13
1.1.3. Международно-правовая защита частотных присвоений.....................15
1.1.4. Обязательная регистрация и координация частотных присвоений.......16
1.1.5. Дополнительные соглашения по координации частотных
присвоений наземным службам ..............................................................17
1.1.6. Заявление и регистрация ..........................................................................18
1.1.7. Индивидуальные заявления частотных назначений..............................19
на национальном уровне .....................................................................................20
1.2.1. Распределение полос частот между различными радиослужбами.......23
1.2.2. Государственная техническая политика использования РЧС ..............24
1.3. Экономические методы управления использованием РЧС..............................27
1.3.1. Экономические подходы к управлению РЧС
и его финансирование ..............................................................................29
1.3.2. Экономика повышения эффективности использования спектра..........30
1.3.3. Проблемы распределения РЧС между пользователями........................32
1.3.4. Преимущества и недостатки различных форм оплаты
за использование РЧС ..............................................................................33
1.3.5. Методы определения цены спектра ........................................................35
1.4. Принципы и особенности приграничной координации ...................................44
1.4.1. Особенности обеспечения приграничной координации
сетей связи 3-го поколения в диапазоне 2 ГГц .....................................51
1.4.2. Особенности обеспечения приграничной координации сетей
связи фиксированной службы ................................................................51
Контрольные вопросы к главе 1 .........................................................................53
Глава 2. ТЕХНИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ АНАЛИЗА ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ
СОВМЕСТИМОСТИ РАДИОЭЛЕКТРОННЫХ СРЕДСТВ ............................55
2.1. Излучения на выходе радиопередающих устройств и их нормирование ......55
2.2. Характеристики радиоприемных устройств, влияющие на ЭМС,
и их нормирование...............................................................................................65
2.2.1. Характеристики и параметры радиоприемника
при односигнальном воздействии ...........................................................66
2.2.2. Характеристики и параметры радиоприемников
при многосигнальном воздействии.........................................................73
2.3. Характеристики антенн, влияющие на ЭМС, и их нормирование .................81
2.3.1. Основные параметры антенн ...................................................................82
2.3.2. Нормирование характеристик антенн.....................................................89

4 СОДЕРЖАНИЕ
2.4. Особенности распространения радиоволн разных диапазонов частот ..........98
2.4.1. Особенности распространения полезных радиосигналов ....................101
2.4.2. Распространение мешающих радиосигналов.......................................110
Контрольные вопросы по главе 2 .....................................................................117
Глава 3. МЕТОДЫ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ
СОВМЕСТИМОСТИ РАДИОЭЛЕКТРОННЫХ СРЕДСТВ ..........................119
3.1. Методы определения защитных отношений ...................................................119
3.2. Критерии ЭМС для различных служб и условия их выполнения ................126
3.2.1. Принципы определения видов и значений критериев ЭМС
для различных радиослужб....................................................................127
3.2.2. Критерии ЭМС для основных радиослужб,
рекомендуемые МСЭ..............................................................................129
3.3. Расчет норм ЧТР и назначение частотных каналов для РЭС.........................132
3.3.1. Методика определения норм ЧТР для аналоговых систем.................138
3.3.2. Методика определения норм ЧТР для цифровых систем ...................139
3.3.3. Особенности определения норм ЧТР для систем сотовой
подвижной связи.....................................................................................141
3.3.4. Назначение частотных каналов для РЭС..............................................143
3.4. Автоматизация управления использованием радиочастотного спектра......145
3.4.1. Общие задачи автоматизации управления
использованием спектра.........................................................................145
3.4.2. Преимущества автоматизации УИС .....................................................146
3.4.3. Общая структура автоматизированной системы УИС........................149
3.4.4. Данные, необходимые для работы АСУИС .........................................150
3.4.5. Примеры организации автоматизации УИС ........................................150
Контрольные вопросы по главе 3 .....................................................................155
Глава 4. МЕТОДЫ ЧАСТОТНОГО ПЛАНИРОВАНИЯ
СЕТЕЙ РАДИОСВЯЗИ И ВЕЩАНИЯ ................................................................156
4.1. Принципы частотного планирования сетей радиосвязи
и радиовещания..................................................................................................156
4.2. Методы частотного планирования сетей звукового
и телевизионного вещания................................................................................164
4.2.1. Технические основы планирования сетей звукового
и телевизионного вещания.....................................................................164
4.2.2. Параметры регулярных сетей ТВ и ЗВ вещания..................................171
4.2.3. Метод координационных колец ............................................................174
4.2.4. Технические основы планирования цифровых систем вещания........180
4.3. Методы частотного планирования сетей подвижной связи...........................190
4.3.1. Модель Окамура–Хата ..........................................................................191
4.3.2. Частотное планирование сетей сотовой подвижной связи .................195
4.3.3. Оценка эффективности использования РЧС
в сетях радиосвязи и вещания ...............................................................203
Контрольные вопросы к главе 4 .......................................................................207

5
Глава 5. ТЕХНИЧЕСКИЕ СРЕДСТВА ОБЕСПЕЧЕНИЯ ЭМС РЭС
ПРИ ВОЗДЕЙСТВИИ РАЗЛИЧНЫХ ПОМЕХ В СИСТЕМАХ СВЯЗИ .......208
5.1. Обеспечение ЭМС при помощи одноканальных компенсаторов помех .....209
5.1.1. Оптимальный следящий КП для двух ЧМ сигналов ...........................211
5.1.2. Оптимальное устройство для разделения двух АМ сигналов ............211
5.1.3. Итерационные КП...................................................................................212
5.2. Обеспечение ЭМС РЭС при помощи двухканальных компенсаторов
помех в системах связи с ЧМ............................................................................215
5.2.1. Компенсатор помех 1-го типа................................................................217
5.2.2. Оптимальные и субоптимальные КП....................................................218
5.2.3. Эффективность применения КП............................................................220
5.3. Обеспечение ЭМС РЭС при помощи устройств подавления
импульсных помех.............................................................................................222
5.3.1. Простые методы подавления импульсных помех................................222
5.3.2. Подавление ИП методом экстраполяции
искаженных значений полезного сообщения.......................................223
5.3.3. Подавление ИП методом интерполяции
искаженных значений полезного сообщения.......................................224
5.3.4. Подавление ИП при приеме сообщений
с существенно неравномерным спектром ............................................226
5.4. Подавление ИП в системах связи с частотным разнесением.........................226
Глава 6. ОРГАНИЗАЦИЯ СЛУЖБЫ РАДИОКОНТРОЛЯ ............................................232
6.1. Роль и место радиоконтроля в системе управления
использованием радиочастотного спектра ......................................................232
6.2. Цели и задачи радиоконтроля...........................................................................233
6.3. Объекты радиоконтроля....................................................................................233
6.4. Краткий обзор систем управления использованием РЧС
и радиоконтроля некоторых стран ...................................................................234
6.5. Система управления использованием РЧС и радиоконтроля Франции.......235
6.6. Отечественная система радиоконтроля ...........................................................239
6.6.1. Локальные сети радиоконтроля.............................................................240
6.6.2. Состав отечественной системы радиоконтроля
и взаимодействие ее элементов .............................................................243
6.6.3. Типовые комплекты измерительного оборудования
станций РК разного назначения ............................................................244
6.6.4. Отечественные разработки радиоконтрольной аппаратуры...............246
6.6.5. Зарубежные разработки, пригодные для комплектования
станций отечественной системы радиоконтроля.................................248
6.7. Компоненты станций радиоконтроля фирмы Thomson-CSF .........................249
6.7.1. Приемные устройства.............................................................................251
6.7.2. Пеленгаторы............................................................................................251
6.8. Оптимальные конфигурации станций для отечественной системы РК .......252

6 СОДЕРЖАНИЕ
6.9. Методы измерения характеристик сигналов
систем радиосвязи и вещания ...........................................................................253
6.9.1. Измерение напряженности поля............................................................253
6.9.2. Измерения ширины полосы частот .......................................................254
6.9.3. Измерение частоты .................................................................................255
6.9.4. Измерения глубины модуляции и девиации частоты..........................255
6.9.5. Измерение занятости спектра................................................................255
6.9.6. Измерение качества приема цифровых сигналов
в сетях радиосвязи и вещания ...............................................................256
6.10. Пеленгация и определение местоположения источников излучений ..........258
6.10.1. Пеленгационные системы с фазовой задержкой .................................261
6.10.2. Влияние поглощения энергии волны,
близкой к земной поверхности..............................................................262
6.10.3. Ложные пеленги при отражении и рассеянии радиоволн...................263
6.10.4. Ошибка пеленга из-за береговой рефракции .......................................264
6.10.5. Влияние растительности на точность отсчета пеленга .......................265
6.10.6. Понятие апертуры антенны ...................................................................265
6.10.7. Требования к площадке для пеленгатора .............................................267
6.10.8. Основные системы пеленгаторов..........................................................267
6.11. Опознавание источников излучений................................................................276
6.12. Специфика радиоконтроля спутниковых линий .............................................277
6.12.1. Выполняемые задачи и измерения........................................................277
6.12.2. Требования к оборудованию станций контроля ..................................278
6.13. Пополнение Федеральной базы данных
по результатам радиоконтроля .........................................................................280
Глава 7. МЕТОДЫ АНАЛИЗА И ОБЕСПЕЧЕНИЯ ЭМС РЭС,
РАСПОЛОЖЕННЫХ НА ОДНОМ ОБЪЕКТЕ..................................................283
7.1. Общая характеристика проблемы обеспечения
внутриобъектовой ЭМС РЭС............................................................................283
7.2. Технические параметры РЭС, влияющие на их ЭМС ....................................285
7.3. Методы анализа ЭМС РЭС, расположенных на одном объекте......................287
7.3.1. Частотный анализ ...................................................................................287
7.3.2. Расчет энергетических характеристик радиопомех.............................288
7.3.3. Расчет допустимой мощности радиопомех на входе РПМ.................291
7.3.4. Расчет частот и уровней интермодуляционных излучений РПД .......292
7.3.5. Расчет внеполосных характеристик антенн .........................................297
7.3.6. Расчет развязки между близко расположенными антеннами .............303
7.4. Методы обеспечения внутриобъектовой ЭМС ...............................................312
7.4.1. Выбор частот для дополнительных РЭС на объекте ...........................313
7.4.2. Технические методы уменьшения помех
в комплексе РЭС объекта.......................................................................314
7.4.3. Методы повышения развязки между антеннами РЭС.........................316
7.4.4. Методы обеспечения ЭМС РЭС при помощи
электромагнитных экранов ....................................................................319

7
Глава 8. ИНДУСТРИАЛЬНЫЕ РАДИОПОМЕХИ ...........................................................323
8.1. Рецепторы ИРП ..................................................................................................324
8.2. Классификация ИРП..........................................................................................326
8.3. Нормирование ИРП ...........................................................................................332
8.4. Измеряемые параметры ИРП............................................................................335
8.5. Нормативные документы ..................................................................................337
Приложение 1.............................................................................................................................339
Приложение 1.1. Структура и основные разделы РР МСЭ...................................339
Приложение 1.2. Перечень основных Всемирных радиоконференций
за последние 25 лет .....................................................................343
Приложение 1.3. Примеры распределения полос частот между службами
в Районе 1 по Регламенту радиосвязи и НТРЧ РФ...................344
Приложение 2. Порядок распределения и выделения радиочастотного спектра ...............346
Приложение 3. Требования к уровням побочных радиоизлучений
по ГОСТ Р 50842–95 .......................................................................................350
Глоссарий....................................................................................................................................351
Список сокращений ..................................................................................................................360
Литература .................................................................................................................................363

ВВЕДЕНИЕ
Управление радиочастотным спектром (РЧС) и обеспечение электромагнитной совместимо-
сти (ЭМС) радиоэлектронных средств (РЭС) имеют важное практическое значение. Это
обусловлено тем, что сфера применения радиосистем в разных областях человеческой дея-
тельности быстро расширяется и количество радиосредств, работающих в общих полосах
частот на ограниченной территории, постоянно возрастает. Вследствие этого техническая
проблема эффективного использования РЧС и обеспечения ЭМС РЭС, т.е. условий нор-
мальной работы РЭС без недопустимых взаимных помех, становится весьма сложной. Она
имеет не только национальный, но и международный аспект, так как радиоволны не знают
границ и радиостанции должны проектироваться таким образом, чтобы РЭС одного госу-
дарства не создавали помех работе РЭС соседнего государства. От решения проблемы эф-
фективного использования РЧС зависит возможность развития радиосвязи и вещания
в стране.
В научных и проектных организациях, разрабатывающих и проектирующих разного ро-
да системы связи, а также в органах государственного управления использованием РЧС, за-
нимающихся распределением частот в сетях звукового и телевизионного радиовещания, в
подвижной и спутниковой радиосвязи, ведется работа по решению указанных проблем. Для
этого необходимы инженеры, имеющие систематические знания по ЭМС РЭС и специально
подготовленные для решения многочисленных вопросов, возникающих в этой области. В
России до сего времени подготовка таких специалистов в вузах не велась. Важно подчерк-
нуть, что знания в области управления РЧС и обеспечения ЭМС РЭС необходимы не только
специалистам в этой области, но и каждому квалифицированному радиоинженеру, который
должен разбираться не только в работе отдельных радиосистем, но и в том, как они взаимо-
действуют в эфире.
Следует отметить, что в России ранее не издавались книги, в которых освещался весь
комплекс вопросов, связанных с данными проблемами. Книги, в которых затрагивались их
отдельные аспекты, были изданы в нашей стране более 20 лет назад.
В данной книге охвачен практически весь спектр вопросов, связанных с проблемами
управления РЧС и обеспечения ЭМС РЭС.
В первой главе изложены основные положения об управлении использованием РЧС как
в международном масштабе, осуществляемом Администрациями связи через Международ-
ный союз электросвязи (МСЭ) в соответствии с решениями Административных конферен-
ций по радиосвязи и правилами Регламента радиосвязи, так и в национальном масштабе,
осуществляемом Государственной комиссией по радиочастотам (ГКРЧ) при Миниформсвя-
зи РФ. В этой же главе приведены основные положения Регламента радиосвязи и принципы
распределения радиослужб по диапазонам, изложены подходы к решению важных вопросов
приграничной координации. Отдельно рассмотрены перспективные экономические методы
управления РЧС.
Техническим основам анализа ЭМС РЭС посвящена вторая глава, в которой рассмотре-
ны основные технические параметры приемных, передающих и антенных устройств, опре-
деляющие возможности обеспечения ЭМС РЭС.
В третьей главе приведены методы анализа ЭМС РЭС, включая методы определения за-
щитных отношений и расчета норм частотно-территориального разноса (ЧТР), даны крите-
рии ЭМС для различных служб. В этой же главе дается краткое описание принципов рабо-
ты автоматизированной системы управления использованием РЧС.
В четвертой главе рассматриваются важные вопросы частотного планирования сетей
вещания и сотовой подвижной связи. Приводятся общие принципы частотного планирова-
ния, рассмотрено несколько методов частотного планирования сетей телевизионного и зву-

ВВЕДЕНИЕ 9
кового вещания и даны основы частотного планирования сотовых сетей связи. Отдельно
рассмотрены некоторые методы оценки эффективности использования РЧС в сетях радио-
связи и вещания, включенные в Рекомендации МСЭ.
Пятая глава содержит описание специальных методов обеспечения ЭМС РЭС путем
применения компенсаторов непрерывных помех и устройств подавления импульсных по-
мех. Такие методы позволяют обеспечить ЭМС РЭС в тех случаях, когда территориальный
или частотный разнос взаимовлияющих РЭС оказывается невозможным.
Шестая глава посвящена службе радиоконтроля, которая является необходимым эле-
ментом управления РЧС. Дано описание организации этой службы в нашей стране и за ру-
бежом, представлены характеристики типового оборудования радиоконтроля, кратко рас-
смотрены методы измерения разных характеристик сигналов систем радиосвязи и вещания,
а также вопросы пеленгации и определения местоположения источников излучения.
В седьмой главе излагаются методы анализа и обеспечения ЭМС РЭС, расположенных
на одном объекте. Такая проблема часто возникает на практике, так как на ограниченном
пространстве (на одном радиоцентре, в одном здании) часто приходится размещать доста-
точно много приемных и передающих РЭС, работающих в разных диапазонах частот.
В этих условиях на одном объекте складывается весьма напряженная электромагнитная об-
становка. Для того чтобы работа расположенных на одном объекте РЭС не нарушалась, необ-
ходим тщательный анализ их ЭМС, методические основы которого изложены в этой главе.
Восьмая глава посвящена индустриальным радиопомехам (ИРП) — важному классу по-
мех, которые необходимо учитывать при проектировании радиосистем. В ней дана класси-
фикация ИРП и принципы их нормирования, кратко изложены методы измерения парамет-
ров ИРП и указаны существующие нормы на их допустимый уровень.
Каждая из глав содержит примеры применения изложенных в ней методов расчета и за-
вершается контрольными вопросами, которые предназначены для проверки усвоения мате-
риала данной главы. В совокупности материал охватывает все основные аспекты проблем
управления использованием РЧС и анализа ЭМС РЭС.
Книга дает российским радиоинженерам необходимые на современном этапе развития
радиотехники профессиональные знания для решения весьма важных и сложных техниче-
ских задач, связанных с обеспечением ЭМС РЭС при разработке, проектировании и экс-
плуатации средств радиосвязи и радиовещания.
Данная книга написана авторским коллективом. Д.т.н., проф. М.А. Быховским написа-
ны введение, глава 5, разд. 4.3.2 (совместно с проф. В.И. Носовым) и 4.3.3. Им же выполне-
но научное редактирование книги. Глава 1 написана совместно к.т.н., с.н.с. Н.В. Васехо
и к.т.н., доцентом Ю.В. Волковой, главы 2 и 3 написаны совместно к.т.н., проф. А.С. Соро-
киным и к.т.н., доцентом Г.И. Сорокиным, глава 4 (за исключением разд. 4.2.4 и 4.3.3) –
д.т.н., проф. В.И. Носовым, глава 6 – к.т.н., с.н.с. А.У. Жильцовым, глава 7 – совместно
д.т.н., проф. А.Л. Бузовым и к.т.н., с.н.с. С.В. Севостьяновым, глава 8 – к.т.н., с.н.с.
Т.И. Ивановой. По просьбе авторов разд. 4.2.4 написан А.В. Лашкевичем.

Глава 1
ОСНОВЫ УПРАВЛЕНИЯ ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ
РАДИОЧАСТОТНОГО СПЕКТРА
Термин «управление использованием радиочастотного спектра» используется для описа-
ния различных административных и технических процедур, которые должны гарантиро-
вать возможность такой работы радиостанций различных радиослужб, при которой в лю-
бой момент времени они не создают помех работе других радиоэлектронных средств
(РЭС) и не испытывают помех со стороны других радиостанций. Управление использова-
нием радиочастотного спектра (РЧС) выполняется на двух уровнях — международном и
национальном [1].
Управлять использованием спектра на международном уровне необходимо в связи с
тем, что РЧС — это ограниченный природный ресурс и его следует использовать рацио-
нально, эффективно и экономно так, чтобы страны и группы стран могли иметь равноправ-
ный доступ к нему. Радиоволны распространяются в пространстве, пересекая политические
границы без виз и разрешений.
Правительства стран, которые ратифицировали Устав и Конвенцию Международного
союза электросвязи (МСЭ), берут на себя обязательства:
– применять в своих странах положения Устава и Конвенции МСЭ;
– принять соответствующие национальные законодательные акты, в которые в обяза-
тельном порядке должны быть включены основные положения этих международных
договоров.
Ответственность за выполнение этих обязательств берет на себя Администрация связи.
Согласно Уставу МСЭ Администрацией связи может выступать любое правительственное
учреждение или любая служба, ответственная за выполнение обязательств по Конвенции
МСЭ и Регламента радиосвязи (РР).
В МСЭ существует три сектора: Сектор радиосвязи, в состав которого входит Бюро ра-
диосвязи (БР) и Радиорегламентарный комитет (РРК), Сектор развития электросвязи, в со-
став которого входит Бюро развития электросвязи (БРЭ), и Сектор стандартизации электро-
связи.
Основным документом, определяющим порядок управления использованием РЧС на
международном уровне, является РР МСЭ, содержащий Международную таблицу рас-
пределения частот (МТРЧ) между службами. На национальном уровне в России основ-
ными документами, определяющими порядок управления РЧС, являются национальная
таблица распределения частот (НТРЧ), Решения Государственной комиссии по радиочас-
тотам (ГКРЧ) и Положения о порядке рассмотрения материалов, проведения экспертизы
и принятия решения о выделении полос радиочастот для РЭС и высокочастотных уст-
ройств и о порядке проведения экспертизы, рассмотрения материалов и принятия реше-
ния о присвоении (назначении) радиочастот или радиочастотных каналов для РЭС в пре-
делах выделенных полос радиочастот.

ОСНОВЫ УПРАВЛЕНИЯ ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ РАДИОЧАСТОТНОГО СПЕКТРА 11
на международном уровне
Регламент радиосвязи представляет собой сборник основных международных постановле-
ний, принятых Всемирными административными конференциями по радиосвязи. В нем да-
ны определения терминов, относящихся к РЧС, к параметрам излучения радиосредств, к
классификации излучений. Специальные главы Регламента посвящены порядку междуна-
родного присвоения частот и координации действий стран в области использования частот,
а также мерам против радиопомех. Существенную часть РР занимает МТРЧ [2].
С каждым пересмотром Регламента постепенно повышалась верхняя граница спектра
частот, регулируемого в международном масштабе, что отражало темпы освоения РЧС.
В 1927 г. верхней границей МТРЧ была частота 60 МГц, в 1948 г. — 10,5 ГГц, в 1959 г. —
40 ГГц, в 1979 г. — 225 ГГц. Уже в 1979 г. верхняя распределенная частота для радиоастро-
номической службы — 348 ГГц. Регламент 90-го года распределил для некоторых служб и
более высокие частоты 363…365 и 379…381 ГГц — выбор таких частот опирается на ре-
зультаты исследований, выявляющих частоты спектральных линий и полосы, представляю-
щие интерес для пассивных служб. Следует отметить, что освоение новых диапазонов на-
талкивается на серьезные технические трудности. Поэтому существующие сегодня системы
пока используют частоты до 200 ГГц. В Приложении 1.1 приведены структура и основные
разделы РР МСЭ [2].
Регламент радиосвязи определяет правила, которые должны применяться при использо-
вании спектра, а также права и обязательства, проистекающие из такого использования. Ме-
ждународный регламент радиосвязи основан на применении двух базовых концепций:
– концепции распределения той или иной радиослужбе конкретных блоков частот в соот-
ветствии со статьей S5 РР. Эта концепция в целом позволяет распределить взаимно со-
вместимым службам с похожими техническими характеристиками одну и ту же полосу
частот в определенных участках спектра. Она также создает стабильные условия плани-
рования бизнеса для Администраций, производителей оборудования и пользователей;
– концепции добровольных и обязательных регуляторных процедур (координации, за-
явления и регистрации), необходимость применения которых определяется особенно-
стями распределения полос радиочастот.
Степень регламентирования возможности использования частот существенно меняется
от службы к службе. Для ряда служб (например, морской подвижной и воздушной подвиж-
ной служб) частоты четко распределены на международной основе, поскольку для их ус-
пешной работы во всех странах требуется использовать оборудование с одинаковыми ха-
рактеристиками, что предполагает необходимость широкомасштабного международного со-
гласования правил его эксплуатации и технических требований.
1.1.1. Международная таблица распределения частот
Таблица распределения частот МСЭ является одним из важнейших компонентов РР. Поло-
сы частот внутри стран распределяются, как правило, с учетом или в полном соответствии с
Таблицей. В необходимых случаях администрации связи делают оговорки об особенностях
использования радиочастот в данной стране. МСЭ осуществляет распределение РЧС и реги-
страцию присвоений радиочастот, обеспечивая тем самым нормальную работу радиостан-
ций различных стран, координирует деятельность по исключению вредных помех между
ними и повышению эффективности использования спектра частот.

12 ГЛАВА 1
При этом под термином «радиосвязь» понимается любая радиосвязь, осуществляемая
посредством радиоволн, распространяющихся в пространстве без искусственного волново-
да, т.е. радиовещание, радионавигация, радиолокация и т.д.
МТРЧ содержит блоки распределения частот между радиослужбами и примечания к
ним. Весь диапазон радиочастот (9 кГц…400 ГГц) разбит на участки, которые распределе-
ны более чем 40 радиослужбам, определенным РР. Радиослужбы могут быть первичными
или вторичными. Для более детального определения правил назначения или использования
радиочастот используются примечания. Регламент содержит также планы назначения и/или
присвоения радиочастот в некоторых полосах и для некоторых радиослужб, а также описа-
ния обязательных процедур координации радиочастот.
В Регламенте радиосвязи предусмотрено два типа распределения частот:
– исключительное распределение, когда полоса частот распределена одной-единствен-
ной радиослужбе;
– совместное распределение, когда полоса частот распределена сразу нескольким ра-
диослужбам.
Исключительное распределение предпочтительно в случаях, которые предполагают ши-
рокое интернациональное использование оборудования, и его всемирное применение требу-
ет гармонизации эксплуатационных процедур и технических методов на международном
уровне.
Совместное распределение применяется для максимально возможного использования
доступного спектра в случаях, когда несколько радиослужб могут эффективно работать в
одной и той же полосе частот. Регламентарные процедуры, которые регулируют совместное
использование полос радиочастот, распределенных нескольким службам радиосвязи, осно-
ваны на применении технических критериев (как правило, пороговых значений). На основа-
нии этих критериев определяются страны, с которыми необходимо провести координацию
для выработки приемлемых условий совместного использования частот.
Регламент радиосвязи в части распределения частот предусматривает разделение мира
на три района. В Район 1 входят бывший СССР, Монголия, Африка, Европа, часть Азии.
В Район 2 — весь Американский континент и Гренландия; в Район 3 — Австралия, Океания
и часть Азиатского континента, которая не вошла в район 1 [2]. Кроме того, в Регламенте
определены специальные зоны:
Тропическая зона радиовещания — между тропиками Рака и Козерога — образована
для службы национального радиовещания из-за затруднений, связанных с высоким уровнем
атмосферных помех и особенными условиями распространения радиоволн в этой зоне. В
пределах этой зоны радиовещательная служба имеет приоритет перед другими радиослуж-
бами, с которыми она совместно использует ряд полос частот.
Европейская зона радиовещания — северная часть Района 1 и территории, прилегаю-
щие к Средиземному морю. Поскольку радиовещание в этом районе мира ведется чрезвы-
чайно интенсивно, потребовалось создать для него специальные частотные планы и соот-
ветственно определить границы зоны.
Европейская морская зона — Белое море, южная часть Баренцева моря, Северное, Бал-
тийское, Средиземное и Черное моря, восточная часть Северной и Центральной Атлантики.
МТРЧ имеет три столбца для трех районов мира. Службы приводятся в алфавитном по-
рядке (по французскому алфавиту), этот порядок не определяет приоритета служб.
Учитывая, что в силу различного характера сигнала спектр различными службами ис-
пользуется по разному, во избежание помех между несовместимыми службами, а также для
обеспечения упорядоченного развития радиослужб частоты выделяют для каждой конкрет-
ной радиослужбы. В некоторых случаях часть спектра выделяют для исключительного ис-

пользования какой-либо службой, в других — диапазон используется совместно нескольки-
ми службами.
Как уже отмечалось, насчитывается более четырех десятков служб, например, фиксиро-
ванная (ФС) — служба радиосвязи между определенными фиксированными пунктами, под-
вижная (ПС) — служба связи между подвижной и фиксированной станциями или между
подвижными станциями и т.д.
В ТРЧ каждой службе и распределению присвоена одна из двух категорий — первичная
и вторичная. Когда одна полоса частот распределена нескольким службам, они в РР пере-
числяются в следующем порядке:
– ПЕРВИЧНЫЕ — в регламенте напечатаны прописными буквами,
– вторичные — напечатаны строчными буквами.
Станции вторичной службы не должны причинять вредных помех станциям первичной
службы, которой частоты уже присвоены или могут быть присвоены позже. Они не могут
требовать защиты от вредных помех со стороны станций первичной службы, которой часто-
ты уже присвоены или могут быть присвоены позже, однако могут требовать защиты от
вредных помех со стороны станций той же или другой вторичной службы, которой частоты
могут быть присвоены позже.
Используя МТРЧ в качестве исходного материала, каждая страна может формировать
национальную ТРЧ, вводя изменения, необходимые для работы радиослужб, находящихся в
юрисдикции данного государства. Если же станции способны создавать вредные помехи ра-
боте РЭС, то присвоение им частот должно выполняться в соответствии с МТРЧ.
1.1.2. Планы использования полос радиочастот
Прогресс не стоит на месте. В мире постоянно появляются новые технологии радиосвязи,
новые виды модуляции, новые способы передачи сигналов и новые технические решения,
сама жизнь диктует необходимость пересматривать распределение радиочастот. Учитывая
это, МСЭ периодически организует Всемирные (или региональные) административные ра-
диоконференции по пересмотру РР, которые перераспределяют полосы радиочастот между
радиослужбами в соответствии с потребностями технического прогресса. Одно время эти
конференции собирались достаточно редко, примерно раз в 20 лет (в 1959–1979 гг.). Одна-
ко потом было отмечено, что за 20 лет накапливается великое множество проблем, решить
которые за 1–1,5 месяца (столько длится конференция) практически невозможно. Поэтому
сейчас такие конференции собирают раз в 2–3 года (1992, 1995, 1997, 2000, 2003, 2007 гг.).
В Приложении 1.2 приведен перечень основных Всемирных радиоконференций за послед-
ние 25 лет.
Одним из ключевых механизмов защиты прав всех государств — членов МСЭ по рав-
ноправному и справедливому доступу к ограниченным радиоресурсам (РЧС и геостацио-
нарной спутниковой орбите) является составление планов назначения или присвоения час-
тот. Такие планы предусматривают организованное использование радиочастот в тех или
иных диапазонах в соответствии с долгосрочными потребностями каждой страны, опреде-
ленными на основе технических и/или политических прогнозов развития. Каждый план
обычно дополняется описанием процедур модификации плана и заявления частот. Эти про-
цедуры предусматривают удовлетворение конкретных не соответствующих планам экс-
плуатационных требований, сохраняя при этом целостность самих планов. Имеется два ти-
па таких планов:

14 ГЛАВА 1
– всемирные планы для определенных служб или определенных полос радиочастот;
– региональные планы для определенных служб или определенных полос радиочастот,
которые применяются только в определенных регионах («районах планирования», на-
пример, Районе 1, Европейской зоне вещания, Африканской зоне вещания, Европей-
ской зоне мореплавания).
Неотъемлемой частью РР являются следующие всемирные планы для наземных служб:
– План присвоения радиочастот для береговых радиотелефонных станций, работающих
в полосах исключительного использования морской подвижной службы от 4000 до
27500 кГц (Приложение S25 к РР);
– План присвоения радиочастот для воздушной подвижной (OR) службы, работающей
в полосах ее исключительного использования от 3025 до 18030 кГц (Приложение S26
к РР);
– План присвоения радиочастот для воздушной подвижной (R) службы, работающей
в полосах ее исключительного использования от 2850 до 22000 кГц (Приложение S27
к РР).
Международным союзом электросвязи были созданы следующие региональные планы
для наземных служб, которые являются неотъемлемой частью соответствующих региональ-
ных соглашений:
– Планы назначения радиочастот для ОВЧ и УВЧ телевизионного радиовещания, яв-
ляющиеся приложением к Региональному соглашению для Европейской зоны веща-
ния (Стокгольм, 1961 г.), включающий План назначения радиочастот для ЧМ звуко-
вого радиовещания в полосе 41…68 МГц;
– Планы назначения радиочастот для радиовещания на длинных (ДВ) и средних волнах
(СВ), являющиеся приложением к Региональному соглашению по ДВ/СВ радиовеща-
ния (Районы 1 и 3, Женева, 1975 г.);
– План назначения радиочастот для СВ радиовещания, являющийся приложением к Ре-
гиональному соглашению по СВ радиовещанию (Район 2, Рио де Жанейро, 1981 г.);
– План назначения радиочастот для ОВЧ/ЧМ звукового радиовещания, являющийся
приложением к Региональному соглашению по станциям ЧМ звукового радиовеща-
ния (Район 1 и часть Района 3, Женева, 1984 г.);
– План назначения радиочастот для станций морской подвижной и воздушной радиона-
вигационных служб в полосах СВ в Районе 1, являющийся приложением к Региональ-
ному соглашению по СВ морской подвижной и воздушной радионавигационным
службам в Районе 1 (Женева, 1985 г.);
– План назначения радиочастот для станций морской радионавигационной службы (ра-
диомаяков) в Европейской зоне мореплавания в диапазоне 283,5…315 кГц, являю-
щийся приложением к Региональному соглашению по планированию морской радио-
навигационной службы (радиомаяков) в Европейской зоне мореплавания (Женева,
1985 г.);
– План выделения радиочастот для радиовещательной службы в полосе 1605…1705 кГц
в Районе 2, являющийся приложением к Региональному соглашению по использова-
нию полосы 1605…1705 кГц в Районе 2 (Рио де Жанейро, 1988 г.);
– Планы назначения радиочастот для ОВЧ и УВЧ телевизионного радиовещания, яв-
ляющиеся приложением к Региональному соглашению по планированию станций
ОВЧ/УВЧ телевизионного радиовещания в Африканской зоне вещания и прилегаю-
щих странах (Женева, 1989 г.).

1.1.3. Международно-правовая защита частотных присвоений
Международно-правовая защита частотных присвоений РЭС и орбитальных позиций кос-
мических аппаратов осуществляется с целью создания благоприятных условий развития и
использования систем радиосвязи на основе соблюдения общепризнанных принципов и
норм международного права, а также международных договоров РФ.
Заявление, координация и регистрация входят в комплекс работ по предварительной
публикации в Бюро радиосвязи МСЭ сведений о заявляемых космических системах (ком-
плексах) и о частотных присвоениях РЭС, согласованию условий обеспечения ЭМС РЭС
РФ и РЭС иностранных государств, занесению частотных присвоений РЭС в Международ-
ный справочный регистр частот и являются составной частью мероприятий по международ-
но-правовой защите [3].
Работы, проводимые по заявлению, координации и регистрации в Бюро радиосвязи
МСЭ частотных присвоений РЭС РФ осуществляются в соответствии с Положением «О по-
рядке проведения в Российской Федерации работ по заявлению, координации и регистра-
ции в Международном союзе электросвязи частотных присвоений радиоэлектронным сред-
ствам», Регламентом радиосвязи, другими документами МСЭ, двусторонними и многосто-
ронними международными соглашениями и соответствующими решениями ГКРЧ.
Заявление, координация и регистрация в Бюро радиосвязи МСЭ частотных присвоений
РЭС РФ осуществляются в случаях, если:
– использование данной частоты может причинить вредные помехи РЭС какой-либо
службе других государств;
– частота должна быть использована для международной радиосвязи;
– желательно получить международное признание использования частоты,
а также в иных случаях, предусмотренных Регламентом радиосвязи.
Министерство информационных технологий и связи РФ (Мининформсвязи) выполняет
функции Администрации связи РФ при осуществлении международной деятельности в об-
ласти связи, обеспечивает защиту интересов Российской Федерации в международных орга-
низациях, занимающихся вопросами распределения и использования РЧС [3–5].
Государственная комиссия по радиочастотам осуществляет проведение работ по реали-
зации технической политики в области использования РЧС и обеспечения ЭМС РЭС, в том
числе координирует действия федеральных органов исполнительной власти и юридических
лиц, связанные с обеспечением международно-правовой защиты частотных присвоений
РЭС РФ.
Федеральное агентство связи (Россвязь) обеспечивает проведение международной про-
цедуры координации использования радиочастотных присвоений, в том числе орбитальных
позиций для космических аппаратов, заключает в установленном порядке международные
соглашения по вопросам координации частотных присвоений РЭС, а также взаимодейству-
ет в установленном порядке с органами государственной власти иностранных государств и
международными организациями по вопросам заявления, координации и регистрации в Бю-
ро радиосвязи МСЭ частотных присвоений РЭС РФ [3, 6].
Радиочастотная служба при Россвязи обеспечивает проведение мероприятий по заявле-
нию, координации с Администрациями связи иностранных государств частотных присвое-
ний РЭС космических и наземных служб, а также регистрации их в Бюро радиосвязи МСЭ
[1, 3, 7].
Важным элементом управления использованием РЧС на международном уровне являет-
ся координация частот. Координацией называется процедура достижения соглашения меж-
ду несколькими странами (Администрациями связи) о совместном использовании радиочас-

16 ГЛАВА 1
тот. Цель координации состоит в том, чтобы при введении в действие нового радиосредства
обеспечить отсутствие вредных помех между всеми существующими и планируемыми сис-
темами радиосвязи. Процедуры координации частот можно рассматривать как средство ди-
намического планирования спектрального и/или орбитального ресурса, позволяющего обес-
печить его более эффективное использование.
В процесс координации частот могут быть вовлечены две или более стран (Админист-
раций связи). Координация включает в себя следующие действия:
– определение сопредельных стран, частотные назначения РЭС которых могут быть за-
тронуты, т.е. с какими Администрациями потребуется провести предварительную ко-
ординацию или заключить координационное соглашение;
– выполнение расчетов параметров возможных помех с применением рекомендаций и
решений международных организаций связи;
– выполнение процедуры координации, определенной Регламентом радиосвязи, в ходе
которой, кроме прочего, производится обмен данными в определенном формате и
объемах, комментариями в течение заранее определенного срока, результаты коорди-
нации при необходимости публикуются в соответствующем циркуляре Бюро радио-
связи МСЭ.
1.1.4. Обязательная регистрация и координация частотных присвоений
Обязательной регистрации в Бюро радиосвязи МСЭ и международной координации подле-
жат частотные присвоения РЭС РФ гражданского применения в полосах частот [3]:
– космических служб, использующих космические аппараты на геостационарной и не-
геостационарной орбитах (для спутниковых систем (сетей));
– радионавигационной и любительской спутниковой служб;
– фиксированной службы, если они могут причинить вредные помехи РЭС иностран-
ных государств или могут быть подвержены помехам со стороны РЭС иностранных
государств;
– морской подвижной службы;
– радиовещательной и сухопутной подвижной служб в приграничных зонах РФ в пре-
делах координационных расстояний;
– береговых радиолокационных, радиопеленгаторных и радиомаячных систем соответ-
ствующих служб;
– служб радиосвязи для управления воздушным движением и посадкой самолетов граж-
данской авиации, установленных в аэропортах, открытых для приема самолетов ино-
странных государств;
– службы стандартных частот и сигналов времени;
– вспомогательной метеорологической службы и метеорологической спутниковой
службы;
– других служб, регистрация в Бюро радиосвязи МСЭ и координация частотных при-
своений РЭС которых предусмотрена Регламентом радиосвязи [2].
Таким образом, частотные присвоения РЭС спутниковых служб подлежат обязательной ко-
ординации со всеми затронутыми Администрациями.
Частотные присвоения РЭС наземных радиослужб должны быть скоординированы с
другими заинтересованными Администрациями до заявления этого присвоения в Бюро ра-
диосвязи и до ввода его в действие в следующих случаях:

– если необходимость согласования указана в примечании к ТРЧ со ссылкой на положе-
ние S9.21 РР (например, S5.92, S6.93 и т.д.), координация осуществляется относитель-
но всех служб, которые имеют распределение в пределах затронутой полосы частот с
той же или более высокой категорией распределения;
– если передающая станция наземной службы расположена в пределах координацион-
ной зоны земной станции спутниковой сети на негеостационарных орбитах (НГСО)
относительно приемной земной станции НГСО сети и необходимость ее координации
указана в примечании к ТРЧ со ссылкой на S9.11A, координация осуществляется от-
носительно приемной земной станции НГСО сети;
– если передающая станция наземной службы работает в полосах частот выше 100
МГц, распределенных на равноправной основе космическим и наземным станциям, и
расположена в пределах координационной зоны земной станции геостационарной или
негеостационарной спутниковой сети, координация осуществляется относительно
приемной земной станции затронутой сети;
– если передающая станция наземной службы работает в полосах частот, используемых
совместно на равноправной основе с радиовещательной спутниковой службой (РСС)
(620…790, 1452…1492, 2310…2360, 2520…2670 МГц, 11,7…12,75, 17,3…17,8,
21,4…22 и 74…76 ГГц), координация осуществляется относительно земных стан-
ций, расположенных в области обслуживания космической станции РСС, в том слу-
чае, когда плотность потока мощности земной станции на границе области обслу-
живания РCС превышает разрешенный уровень, указанный в статье S9.19 и Прило-
жении S5 РР [2].
1.1.5. Дополнительные соглашения по координации
частотных присвоений наземным службам
В дополнение к обязательным процедурам, перечисленным в Регламенте радиосвязи, суще-
ствуют региональные соглашения, устанавливающие обязательства по проведению предва-
рительной координации частотных присвоений наземным службам, например:
– Региональное соглашение, касающееся спектра частот морской подвижной и воздуш-
ной радионавигационной служб в Районе 1 (Женева, 1985 г.), устанавливает обяза-
тельства сторон, подписавших соглашение, координировать свои частотные присвое-
ния фиксированной и подвижной службам, для которых нет утвержденных планов в
полосах частот 1606,5…1625, 1635…1800 и 2045…2160 кГц, относительно назначе-
ний службам, для которых имеются утвержденные планы;
– Региональное соглашение, касающееся планирования морской радионавигационной
службы (радиомаяков) в Европейской зоне мореплавания (Женева, 1985 г.), устанав-
ливает обязательства сторон, подписавших соглашение, координировать свои частот-
ные присвоения воздушной радионавигационной службе, для которой нет утвержден-
ных планов в полосе 283,5…315 кГц относительно назначений службы, для которой
имеются утвержденные планы;
– Региональное соглашение по использованию полосы 1605…1705 кГц в Районе 2
(Рио де Жанейро, 1988 г.) устанавливает обязательства сторон, подписавших соглаше-
ние, координировать свои частотные присвоения фиксированной и подвижной служ-
бам, для которых нет утвержденных планов в полосе частот 1625…1705 кГц относи-
тельно выделений радиочастот, соответствующих плану.

18 ГЛАВА 1
1.1.6. Заявление и регистрация
Частотное назначение, которое может использоваться несколькими странами и для которо-
го Администрация желает добиться международного признания, должно быть заявлено в
Бюро радиосвязи МСЭ с целью его внесения в Международный справочный регистр частот
(МСРЧ). Только частотное назначение, записанное в МСРЧ, имеет статус, который опреде-
ляет его соотношение с частотными назначениями других стран. Так, соблюдения некото-
рых международных обязательств можно требовать только в отношении частотных при-
своений, внесенных в МСРЧ и имеющих соответствующий статус.
Международный справочный регистр частот содержит записи обо всех используемых
частотах, заявленных в МСЭ. Как правило, МСРЧ содержит только те частотные назначе-
ния, которые используются на международной основе. Запись частотных назначений в
МСРЧ и их последующая публикация в Международном перечне частот (МПЧ) обеспечива-
ют предоставление всем Администрациям связи информации об использовании этих назна-
чений и о том, что их необходимо учитывать при любом будущем планировании, проводи-
мом на национальном, региональном или международном уровне.
Любое частотное назначение, использование которого предполагается на международ-
ном уровне, должно быть заявлено в Бюро радиосвязи с целью получения международного
признания. Кроме того, любое назначение, способное создавать помехи работе существую-
щих или будущих станций в другой стране или испытывать помехи со стороны этих стан-
ций, должно, как правило, быть заявлено в Бюро. Если данное назначение больше не ис-
пользуется, то должно быть представлено заявление об его исключении из Регистра.
Необходимость регистрации в Бюро радиосвязи МСЭ частотных присвоений РЭС дру-
гих служб гражданского применения в случае, когда обязательной регистрации не требует-
ся, определяется пользователями, заказывающими и использующими РЭС [3].
Нет необходимости заявлять следующие частотные назначения, используемые на меж-
дународном уровне:
– частотные назначения, предусматривающие всеобщее использование (например, все-
мирные частоты 500 и 2182 кГц вызова в случае бедствия), частоты для передачи тра-
фика безопасности и бедствия; международные частоты спасательных и розыскных
мероприятий; международные частоты коммерческих радиотелефонных вызовов в ря-
де режимов (например, цифровой избирательный вызов); всемирные частоты радио-
пеленгации; всемирные и международные рабочие частоты судовых радиотелеграф-
ных станций в полосах СЧ; международные частоты связи кораблей с береговыми
станциями и частоты межкорабельной связи на СЧ, перечисленные в S11.13 РР;
– частотные назначения судовым станциям и подвижным станциям других служб (на-
пример, всемирные частоты, используемые симплексными судовыми и береговыми
ОБП-радиотелефонными станциями* на ВЧ; всемирные рабочие частоты судовых
станций, оборудованных системами широкополосной телеграфии и специальными
системам ВЧ передачи; всемирные рабочие частоты, судовых станций, оборудован-
ными системами телеграфии и неспаренными (симплексными) системами передачи
данных на ВЧ; судовые вызывные частоты, используемые для передачи вызовов с ко-
дом Морзе A1A; судовые рабочие частоты, используемые для передачи сообщений с
кодом Морзе A1A), перечисленные в S11.14 РР;
– частотные назначения станциям любительской службы, показанные в S11.14;
– частотные назначения приемным станциям воздушной радионавигации в полосах, ис-
пользование которых регулируется Приложениями S26 и S27 [6].
* ОБП-станции — радиостанции, в спектре частот которых есть одна боковая полоса (ОБП).

1.1.7. Индивидуальные заявления частотных назначений
Индивидуальные заявления требуются в случаях, когда Бюро радиосвязи должно рассмот-
реть характеристики более подробно и определить статус частотного назначения при его за-
писи в МСРЧ.
Индивидуальные заявления требуются для следующих станций наземных служб:
– станций наземных служб, подпадающих под Планы назначения частот в Приложени-
ях S25, S26 и S27 и любые Планы назначения радиочастот;
– станций радиовещательной службы в любой полосе частот;
– станций всех наземных служб, находящихся в координационной зоне какой-либо зем-
ной станции спутниковой службы;
– станций, работающих в полосах, используемых совместно и на равных условиях
с космическими службами, если они превышают пределы излучаемой мощности, ус-
тановленные в соответствующих таблицах Приложения S7 и в S21.3;
– станций, работающих в полосах, используемых совместно и на равных условиях
с космическими службами и перечисленных в таблице S21.2.
Во всех иных случаях индивидуальных заявлений каждой станции не требуется, однако
Администрация связи может заявлять так называемые типовые станции, т.е. сообщить
в Бюро радиосвязи МСЭ основные характеристики станций, являющихся основными поль-
зователями спектра в данной полосе частот в пределах некоторой географической области.
Время подачи заявления о частотном назначении в Бюро радиосвязи, которое зависит
как от используемой полосы частот, так и от назначения станции, указано в табл. 1.1.
Таблица 1.1. Время подачи заявления о частотном назначении
Время подачи заявки Полосы частот Назначение станции
За 5 лет до введения
47,2…47,5 и
Станция фиксированной службы
в использование
47,9…48,2 ГГц
на высотных платформах
За 3 года до введения
В полосе, используемой
совместно с космической
службой
Станции наземных служб, подлежащих
координации со спутниковой сетью,
т.e. в пределах координационной зоны
приемной земной станции
За 3 месяца до введения
Для всех остальных станций наземных служб,
подлежащих заявлению в Бюро радиосвязи
Запись частотного присвоения в МСРЧ осуществляется только после проверки соответ-
ствия заявленного частотного присвоения тем условиям, которые могут определить его ста-
тус. Так, Бюро проверяет:
– соответствует ли частотное присвоение ТРЧ и другим положениям РР (пределы излу-
чаемой мощности, классы излучения, минимальный угол места);
– соответствует ли частотное присвоение требованиям по его координации с другими
Администрациями, применимым к рассматриваемой радиослужбе и полосе частот;
– соответствует ли частотное присвоение всемирным и региональным планам назначе-
ний и присвоений частот (если частотное присвоение относится к радиослужбе, под-
чиняющейся плану, действующему в рассматриваемой полосе частот).
Если результаты этих проверок положительные, то назначение записывается в МСРЧ.
Следует помнить, что внесение записи в Справочный регистр не означает, что все действия
Администрации в отношении данного частотного присвоения завершены. Заявляющая Ад-

20 ГЛАВА 1
министрация должна сообщать в Бюро радиосвязи о всех изменениях, касающихся этого
частотного назначения.
В некоторых случаях в МСРЧ может быть внесена запись о назначении, не соответст-
вующем РР, например:
– когда назначение не соответствует ТРЧ (например, по уровню внеполосных излучений)
и/или когда оно не соответствует другим обязательным положениям РР (например, класс
излучения, предельная мощность и т.д.), оно может быть записано в МСРЧ, если заинте-
ресованная Администрация явно докажет, что данное назначение не будет создавать
вредных помех станциям, использующих частотные назначения в соответствии с РР;
– когда назначение соответствует ТРЧ и другим обязательным положениям РР, за ис-
ключением тех, для которых прописана обязательная процедура координации, оно
может быть записано в МСРЧ при выполнении следующих условий: 1) если заявляю-
щая Администрация утверждает, что процедура по координации или предварительно-
му согласованию не может быть успешно завершена; 2) если Бюро радиосвязи делает
вывод, что это новое назначение может создать вредные помехи частотным назначе-
нием Администраций, возражающим против его использования; 3) если заявляющая
Администрация утверждает, что новые назначения уже используются вместе с назна-
чениями, которые послужили основой отрицательного заключения, не менее четырех
месяцев и за это время не было ни одной жалобы на вредные помехи.
на национальном уровне
Ряд основополагающих документов по управлению использованием РЧС в России пред-
ставлены в Радиорегламенте РФ. Радиорегламент включает НТРЧ между радиослужбами
РФ в диапазоне частот от 3 кГц до 400 ГГц [8], частотные планы, утвержденные ГКРЧ для
ряда радиослужб, важнейшие законодательные правовые акты, регламентирующие порядок
выделения и присвоения (назначения) частот, контроля за их использованием в РФ, порядок
изготовления, приобретения, ввоза в РФ и использование на территории РФ РЭС, порядок
лицензирования видов деятельности в области радиосвязи и телерадиовещания на террито-
рии РФ, сертификации РЭС, перечень основных норм и стандартов на технические характе-
ристики РЭС, определяющие их ЭМС.
В Радиорегламенте РФ приведены основы международно-правовой защиты частотных
присвоений РЭС наземных и космических радиослужб, определены основные обязанности
юридических лиц по заявлению и регистрации в МСЭ частотных присвоений РЭС, порядок
подготовки материалов и ведения переписки по заявлению, координации и регистрации в
МСЭ частотных присвоений РЭС РФ, порядок рассмотрения вопросов, связанных с коорди-
нацией частотных присвоений РЭС иностранных государств, порядок проведения перегово-
ров по координации частотных присвоений РЭС.
Радиорегламент РФ служит руководством для операторов систем радиосвязи и радиове-
щания по правилам и процедурам использования средств радиосвязи, телевидения и радио-
вещания в РФ.
В Российской Федерации регулирование использования радиочастотного спектра осу-
ществляется межведомственным коллегиальным органом по радиочастотам при Мининфор-
мсвязи РФ (Государственной комиссией по радиочастотам), обладающим всей полнотой
полномочий в области регулирования радиочастотного спектра.

В составе ГКРЧ представлены практически все министерства и ведомства, так или иначе
вовлеченные в процесс использования РЧС. Помимо Мининформсвязи и подчиненных ему
федеральных агентств и службы, это — Федеральное агентство по промышленности, Феде-
ральная служба по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды, МВД, СВР, Мин-
обороны, Минюст, ФСО, Федеральное агентство по техническому регулированию и метроло-
гии, Федеральное космическое агентство, ФСБ, Федеральное агентство по печати и массовым
коммуникациям, Служба специальной связи и информации при ФСО [5–7, 9, 10].
ГКРЧ осуществляет выделение полос радиочастот на основе требований и условий рас-
пределения и использования полос радиочастот, которые определяются ТРЧ между радио-
службами РФ.
Выделение полос радиочастот осуществляется ГКРЧ по результатам рассмотрения на
заседании ГКРЧ материалов соответствующих заявлений граждан РФ или российских юри-
дических лиц. При этом учитывают результаты работы по оценке электромагнитной обста-
новки на заявленной территории и определению доступных полос радиочастот для оказания
услуг связи. Необходимость проведения указанной работы определяется решением ГКРЧ.
Эти работы проводятся по техническому заданию Федерального агентства связи и по согла-
сованию с Минобороны, ФСО (Спецсвязи) с привлечением научно-исследовательских и
проектных организаций, а также заинтересованных федеральных органов исполнительной
власти и российских юридических лиц.
Результаты работы по оценке электромагнитной обстановки и определению доступных по-
лос радиочастот для оказания услуг связи на заявленной территории РФ должны содержать:
– полосы радиочастот, доступные для оказания услуг связи с использованием РЧС;
– основные сведения о планируемой к использованию радиотехнологии и допустимые
технические данные заявленных РЭС, определяющие их ЭМС с действующими РЭС
различного назначения;
– минимально необходимую полосу радиочастот для реализации оператором связи за-
явленной радиотехнологии, достаточную для оказания услуг связи с заданным качест-
вом определенному числу потенциальных пользователей этой сети связи;
– условия использования полосы радиочастот для создания сети радиосвязи;
– возможное количество операторов связи для создания сетей связи с использованием
заявленной радиотехнологии в доступной полосе радиочастот.
По результатам указанной работы принимается решение ГКРЧ, которое должно содержать:
– полосы радиочастот, доступные для оказания услуг связи на заявленной территории с
использованием заявленной радиотехнологии, и условия использования этих полос
радиочастот для создания сети радиосвязи;
– условия обязательного подтверждения установленных требований к средствам связи
(радиоэлектронным средствам) или высокочастотным устройствам;
– возможное количество операторов связи для создания ими сетей связи на заявленной
территории.
В полосах радиочастот категорий совместного пользования радиоэлектронными средст-
вами любого назначения и преимущественного пользования радиоэлектронными средства-
ми гражданского назначения выделение полос радиочастот для радиоэлектронных средств
любого назначения, а в полосах радиочастот категории преимущественного пользования ра-
диоэлектронными средствами, используемыми для нужд государственного управления, вы-
деление полос радиочастот для радиоэлектронных средств гражданского назначения осуще-
ствляется Государственной комиссией по радиочастотам.
Выделение полос радиочастот осуществляется на десять лет или на меньший заявлен-
ный срок.

22 ГЛАВА 1
Решения ГКРЧ о выделении полос радиочастот не дают права на использование радио-
частот или радиочастотных каналов РЭС и высокочастотными устройствами. Право на ис-
пользование разрешенных полос радиочастот для разработки, производства, модернизации,
ввоза из-за границы или применения на территории РФ РЭС (высокочастотных устройств)
не может быть передано другим юридическим или физическим лицам без оформления уста-
новленным порядком соответствующего решения ГКРЧ.
При отрицательном решении о выделении полосы радиочастот заявитель в письменной
форме уведомляется о принятом решении с обоснованием причин такого отказа. Использо-
вание радиочастот или радиочастотных каналов допускается только на основании разреше-
ния на использование радиочастот или радиочастотных каналов.
Присвоение (назначение) радиочастот или радиочастотных каналов для РЭС граждан-
ского назначения осуществляется Федеральным агентством связи по заключению радиочас-
тотной службы при Россвязи на основании заявлений российских граждан или юридиче-
ских лиц.
Полномочия Россвязи в части управления использованием РЧС:
– проведение экспертизы с целью определения возможности использования РЭС и
ЭМС с действующими и планируемыми к использованию РЭС гражданского назначе-
ния;
– обеспечение проведения международной процедуры координации использования ра-
диочастотных присвоений, в том числе орбитально-частотных позиций для космиче-
ских аппаратов;
– присвоение (назначение) радиочастот или радиочастотного канала для РЭС на основа-
нии решения ГКРЧ;
– регистрацию присвоения (назначения) радиочастот и радиочастотных каналов.
Радиочастоты или радиочастотные каналы для РЭС любого назначения могут быть при-
своены (назначены) при положительном заключении экспертизы о возможности использо-
вания заявленных РЭС и об их ЭМС с действующими и планируемыми для использования
РЭС.
Указанная экспертиза проводится уполномоченной организацией радиочастотной служ-
бы, органами Минобороны или ФСО.
Для получения заключения экспертизы для РЭС гражданского назначения заявители
представляют в радиочастотную службу все необходимые материалы.
Экспертиза проводится на основании расчетов ЭМС с действующими и планируемыми
РЭС с учетом необходимости проведения международной правовой защиты частотных при-
своений. В ходе проведения экспертизы выполняется также формирование частотно-терри-
ториальных планов с привлечением при необходимости соответствующих уполномоченных
организаций Минобороны и/или ФСО, согласование планируемых присвоений (назначе-
ний) радиочастот или радиочастотных каналов и мест размещения РЭС с Минобороны.
В отдельных случаях, предусмотренных решениями ГКРЧ, согласование присвоений радио-
частот проводится также с ФСО.
Места размещений стационарных РЭС гражданского назначения согласуются [8]:
– с ФСО и ФСБ — для РЭС, размещаемых на территории Москвы и Санкт-Петербурга;
– с ФСО — для РЭС, размещаемых на высотных зданиях в столицах республик, крае-
вых, областных и районных центрах РФ, а также для РЭС, размещаемых на объектах
ФСО на территории РФ.
Кроме того, обязательными к согласованию с органами ФСО являются места (площад-
ки) размещения:
– ТВ передатчиков (6 ТВ канал);

– ОВЧ ЧМ радиовещательных передатчиков (в полосе радиочастот 99,5…103 МГц
с мощностью более 5 кВт);
– КВ передатчиков (мощностью более 1 кВт);
– земных станций фиксированной спутниковой службы (на условиях, определяемых ре-
шениями ГКРЧ).
Если на этапе согласования радиочастот или радиочастотных каналов для РЭС граждан-
ского назначения выявляется необходимость проведения натурных испытаний на ЭМС, ра-
диочастотная служба оформляет заключение экспертизы для получения разрешения на про-
ведение таких испытаний. Заказчиком работ по проведению натурных испытаний является
заявитель.
1.2.1. Распределение полос частот между различными радиослужбами
Таблица распределения полос частот между радиослужбами является основополагающим
документом, регламентирующим распределение и условия использования частот в РФ юри-
дическими и физическими лицами, заказывающими, разрабатывающими или закупающими
за границей РЭС, а также осуществляющими планирование использования частот для дей-
ствующих РЭС [7]. Однако ТРЧ не дает право использовать полосы (номиналы) частот для
разработки, производства, ввоза из-за границы и эксплуатации РЭС без получения надлежа-
щим образом оформленного разрешения соответствующего федерального органа.
В Приложении 1.3 приведены несколько фрагментов из НТРЧ, в которых приведено
распределение полос частот между различными радиослужбами с учетом выделения полос
частот для различных технологий радиосвязи. В колонке 1 этой таблицы приводится рас-
пределение полос частот и номера примечаний международного Регламента радиосвязи для
Района 1. В колонке 2 указаны полосы частот и радиослужбы, которым распределены эти
полосы в РФ, а также номера примечаний, в которых уточняются условия использования
полос (номиналов) частот в Российской Федерации. Текст примечаний, как правило, приво-
дится на странице, следующей за таблицей, в которой эти примечания упоминаются впер-
вые. В колонке 3 указывается категория использования полос частот, а именно:
– ПР — полоса частот, предназначенная для преимущественного использования РЭС
правительственного назначения;
– ГР — полоса частот, предназначенная для преимущественного использования РЭС
гражданского назначения;
– СИ — полоса частот, предназначенная для совместного использования РЭС прави-
тельственного и гражданского назначения.
Как и в МТРЧ, службы, указанные в колонках 1 и 2 национальной ТРЧ, могут иметь две
категории приоритетности: первичные и вторичные. Первичные службы напечатаны в таб-
лице прописными буквами (например, ФИКСИРОВАННАЯ), вторичные службы — строч-
ными буквами (например, подвижная).
Как уже отмечалось в разд. 1.1, насчитывается более четырех десятков служб, например:
– фиксированная служба — служба радиосвязи между определенными фиксированны-
ми пунктами;
– воздушная служба — служба радиосвязи между определенными фиксированными
пунктами, предназначенная в основном для обеспечения безопасности воздушной на-
вигации и для регулярности, эффективности и экономичности работы воздушного
транспорта;
– подвижная служба — служба радиосвязи между подвижной и сухопутной станциями
или между подвижными станциями;

24 ГЛАВА 1
– сухопутная подвижная служба — подвижная служба между базовыми станциями и
сухопутными подвижными станциями или между сухопутными подвижными стан-
циями;
– воздушная подвижная служба — подвижная служба между стационарными станция-
ми воздушной подвижной службы и станциями воздушных судов или между станция-
ми воздушных судов, в которой могут участвовать станции спасательных средств.
Станции радиомаяков-указателей места бедствия также могут участвовать в этой
службе на определенных частотах бедствия и аварии;
– воздушная подвижная спутниковая служба — подвижная спутниковая служба, в ко-
торой подвижные земные станции устанавливаются на борту воздушного судна.
Станции спасательных средств и станции радиомаяков-указателей места бедствия
также могут участвовать в этой службе;
– радиовещательная служба — служба радиосвязи, передачи которой предназначены
для непосредственного приема населением. Эта служба может осуществлять передачи
звукового вещания, телевидения или другие виды передач;
– служба радиоопределения — служба радиосвязи для целей радиоопределения;
– радионавигационная служба — служба радиоопределения, используемая для целей
радионавигации;
– воздушная радионавигационная служба — радионавигационная служба, предназна-
ченная для обслуживания воздушных судов и безопасности их эксплуатации;
– радиолокационная служба — служба радиоопределения для целей радиолокации.
При этом станции вторичной службы не должны причинять вредных помех станциям
первичной службы и не могут требовать защиты от вредных помех со стороны станций пер-
вичной службы.
ГКРЧ выделяет полосы радиочастот для РЭС и высокочастотных устройств граждан-
ского назначения в полосах радиочастот всех категорий, а также для РЭС, используемых
для нужд государственного управления, в том числе президентской и правительственной
связи, нужд обороны страны, безопасности государства и обеспечения правопорядка в по-
лосах радиочастот категории СИ и ГР.
В категории ПР выделение полос радиочастот РЭС для нужд государственного управле-
ния, в том числе президентской и правительственной связи, нужд обороны страны, безопас-
ности государства и обеспечения правопорядка, осуществляется Министерством обороны и
Федеральной службой охраны РФ.
Выделение полос радиочастот осуществляется решениями ГКРЧ, исходя из принципа
недопустимости бессрочного выделения полос радиочастот.
1.2.2. Государственная техническая политика использования РЧС
В бывшем СССР организация системы управления использованием РЧС была направлена
на удовлетворение потребностей правительственных служб и силовых ведомств. Только 4%
частотного спектра предназначалось для использования преимущественно гражданскими
радиосредствами, остальные 96% использовались либо совместно, либо преимущественно
в интересах национальной обороны и безопасности. Такой подход к использованию РЧС
создавал серьезные препятствия для развития в России систем радиосвязи гражданского на-
значения и вещания. В результате такой технической политики НТРЧ имела и продолжает
иметь серьезные отличия от Регламента радиосвязи МСЭ.

В последнее десятилетие ХХ века явной стала тенденция экономической и технологической
интеграции разных стран мира. Такая интеграция интенсивно происходит в Европе. В области
телекоммуникаций это проявляется, в частности, в том, что во всех европейских странах вне-
дряется однотипное оборудование радиосвязи и вещания, разработанное по стандартам Евро-
пейского института стандартизации в области электросвязи (ETSI), и осуществляется единая
техническая политика использования РЧС всеми европейскими странами. Эта техническая по-
литика отражена, в частности, в разработанной европейскими странами региональной ТРЧ, ко-
торая, начиная с 2010 г., будет определять использование РЧС во всех европейских странах.
Вопрос о гармонизации использования частотного ресурса весьма важен для мирового
сообщества. Одной из ведущих международных тенденций является стремление европей-
ских государств — членов СЕПТ к согласованному использованию РЧС в рамках Европы.
В настоящее время закладываются основы европейского сотрудничества в области исполь-
зования частотного ресурса с участием большинства европейских стран, в том числе и РФ.
В США и странах, входящих в блок НАТО, доля РЧС, используемая для РЭС правитель-
ственного назначения и полностью покрывающая потребности служб, обеспечивающих нуж-
ды обороны и национальной безопасности страны, составляет примерно 30%. Остальной час-
тотный ресурс отводится преимущественного для развития служб гражданского назначения.
В европейских странах в 1990–2000 гг. были проведены детальные исследования вопросов
перспективного использования РЧС и приняты Решения Европейского радиобюро (ERO), ус-
танавливающие график высвобождения в странах европейского континента полос частот, не-
обходимых для развития многих перспективных технологий радиосвязи и вещания, в том
числе РЭС правительственного назначения и устаревших РЭС гражданского назначения.
В РФ этому вопросу также уделяется серьезное внимание. В соответствии с Постановле-
нием Правительства (№ 413 от 26.05.2000 г.) в РФ проводятся работы по максимально воз-
можному сближению распределения и условий использования РЧС с установленными Регла-
ментом радиосвязи МСЭ распределением и условиями использования радиочастот для Рай-
она 1 [11]. Такое сближение требует проведение крупных исследовательских работ, итогом
которых должно стать создание технической и правовой базы для пересмотра использования
РЧС различными службами в России. Проводятся технико-экономические исследования, ре-
зультаты которых должны дать оценку затрат, связанных с переводом ряда РЭС средств из
тех полос частот, которые в перспективе будут выделяться в России для новых технологий ра-
диосвязи и вещания. (Например, Программа по переводу радиотехнической системы ближней
навигации и посадки (РСБН) из диапазона 900 МГц в международный диапазон частот.)
Правительство РФ одобрило Программу мер (распоряжение № 1564-р от 23 ноября
2001 г.) по освобождению радиочастотного диапазона для систем подвижной сотовой связи
и по модернизации наземного и бортового оборудования РСБН.
Проводится широкий комплекс работ, связанных с внедрением перспективных техноло-
гий связи и вещания. Созданы опытные зоны и внедряются цифровое вещание, а также дру-
гие перспективные технологии.
Всему этому предшествовала большая административно-организационная работа. Принято
более двух десятков Решений ГКРЧ и приказов Минсвязи России по проблемам создания сис-
тем сухопутной подвижной связи 3-го поколения, цифрового телевидения и радиовещания, а
также по проблемам перехода от аналоговых систем радиосвязи и вещания к цифровым.
Только за последние несколько лет ГКРЧ, учитывая постоянно растущие потребности в
частотах для нужд различных служб хозяйствующих субъектов РФ, а также для нужд пра-
вительственной связи, безопасности, пpавопоpядка и обороны страны:
– одобрила и ввела в действие План pаспpеделения радиочастот диапазона 160 МГц и
условия их использования pадиосpедствами гpажданского назначения;

26 ГЛАВА 1
– утвердила и ввела в действие План распределения полос радиочастот в диапазоне
390…470 МГц между РЭС гражданского применения;
– упорядочила распределение полос радиочастот в диапазоне 800 МГц для радио-
средств гражданского назначения;
– приняла ряд других важных решений, касающихся использования конкретных полос
радиочастот различными радиослужбами.
В результате удалось создать дополнительные условия для развития телевидения и ра-
диовещания, подвижной и фиксированной связи, увеличить число полос частот совместно-
го использования общей шириной 4 МГц в метровом, 122 МГц в дециметровом и 3550 МГц
в сантиметровом диапазонах волн, а также впервые в РФ ввести в ТРЧ категорию полос
частот преимущественного использования средствами гражданского назначения (ГР).
В последние годы продолжалась работа по решению вопросов более эффективного ис-
пользования частотного ресурса для развития перспективных радиотехнологий гражданско-
го назначения в наиболее удобных и освоенных диапазонах. При этом проводилась полити-
ка внедрения новых радиотехнологий с экономным использованием радиочастот, которая
является одним из общепризнанных путей повышения эффективности использования РЧС.
Другой путь состоял в поиске возможностей и разработке условий одновременного со-
вместного использования конкретных полос частот несколькими службами. С этой целью
проведены исследования по определению условий совместимости различных РЭС, что по-
зволило разработать или уточнить нормы частотно-территориального разноса и разработать
конкретные мероприятия по обеспечению электромагнитной совместимости ряда РЭС гра-
жданского и военного применения.
На основании исследований в этих направлениях были приняты решения:
– об использовании полосы частот 1880…1900 МГц для оборудования беспроводной
телефонной связи технологии DECT;
– о перспективах и условиях использования диапазона 1,7…2,1 ГГц подвижными систе-
мами радиосвязи общего пользования;
– о выделении отдельных участков (полос) радиочастот в пределах 1710…1785
и 1805…1880 МГц для построения сети сотовой сухопутной подвижной радиосвязи
с применением оборудования стандарта GSM-1800;
– об использовании полос радиочастот 300…308 и 336…344 МГц радиосредствами су-
хопутной подвижной и фиксированной служб гражданского применения и др.
В 1999 г. был утвержден план распределения и условий использования полосы частот
1600…4200 МГц РЭС различного назначения.
Эти и другие решения ГКРЧ, принятые в последние годы, одобренные ГКРЧ планы рас-
пределения и условия использования частот РЭС различных радиослужб уточняют дейст-
вующую ТРЧ.
В связи с решениями Всемирных конференций радиосвязи 1997, 2000 и 2003 гг. в на-
стоящее время проводится корректировка ТРЧ между радиослужбами РФ в диапазоне час-
тот от 3 кГц до 400 ГГц.
В концепции развития рынка телекоммуникационных услуг в РФ, получившей одобре-
ние Правительства, отмечается, что государственное регулирование использования частот
должно быть направлено на гармонизацию использования РЧС в соответствии с междуна-
родными договорами РФ и на продолжение работ в области конверсии РЧС. Проблема кон-
версии РЧС определена как одна из ключевых проблем и в новом Законе РФ «О связи» [4].
Эта концепция используется в настоящее время при корректировке НТРЧ.
В последнее время наблюдается растущий интерес к проблеме перераспределения час-
тот или, как говорят в мире, реформирования РЧС. Можно уверенно предсказать, что техно-
логические достижения в области цифрового звукового радиовещания и в области подвиж-

ной связи UMTS/IMT-2000 в скором времени потребуют изменений подходов к распределе-
нию полос частот диапазона 862…3400 МГц. Это в свою очередь повлечет за собой измене-
ния в распределении частот другим службам и системам.
Что касается изменений в использовании спектра, связанных с необходимостью обеспе-
чения частотным ресурсом сетей сотовой подвижной связи, то здесь целесообразно отме-
тить ряд характерных для России моментов. В диапазоне 900 МГц в настоящее время из об-
щей полосы частот, отведенной для развития сетей GSM-900, используется только 15%
(за исключением Московского региона, где задействовано более 50%), что существенно
тормозит развитие этих сетей. Обеспечение сетей GSM-900 частотным ресурсом должно
осуществляться на основе привлечения финансовых средств заинтересованных операторов
на проведение организационно-технических мер по сокращению используемой средствами
радионавигации полос радиочастот в диапазоне 890…960 МГц и выведения из эксплуата-
ции РЭС воздушной радионавигации по окончании амортизационного срока.
Процесс высвобождения необходимых полос частот для сетей GSM-1800 должен бази-
роваться как на основе планового выведения из эксплуатации РЭС фиксированной службы
по окончании амортизационного срока функционирования данных РЭС, так и динамичного
процесса перевода этих РЭС на основе инвестиций заинтересованных операторских компа-
ний в другие диапазоны частот выше 11 ГГц.
Использование полос частот 1900…2025 и 2110…2200 МГц для систем подвижной связи
3-го поколения возможно при условии высвобождения этих полос от использования РЭС фик-
сированной службы правительственного и гражданского назначения либо при обеспечении ус-
ловий совместной работы при соблюдении необходимых частотно-территориальных разносов.
Проведенные исследования возможностей создания опытных сетей наземного сегмента
подвижной связи 3-го поколения на территории Москвы и Санкт-Петербурга позволили
рассмотреть в ближайшей перспективе использование полос частот 1927,5…1932,5,
1932,5…1937,5, 1937,5…1942,5, 2015…2020, 2020…2025, 2117,5…2122,5, 2122,5…2127,5,
2127,5…2132,5 МГц. В пределах указанных полос созданы опытные сети UMTS и опреде-
лены основные направления по их внедрению на территории РФ. Разработаны нормы час-
тотно-территориального разноса, определены условия совместного использования радио-
частотного спектра и проводятся экспериментальные исследования ЭМС РЭС сетей IMT-MC
с РЭС гражданского применения в диапазоне частот 2 ГГц. Разрабатываются возмож-
ные сценарии использования полосы частот 1920…1980/2110…2170 МГц при одновремен-
ном развертывании сетей стандарта UMTS и IMT-MC и условия их совместного использо-
вания с РЭС существующих служб.
Необходимо подчеркнуть, что перераспределение полос частот, как таковое, является
длительным и часто применяемым средством управления использованием РЧС, служащим
для стратегического планирования спектра, нацеленного на его эффективное использование,
а также, во многих случаях, на международную гармонизацию использования спектра.
В последнее время в РФ большое внимание уделяется вопросам совершенствования
системы управления использования РЧC и конверсии РЧС как одному из основных путей
повышения эффективности его использования.
1.3. Экономические методы управления использованием РЧС
Радиочастотный спектр — один из наиболее дефицитных природных ресурсов, различные
возможности использования которого расширяются день ото дня. Чем эффективнее этот ре-
сурс используется, тем активнее происходит социальное и экономическое развитие страны.
Традиционная административная система управления использованием спектра вполне ус-
пешно работала до определенного момента. Сегодня же перед ней встает все больше проблем.

28 ГЛАВА 1
Одна из них чисто экономическая — необходимость восстановления равновесия между спросом
и предложением данного ресурса. Решение этой проблемы требует разработки новых экономи-
ческих методов управления использованием РЧС. Эти методы, дополняя собой традиционные
технические, регуляторные и законодательные процедуры, позволят создать современную сис-
тему управления использованием спектра. Целью совершенствования современной отечествен-
ной системы управления использованием РЧС является создание такой структуры управления,
которая бы усилила роль рыночных механизмов в управлении использованием спектра.
Для решения части этих задач могут применяться различные процедуры. Некоторые из
них описаны в Справочнике МСЭ «Управление использованием спектра на национальном
уровне» [1]. Они, хотя и являются сложными, тем не менее могут быть внедрены при нали-
чии соответствующих финансовых ресурсов, технического опыта и времени.
В нашей стране в соответствии с Законом «О связи», который вступил в силу 1 января
2004 г., частоты для работы различных радиосистем должны выделяться на платной основе.
Для пользователей должна устанавливаться разовая и ежегодная плата за использование ра-
диочастот. Целевое предназначение этой платы — обеспечение функционирования системы
радиоконтроля (контроля за использованием радиочастот), конверсии РЧС и финансирова-
ние мероприятий по переводу действующих РЭС в другие полосы радиочастот.
Порядок определения размеров разовой ежегодной платы, ее взимания, распределения и
использования должен быть определен Правительством РФ. Размеры разовой и ежегодной
платы должны устанавливаться дифференцированно в зависимости от используемых диапа-
зонов радиочастот, количества радиочастот и применяемых технологий.
Разделим проблемы, стоящие перед регулятором, внедряющим экономические методы
управления РЧС, на три категории.
Категория 1: Как финансировать управление использованием спектра?
Каковы основные принципы финансирования?
Каковы экономические меры повышения эффективности управления ис-
пользованием спектра?
Каковы преимущества и недостатки этих мер?
Какие факторы (географические, топографические, инфраструктурные, со-
циальные, юридические) могут повлиять на выбор и применение этих мер?
Категория 2: На основании каких критериев распределять ресурс?
Какую прибыль может извлечь государство из использования спектра
и как ее оценить количественно с целью сравнения конкретных подходов
к управлению спектра по параметру цена/выгода?
Как смоделировать выгоду в экономической форме и как проверить при-
годность моделей?
Какие факторы могут повлиять на выгоды, извлекаемые Администраци-
ей из использования РЧС, включая государственные службы обеспече-
ния безопасности человеческой жизни?
Категория 3: Как определить цену спектра?
Категория 4: Дополнительные методы управления использованием спектра.
Какие еще существуют подходы к управлению использованием спектра,
включая привлечение некоммерческих и частных организаций?
Какие необходимы технические, эксплуатационные и регуляторные ме-
ры для реализации этих подходов в аспекте: инфраструктуры страны;
управления использованием региональных и международных аспектов
(например, регистрация, координация, радиоконтроль)?
Ниже рассматриваются пути решения указанных проблем.

1.3.1. Экономические подходы к управлению РЧС
и его финансирование
В отчете МСЭ «Экономические подходы к управлению использованием спектра на нацио-
нальном уровне» [12] сказано, что каждая Администрация должна найти способ надежного
получения достаточной прибыли для содержания системы управления использованием
спектра. Адекватное финансирование этой системы может оказаться критичным для ввода в
действие новых радиосредств и их беспомеховой работы. Кроме того, правильно финанси-
руемая программа управления использованием спектра создает благоприятные условия ра-
боты провайдеров услуг и производителей оборудования. Недостаточное финансирование
может помешать внедрению новых радиослужб или затормозить его. Действительно, про-
вайдеры могут отказаться предоставлять услуги в стране, где не обеспечено эффективное
управление использованием спектра, с тем, чтобы найти более благоприятную правовую
среду в этой сфере в других странах.
Cуществующие подходы к финансированию управления использованием РЧС состоят в
следующем.
Традиционное финансирование из бюджета. До недавнего времени фактически все
страны финансировали свои программы управления использованием спектра из бюджета
страны. Обычно объем выделяемых средств зависел от приоритетов правительства, возмож-
ности которого ограничены налоговыми поступлениями.
Платежи за использование спектра. Этот подход включает оплату некоторых или
всех разрешений на использование спектра. Сегодня некоторые страны полностью или час-
тично финансируют свои программы управления использованием спектра из этих платежей.
Тарифы установлены исходя из разных подходов, а формулы для вычисления платежей мо-
гут быть как простыми, так и сложными.
Аукционы. Еще одним способом финансирования управления использованием спектра
является проведение аукционов по продаже прав на использование того или иного участка
спектра.
В настоящее время ни одна страна мира не финансирует систему управления использо-
ванием спектра только за счет доходов, полученных от аукционов. Интересно, однако, что
такие доходы в США в последние годы намного превысили стоимость управления исполь-
зованием спектра.
Рассмотрим преимущества и недостатки этих подходов.
Бюджетное финансирование успешно использовалось в некоторых развитых странах
много лет. Однако такой подход в значительной мере зависит от осознания администрацией
важности радиосвязи и управления использованием спектра. Национальные правительст-
венные организации, имеющие дело с множеством вопросов, часто незнакомы с проблема-
ми использования спектра или влияния радиосвязи на национальную экономику. Кроме то-
го, при таком подходе финансовое бремя несут не только те, кто получает выгоды от ис-
пользования спектра, но и все граждане в виде косвенного налога.
Метод лицензионных платежей также успешно использовался во многих странах; он
позволяет заранее определить доходы, которые могут быть направлены на управление ис-
пользованием спектра, при этом расходы на это управление оплачивают те, кто получает
выгоды от использования спектра. Размер платежей может, в частности, определяться с уче-
том оплаты управленческих услуг. Однако довольно сложно определить размер платы для
каждого типа использования радиосвязи. Сумма платежей может оказаться недостаточной
для компенсации расходов на управление использованием спектра. Тем не менее для обес-
печения полного финансирования управления использованием спектра можно разработать

30 ГЛАВА 1
схему лицензионных платежей, которые покрывают дополнительные затраты на регулиро-
вание. Так, в дополнение к обязательным платежам с пользователей спектра могут взимать-
ся сборы за право участия в конкурсах, лотереях и аукционах.
Преимущества аукционного подхода состоят в том, что результаты аукциона доволь-
но точно отражают цену спектра и возлагают расходы за управление спектром на тех, кто
прямо получает выгоды от его использования. Однако недостаток этого подхода состоит
в том, что размер прибыли не определен и может быть больше или меньше того, что необ-
ходимо для надлежащего финансирования управления использованием спектра. (В США,
например, в 1994–1996 годы доходы от аукционов по продаже спектра значительно превы-
сили ожидания, в то время как доходы от недавних аукционов были ниже предварительных
оценок.)
Если доходы превышают необходимую сумму, то их часть может быть возвращена го-
сударству, если доход ниже, то для поддержки всех необходимых функций управления ис-
пользованием спектра придется привлекать бюджетное финансирование или проценты от
лицензионных платежей. В принципе можно попытаться гарантировать достаточность до-
ходов, установив минимальные ставки для начальных заявок, однако, если эти ставки будут
слишком велики, не будет получено никаких заявок.
При определенных условиях аукционы могут быть неприемлемы. Так, аукционы не мо-
гут проводиться, если есть только одна заявка (при этом по условиям конкурс не может со-
стояться, а значит, спектр не будет использоваться вообще, и государство не получит ника-
кой прибыли), а также если невозможно определить правила использования продаваемого
участка спектра (например, при внедрении новых технологий, таких как цифровое теле- или
радиовещание), либо если предполагаемые затраты на проведение аукциона превышают
ожидаемый доход.
1.3.2. Экономика повышения эффективности
использования спектра
Первой экономической задачей для любого ресурса, включая спектр, является получе-
ние от него максимальной выгоды для общества. Экономисты называют это эффективным
экономическим распределением ресурса. Считается, что ресурс эффективно распределен
и общая прибыль для общества максимальна, если ресурс невозможно перераспределить
так, чтобы кому-то стало лучше, но при этом никто бы не пострадал. Такое распределение
ресурсов известно как «критерий оптимальности Парето», названный в честь его разра-
ботчика — итальянского экономиста Вильфредо Парето. Однако строгое следование это-
му критерию при принятии решений значительно ограничивает выбор вариантов для
управления использованием спектра, потому что при любом решении всегда найдется
кто-либо, кому будет хуже; следовательно, более достижим менее ограничивающий «по-
тенциальный критерий» Парето. Этот критерий устанавливает, что перераспределение ре-
сурсов ведет к росту социального благосостояния в целом и, следовательно, должно про-
водиться, если те, кому после перераспределения становится лучше, могут, в принципе,
полностью компенсировать потери тех, кому станет хуже, и иметь при этом большую
прибыль, чем до перераспределения.
Второй экономической задачей является определение цены ресурса. Экономисты оп-
ределяют стоимость ресурса, будь то спектр радиочастот, нефть или лесоматериалы, как
функцию от ренты (или дохода, который он приносит). Права или привилегии по добыче

нефти имеют ценность для компаний, которые могут продать эту нефть потребителям или
использовать ее как горючее для своего транспорта. Точно так же права или привилегии
в отношении использования РЧС имеют ценность для пользователей, которые могут прода-
вать услуги связи или использовать радиотехнологии в производстве других товаров или
услуг (например, радиотакси). Ренту, взимаемую за ресурс, можно количественно опреде-
лить ценой, по которой этот ресурс выставляется на открытый рынок. Если пользователь
бесплатно получает разрешение на спектр, имеющее некую стоимость, то он получает рен-
ту, определенную ценой этого спектра.
Ценность спектра отражается в двух свойственных ему показателях ренты: ренте дефи-
цита и дифференциальной ренте.
Рента дефицита существует, поскольку спрос на спектр, по крайней мере в определен-
ных диапазонах и в определенное время, превышает предложение.
Дифференциальная рента существует, поскольку каждому диапазону частот присущи
свои характеристики распространения радиоволн, что делает его пригодным для определен-
ных радиослужб. Доступ к ресурсу в наиболее пригодном диапазоне частот может миними-
зировать затраты на создание системы связи и оптимизировать качество ее работы. Диапа-
зоны, пригодные для множества различных радиослужб, использующих недорогое оборудо-
вание, имеют большую ценность, чем диапазоны, пригодные только для одного типа служ-
бы, использующего дорогостоящее оборудование.
Однако ценность любых диапазонов может быть существенно снижена, если в кон-
кретной географической области они используются совместно. Несмотря на то что в ряде
случаев обеспечивается совместимость РЭС и спектр при этом используется эффективно,
передатчики, работающие на одних частотах в одном географическом районе, могут соз-
давать взаимные помехи, что понижает ценность данной полосы частот на данной терри-
тории в данное время.
Теоретически целей оптимальности и доходности использования ресурса можно дос-
тичь созданием свободного рынка спектра. На таком рынке должны быть четко определены
права владения на все спектральные присвоения, которые могли бы передаваться, объеди-
няться и разделяться, а также использоваться для любых целей, подходящих для владельца,
до тех пор, пока это использование не нарушает права владения других пользователей спек-
тра. Однако такое положение дел нереализуемо. Сегодня в эфире работают технически раз-
ные радиослужбы (радиовещание, подвижные, наземные и спутниковые), и необходимо
обеспечить отсутствие помех между ними. То есть для создания такого «идеального» рынка
спектра потребовался бы исключительно сложный инженерный анализ, в ходе которого не-
минуемы споры между пользователями спектра. Есть и другие причины для наложения оп-
ределенных ограничений на свободу рынка спектра. Например:
– необходимость удовлетворять важные правительственные, научные и другие социаль-
ные потребности;
– может быть желательным введение ограничений на объединение прав владения на
участки спектра отдельных пользователей для предотвращения монопольного доми-
нирования на рынке;
– присвоение конкретных полос частот определенным пользователям в рамках страны
или на основе многосторонних международных соглашений позволит сократить но-
менклатуру производимого оборудования;
– международное распределение полос частот для всемирных пользователей спектра,
таких как подвижные средства связи на кораблях и самолетах, способствует тому, что
отпадает необходимость иметь на борту множество различных РЭС для выполнения
одних и тех же функций связи.

32 ГЛАВА 1
1.3.3. Проблемы распределения РЧС между пользователями
В настоящее время при распределении РЧС между пользователями действует правило, в со-
ответствии с которым заявитель, первым представивший радиочастотную заявку, имеет
право первенства на получение частот. Однако в рыночных условиях это правило теряет
свой смысл. Мировая практика предлагает несколько способов распределения спектра.
Нерыночные подходы к присвоению спектра. При выборе лучшего конкуренты, пре-
тендующие на участок спектра, формально сравниваются на основе заранее известных кри-
териев (обычно это количество абонентов, качество обслуживания и срок до начала предос-
тавления услуг). Специальная комиссия выбирает лучшего по данным критериям претен-
дента и ему выдает лицензию. Однако эта процедура может быть очень длительной и трудо-
емкой, и все равно спектр может быть выделен не тому, кто будет использовать его наибо-
лее эффективно; кроме того, никакой прибыли регулятор не получит до тех пор, пока не по-
ступят платежи за лицензию и/или за использование РЧС. Немаловажно и то, что в таких
случаях решение нередко принимается на основе незначительных различий между претен-
дентами и это может приводить к обжалованию решения теми, кто лицензию не получил.
В лотерее лицензиаты выбираются случайно. Лотереи могут несколько уменьшить ад-
министративные расходы на создание комиссии и проведение слушаний, но могут повлечь
за собой затраты другого типа, например на обработку большего числа документов. Кроме
того, лотереи распределяют спектр по воле случая, т.е. не тому, кто оценивает его наиболее
высоко. Победители лотереи во многих случаях передают (продают) свои права на исполь-
зование спектра другим участникам. Лотереи, не предусматривающие значительных заявоч-
ных сборов или других мер, которые гарантируют намерение претендента предоставлять
услуги, ведут к поощрению спекуляции.
Подход к присвоению на рыночной основе.
Aукционы. На аукционе лицензии достаются тому, кто оценивает их наиболее высоко,
причем орган управления использованием РЧС, проводя аукционы, получает прибыль. Од-
нако, как и в случае с неограниченным рынком спектра, аукционы могут способствовать за-
хвату спектра со стороны мощных концернов. Имея в своем распоряжении значительные
средства, такие концерны со временем могут оказаться монопольными хозяевами спектра в
одном или нескольких диапазонах частот, либо в ряде регионов страны. В результате ока-
жется, что на рынке представлен только один поставщик услуг. Рынок перестает быть кон-
курентным, рыночные механизмы перестают действовать, и в результате применения «ры-
ночного» подхода получаем монополию, которая, как известно, гарантирует только макси-
мум прибыли монополиста, а вовсе не экономическую эффективность использования ресур-
са. Для того чтобы этому воспрепятствовать, должны быть установлены ограничения на до-
лю спектра, которую может приобрести отдельное юридическое лицо.
Кроме того, в результате продажи спектра с аукциона с рынка могут исчезнуть социаль-
но необходимые, но малопривлекательные для провайдера услуги.
Хотя аукционы являются механизмом присвоения частот, наиболее подходящим для
обеспечения начального экономически эффективного распределения спектральных ресур-
сов, они не гарантируют продолжения использования спектра экономически эффективным
образом в будущем. Как и в случаях с другими ресурсами, экономисты рекомендуют разре-
шать пользователям передавать свои права на использование спектра и обеспечивать поль-
зователям высокую степень гибкости в выборе потребительских услуг путем использования
своего спектра.
Передаваемые права собственности. Наименее ограничивающая форма передаваемых
прав собственности обеспечивает неограниченную техническую гибкость использования

частот при условии отсутствия помех за границами присвоенной полосы частот. Этот спо-
соб, примененный ко всем полосам частот, дал бы неограниченный рынок спектра. Однако
система полностью свободного рынка спектра не была реализована еще ни в одной стране.
Наиболее ограничивающая форма передаваемых прав собственности обеспечивает их
передачу только в пределах данного распределения и только в рамках четко определенных
технических параметров. Преимуществом этой системы является гарантия того, что пользо-
ватель будет наилучшим образом использовать присвоенный ему участок спектра, миними-
зируя помехи. Однако, ограничивая таким образом техническую гибкость, можно также
значительно понизить экономическую эффективность.
Для того чтобы пояснить это, приведем реальный пример. Решением ГКРЧ от 1 марта
1994 г. (№ 18/5) был одобрен «План распределения радиочастот диапазона 160 МГц и усло-
вия их использования радиосредствами гражданского назначения». Это решение сущест-
венно упростило процедуру получения разрешений на использование этого диапазона. Од-
нако в решении была фраза «технические характеристики разрабатываемой в Российской
Федерации, закупаемой по импорту радиоаппаратуры должны соответствовать нормам, ут-
вержденным ГКРЧ России и ГОСТ 12252–86, а также иметь разнос частот между каналами
как 25 кГц, так и 12,5 кГц». А через 5–6 лет на рынке появились станции с разносом частот
6,75 кГц, позволяющие использовать спектр более эффективно. Но применять их не разре-
шают и по сей день, поскольку в ГОСТе не предусмотрено разноса 6,75 кГц. Из приведен-
ного примера видно, что мы не в состоянии достоверно предсказать ход развития техники, по-
этому и вводить ограничения на технические характеристики надо чрезвычайно осторожно.
Кроме того, если права собственности просто предусмотрены в соответствующих ли-
цензиях, любой доход от конкретного присвоения спектра поступает владельцу лицензии,
а не органу управления использованием спектра.
Умеренный подход по отношению к правам собственности, использованный в некото-
рых полосах частот Новой Зеландией, США и Австралией, предполагает возможность пере-
дачи прав в пределах данного распределения. Причем распределение это может быть опре-
делено в широком смысле, например для радиовещания или подвижной радиосвязи. Этот
подход может привести к повышению экономической эффективности, во-первых, потому,
что лицензиат может регулировать свое использование спектра в соответствии со стоимо-
стью и уровнем спроса (например, оператор подвижной радиосвязи может использовать
другие методы модуляции), и, во-вторых, потому, что лицензиаты могут свободно переда-
вать все или часть своих прав на использование частот организациям, которые оценивают
эти права наиболее высоко. Следовательно, система продажи прав на использование спек-
тра стимулирует лицензиатов использовать спектр технически эффективно. Однако недос-
таток этого подхода состоит в том, что могут возрастать помехи между лицензиатами, по-
скольку начальные технические характеристики не определены.
1.3.4. Преимущества и недостатки различных форм оплаты
за использование РЧС
Преимущество аукционов состоит в том, что лицензии выдаются тем, кто оценивает их
наиболее высоко, и что они мгновенно приносят государству прибыль. Другими ожидаемы-
ми выгодами аукционов могут быть ясность, прозрачность, объективность и быстрота рас-
пределения лицензий. Аукционы могут уменьшить возможности для протекционизма и кор-
рупции в конкуренции за спектр, стимулировать инвестиции и способствовать технологиче-
скому развитию.

34 ГЛАВА 1
Однако для обеспечения конкуренции может оказаться необходимым принятие до-
полнительных мер. Например, в определенных ситуациях некоторые или все претенденты
могут быть доминирующими поставщиками услуг, которые пытаются усилить свою мо-
нополию или олигополию (ограниченное число конкурентов). Условия, ограничивающие
возможность участия в аукционе, или лимиты на участки спектра, которые может выиг-
рать участник, способны облегчить решение этой проблемы, но это может ограничить
число участников.
Наконец, аукционы иногда неэффективны или непрактичны для определенных служб
или ситуаций. Один из таких случаев — отсутствие конкуренции. Примером может быть
фиксированная служба — сеть радиорелейных линий (РРЛ) со множеством отдельных ли-
ний и конкретным территориальным размещением. Другие примеры — выделение частот
для систем, предоставляющих социально необходимые услуги, либо для систем, предназна-
ченных для научных исследований или для нужд обороны страны. У претендентов на РЧС
для таких систем могут быть трудности с финансированием своего участия в аукционах. Ес-
ли в стране все пользователи РЧС должны участвовать в аукционах на равных условиях, то
в обществе может возникнуть нехватка необходимых услуг, предоставляемых такими сис-
темами. В идеальном случае участие таких претендентов в аукционах также должно соот-
ветствующим образом финансироваться, но никаких перспектив, что в ближайшем буду-
щем это произойдет в какой-либо стране, нет.
Лицензионные платежи фактически не являются средством распределения ресурса, а
представляют собой еще один способ финансирования управления использованием спектра.
Подобно аукционам, лицензионная плата отражает ценность спектра и, если она установле-
на на достаточно высоком уровне, может заставлять пользователей радиосвязи выбирать
между использованием спектра и другими возможностями, например применением провод-
ных технологий.
Большинство стран не взимают плату за использование спектра с правительственных
учреждений, а многие также не берут плату с других служб, представляющих обществен-
ный интерес, например с некоммерческих организаций. Однако в Австралии, Канаде и
Великобритании плата берется и с правительственных учреждений.
Лицензионные платежи могут быть эффективно внедрены с применением следующих
принципов:
– решения и изменения, касающиеся сбора платежей, должны приниматься открыто по-
сле консультаций с пользователями и промышленностью;
– размер платежа должен максимально учитывать ценность спектра;
– механизм оплаты должен быть легким для понимания и реализации;
– платежи не должны быть преградой для внедрения новейших технологий радиосвязи
или для конкуренции;
– платежи должны способствовать достижению целей и решению задач эффективного
управления использованием спектра.
Основные типы платежей базируются на административных затратах, связанных с про-
цессом обработки заявки на получение лицензии, и на доходах, получаемых держателями
лицензий от использования спектра.
По сравнению с бесплатной выдачей лицензионные платежи повышают экономическую
эффективность использования РЧС при условии, что они установлены не выше той суммы,
которая была бы получена при продаже спектра на аукционе. Если же размер платежа выше
того, который готовы платить все потенциальные пользователи, то часть спектра останется
невостребованной, следовательно, спектр будет недоиспользоваться и приносить меньше
доходов для общества.

С другой стороны, если платежи установлены ниже той суммы, которая могла бы быть
получена от аукциона, доходы регулятора будут ниже, чем от проведения аукциона. Убыт-
ки от установления слишком низкой платы за спектр заключаются в том, что спектр потен-
циально может использоваться неэкономно и его перегрузка может возрастать.
Приведем простой пример. Предположим, что имеется оператор, который использует
два участка спектра и платит за каждый цену меньше рыночной, скажем $100, т.е. $200 за
оба участка. Предположим также, что при приобретении аппаратуры с более эффективным
использованием спектра за $150 та же услуга может обеспечиваться с использованием толь-
ко одного участка спектра. Рачительный поставщик услуги увидит, что вторая альтернатива
имеет более высокую цену — $250 ($150 за новое оборудование и $100 за один участок
спектра), и, следовательно, не выберет ее. Если, однако, реальная рыночная цена спектра
составляет, скажем, $175 за участок, тогда оператор выберет приобретение новой аппарату-
ры и оставит себе один участок спектра, стоимость услуги для него в общей сложности со-
ставляет $325 против $350 за два участка спектра и использование старого оборудования.
Теперь, когда этот участок освобожден, другой участник может использовать его, т.е. насе-
ление получает две услуги на том же участке спектра, который обычно использовался толь-
ко одной службой.
Кроме того, если размер платежа ниже рыночной цены спектра, то службы могут ис-
пользовать спектр неэкономно. Ряд услуг, например передача ТВ, могут предоставляться
как проводными, так и беспроводными средствами, в то время как для подвижной связи
провода неприемлемы. Когда все ресурсы (радиочастотный спектр, волоконно-оптические
кабели, медные провода и т.д.) оценены на рыночном уровне, поставщики услуг будут вы-
бирать такую комбинацию этих ресурсов, которая была бы экономически эффективной.
Однако, если спектр оценен ниже рыночной цены, то телевещатели, у которых есть выбор —
использовать кабельную или беспроводную инфраструктуру, будут склонны использовать
спектр, а не иные доступные альтернативы. Чем больше часть спектра, используемая теле-
видением, тем меньше его останется для других служб, что означает уменьшение общего
числа услуг, предоставляемых населению.
1.3.5. Методы определения цены спектра
Формулы определения цены спектра должны быть приспособлены к конкретным услови-
ям. Для того чтобы формула работала правильно, она должна разрабатываться для опре-
деленной задачи в понятных условиях применения. Очевидно, что цена спектра будет ме-
няться и зависеть от плотности населения на данной территории, существующей там ин-
фраструктуры связи, возможного спроса на услуги, степени необходимой приграничной
координации, а также существующего спроса на данный участок спектра. Совершенно
очевидно, что универсальной формулы создать невозможно, а применимость любой фор-
мулы будет ограничена конкретной радиослужбой и даже определенным количеством по-
лос радиочастот. Мало того, со временем и с развитием технологий любая формула обяза-
тельно потребует изменения.
Расчет цены на основе расходов на управление использованием РЧС. Цена спектра
может определяться комплексом необходимых действий, годовыми финансовыми потреб-
ностями или другими задачами управления использованием спектра. Платежи за спектр мо-
гут взиматься в момент выдачи или продления разрешения. Могут также взиматься ежегод-
ные платежи, направляемые на поддержание системы радиоконтроля, баз данных частот-
ных присвоений, представления интересов страны в МСЭ и т.д.

36 ГЛАВА 1
Преимущество этого подхода состоит в том, что он гарантирует выплату владельцами ли-
цензий некоторой номинальной суммы за использование спектра. При этом отсеиваются те
лицензиаты, прибыль которых от использования спектра недостаточна даже для оплаты этой
номинальной суммы. Однако главным его недостатком является отсутствие связи между раз-
мером платежа и степенью использования спектра. Например, один владелец лицензии может
использовать участок спектра в относительно малонаселенном районе и платить столько же,
сколько платит второй пользователь, который использует тот же участок в густонаселенном
районе, хотя, по сути, его участок имеет бóльшую стоимость. Из-за отсутствия связи между
платежом и использованием спектра такая оплата не способствует эффективному использова-
нию спектра. Мало того, в районах и полосах частот, где спектр имеет небольшую ценность,
такая плата может воспрепятствовать любому использованию спектра, что ведет к неэффек-
тивному результату. Однако, как показывает практика, наиболее типичной ошибкой является
то, что оценка, образующая платежи, намного меньше стоимости спектра и, следовательно,
стимулирует эффективное использование спектра лишь в минимальной степени.
Расчет цены на основе доходов пользователя. Цена может быть установлена в виде
процента от дохода компании, полученного за счет использования спектра. Такой подход
имеет то преимущество, что он позволяет органам, управляющим использованием спектра,
получить значительные доходы от определенных служб. Например, телевещатель с ежегод-
ным доходом в $500 млн мог бы ежегодно платить $500 тысяч, если бы платеж составлял
0,1% доходов. Кроме того, при увеличении доходов владельцев лицензий растут и доходы
органов, управляющих использованием РЧС. Поэтому такое решение можно считать эф-
фективным и справедливым.
Однако возможность сбора таких платежей существуют не всегда. Во-первых, этот ме-
тод получения платежей за использование РЧС применим только к пользователям, которые
получают доходы, прямо связанные с использованием спектра. Он не применим к пользова-
телям, доход которых является косвенным результатом использования спектра, поскольку
может оказаться практически невозможным определить, какая часть общего дохода пользо-
вателя получена в результате использования РЧС. Например, неясно, как определить часть
доходов коммунальных служб или телефонных компаний, связанную с использованием ими
радиорелейных линий как составной части их инфраструктуры.
Расчет цены на основе рыночной цены спектра. Для установления рыночной цены
РЧС может потребоваться финансовый анализ, оценка спроса на РЧС на основе маркетин-
говых исследований.
Формула платежей на основе рыночной цены имеет то преимущество, что она прямо
ориентирована на желаемую цель. Собирая платежи за использование РЧС на основе ры-
ночной цены, регулятор поощряет развитие альтернативных средств связи, для которых
РЧС не требуется. В результате этого излишки спектра возвращают государству. Однако
стоимость анализа, необходимого для определения рыночной цены РЧС, может превысить
расходы на проведение аукциона. Например, три аукциона по продаже спектра для систем
подвижной связи в США дали результаты, разительно отличающиеся от тех, которые про-
гнозировались почти всеми аналитиками.
Однако определение размера платежа на основании рыночной цены спектра может ус-
пешно использоваться в тех случаях, когда проведение аукциона непрактично или незакон-
но. Например, аукцион невозможен, если имеется только один желающий приобрести дан-
ный участок спектра.
Основной задачей экономики является установление цен. В соответствии с общей тео-
рией микроэкономики существует стандартный метод определения цен на товары, показан-
ный на рис. 1.1.

Рис. 1.1. Метод определения цен на товары
Механизм ценообразования — это очень тонкий вопрос, и одной из главных проблем в
процессе принятия правительственного решения о цене спектра является понимание и убе-
ждение всех заинтересованных сторон в том, что плата за спектр не просто способ пополне-
ния государственной казны. Цены должны стимулировать повышение эффективности ис-
пользования спектра, не тормозя при этом развитие новых технологий и не приводя к повы-
шению тарифов на услуги связи.
Известно несколько основных методов определения цены спектра. Эти же методы мож-
но применять также для определения стартовой цены при проведении аукциона. Известные
методы основаны на:
– покрытии административных расходов;
– параметрах системы;
– стоимости высвобождения спектра;
– дифференциальной цене;
– «теневой» цене.
Метод покрытия административных расходов является наиболее простым и принят
во многих странах. Он основан на оценке средств, необходимых для покрытия ежегодных
расходов регулятора — государственной организации, которой поручено выполнение функ-
ций управления использованием спектра. Однако основным недостатком этого подхода яв-
ляется то, что тарифы, рассчитанные для покрытия административных расходов, никак не
связаны с ценностью используемого спектра и, следовательно, не стимулируют повышение
эффективности использования РЧС.
Для определения цены спектра на основании параметров системы разрабатывают
разнообразные методы. Цена может быть рассчитана с учетом множества отдельных эле-
ментов и различных критериев, например, объема используемого спектра, числа физиче-
ских или информационных каналов, степени загрузки, эффективности радиооборудования,
мощности передатчика, площади зоны обслуживания, географического места расположения
и т.д. В основе определения тарифа на использование спектра при таком подходе — опреде-
ление различных технических параметров, требуемых для измерения объема или занимае-
мой области спектра, используемого данной радиосистемой. Для этого может, например,
использоваться такая формула:
f S
S P
m
,
V K K P CK
M K
=
где P — цена спектра; V — объем занимаемого пространства; M — польза от применения
рассматриваемого радиооборудования, например, число каналов, предоставляемых потре-
бителям; Kf — коэффициент учета характеристик используемого диапазона частот; KS —
коэффициент учета района размещения радиостанции; Km — коэффициент учета социаль-
ных выгод от применения радиосистемы; CS — годовые расходы на управление использова-
нием спектра; KР — коэфффициент учета уровня спроса на частоты в рассматриваемом диа-
пазоне.
С одной стороны, применение такого метода может стимулировать более эффективное
использование спектра, с другой — остаются нерешенными проблемы, связанные с практи-

38 ГЛАВА 1
ческим использованием таких формул. Одним из недостатков этого метода является слож-
ность выбора коэффициентов, которые должны учитывать особые свойства службы, спрос
на спектр и т.п. Кроме того, сомнительно, что приведенная формула может учесть все от-
дельные возможности конкретной радиосистемы или сети. Остается нерешенной проблема
определения социальных выгод от применения радиосистемы. Например, в случае, когда
рассматривается вопрос об использовании низкоскоростных радиорелейных линий с одина-
ковыми параметрами в сельской местности и в городских районах, как определить различие
в размерах социальной выгоды? Более того, учитывая, что современные технологии позво-
ляют многим системам работать на одних и тех же частотах в одной и той же географиче-
ской местности, не становится ли бессмысленным коэффициент «занимаемости» спектра?
В следующем подходе, который также можно реализовать относительно просто, тариф
на использование спектра основан на затратах на перераспределение спектра. Имеется в ви-
ду, что в случае, когда в течение определенного промежутка времени (например, 10 лет) су-
ществующих пользователей требуется «перевести» в другой диапазон частот, такой перевод
должен оплачиваться заинтересованными сторонами, в частности производителями нового
оборудования и операторами новых систем. Предполагается, что новые операторы должны
будут выкупить требуемый им объем спектра по цене, рассчитанной исходя из затрат, кото-
рые предстоят тому, кто освобождает спектр. Этот подход вполне разумен и косвенно по-
вышает эффективность использования спектра, так как новые технологии будут более вы-
годны для общества и будут использовать выделенную им полосу экономически более эф-
фективно. Он вполне пригоден, например, при разработке стратегии высвобождения полос
частот в диапазоне 2 ГГц от существующих пользователей, в том числе и от РЭС военного
назначения, для развития сетей сотовой подвижной связи 3-го поколения.
Цена спектра на основе дифференциальной ренты устанавливается на основе разни-
цы между стоимостью оборудования для систем, предоставляющих одинаковые услуги, но
использующих различные диапазоны частот. Поясним установление такой цены нескольки-
ми примерами.
Предположим, что две конкурирующие системы используют полосы одинаковой ши-
рины в различных диапазонах, обе способны передавать одинаковый объем трафика с
одинаковым качеством (рис. 1.2). Второй оператор работает на более высоких частотах.
Поскольку рынок для одинаковых услуг устанавливает одинаковые цены, оператор, ис-
пользующий более низкие частоты, а следовательно, и более дешевое оборудование, име-
ет большие доходы, чем его конкурент. Источник и размер этого элемента дохода никак
не зависит от самого предпринимателя, а связан только со свойствами выделенной ему
полосы частот.
Еще один метод определения цены спектра на основе дифференциальной ренты осно-
ван на сравнении капитальных затрат, необходимых для развертывания радиосистемы, и за-
трат, необходимых для создания альтернативной системы, предоставляющей такие же услу-
ги, но использующей другие технологии, например кабель. Такой подход сейчас рассматри-
вается в некоторых странах с целью введения цен на РЧС для операторов систем фиксиро-
ванной службы высокой плотности, которые выходят на рынок широкополосных услуг.
Цели определения цены спектра на основе дифференциальной ренты состоят в том, что-
бы обеспечить равные рыночные возможности всем операторам, использующим различные
полосы частот, среды передачи и средства доступа, а также стимулировать операторов к ис-
пользованию полосы в более высоких диапазонах частот или к внедрению альтернативных
технологий, позволяющих повысить эффективность использования спектра. Этот метод мо-
жет быть успешным только до тех пор, пока имеются пригодные для использования альтер-
нативные полосы частот или технологии.

Рис. 1.2. Пример установления цены спектра
Метод теневых цен. В экономике существует два способа определения теневой цены.
1. Теневая цена определяется как конкурентоспособная цена на ресурс, которая была бы
установлена в том случае, если бы она определялась рынком, где имеется множество поку-
пателей и отсутствует монопольная сила, способная успешно играть на повышение цены
ресурса (например, путем его изъятия с рынка или путем принятия решений о запрете его
использования).
2. Теневая цена определяется как ценность данного ресурса для данной фирмы. То есть
теневая цена определяется как максимум, который фирма готова заплатить за дополнитель-
ную единицу ресурса, или как степень зависимости доходов фирмы от изменения количест-
ва ресурса.
Метод теневых цен разрабатывается на основе экономических и технических исследо-
ваний, в результате которых оценивается готовность операторов платить за право использо-
вания спектра с учетом потенциальных доходов. Базовой концепцией является вычисление
цены за право использовать спектр в условиях свободного рынка без создания отдельных
рынков для спектра.
Имеются несколько методов расчета цены РЧС, основанных на теневой цене. Один из
них предназначен для коммерческого радиовещания и основан на сравнении средних дохо-
дов радиовещателей, получаемых в областях бизнеса, для которых сравнимы объемы необ-
ходимых инвестиций и степень риска инвесторов. К подобным отраслям относятся, напри-
мер, кинопрокат, продажа печатной продукции, транспорт, энергетика, торговля, страхова-
ние. Расчеты показывают, что годовая прибыль в радиовещании достигает 22,4%, а средние
прибыли во всех перечисленных областей бизнеса составляют порядка 19,2%. Следователь-
но, разница между доходами определяет процент прибыли, которую можно характеризовать
как экономическую меру цены спектра, которую радиовещатель должен платить государст-
ву за право использования спектра.
Экономические методы управления РЧС в самых разных их вариантах — от прямых
аукционов до административного тарифного регулирования — уже в течение ряда лет ис-
пользуются во многих странах (Австралия, Бразилия, Новая Зеландия, Великобритания,
США).

40 ГЛАВА 1
Рассмотрим пример расчета цены спектра, который нашел практическое применение
в Кыргызстане. Модель лицензионных платежей была сформирована в 1998 г. Эта модель
должна была повысить эффективность использования РЧС, ввести справедливый подход
для различных категорий пользователей, стимулировать использование свободных полос
радиочастот, развивать радиосвязь в республике и компенсировать расходы на управление
использованием спектра.
Модель определяет размер годовой платы за использование спектра и состоит из сле-
дующих основных элементов:
– объема ресурса, используемого в республике и представляющего собой все частотные
назначения, записанные в национальной базе данных. Это объем определяется еже-
годно. Каждое частотное назначение учитывается при подсчете общего объема с уче-
том диапазона частот и координационной зоны;
– ежегодной стоимости процессов управления использованием спектра;
– средней цены единицы используемого частотного ресурса, которая определяется из
общего объема ресурса и стоимости процессов управления спектром;
– ежегодной платы для пользователя, которая определяется исходя из объема исполь-
зуемого частотного ресурса.
Размер оплаты зависит не только от ширины используемой полосы частот и зоны об-
служивания, но также от географического положения станции, плотности населения в об-
ласти обслуживания, социальных факторов, типа услуг радиосвязи, степени занятости спек-
тра и сложности осуществления радиоконтроля за использованием спектра. В формуле эти
факторы учитываются в виде ряда уточняющих коэффициентов.
Таким образом, чем шире полоса и чем более плотно заселена данная географическая
область, тем выше размер платы. Это стимулирует использование более высокотехнологич-
ного оборудования, новых диапазонов частот и расширение зон обслуживания в сельских и
удаленных районах.
Алгоритм определения размера оплаты использования спектра включает определение:
– годовых затрат государства на управление использованием радиочастотного ресурса
и определение на этой основе общего размера платы за весь используемый радиочас-
тотный ресурс;
– объема используемого радиочастотного ресурса;
– цены единицы радиочастотного ресурса;
– ежегодной платы конкретного пользователя на дифференциальной и справедливой
основе, определенной из объема радиочастотного ресурса и стоимости единицы этого
ресурса.
Расходы и доходы государства в области управления использованием спектра определя-
ются следующим образом. Определяется общая сумма годовых платежей за использование
спектра (Cгод), полученных от всех пользователей:
Cгод = C1 + C2 , (1.1)
где C1 — плата за использование ресурса, которая покрывает затраты на управление ис-
пользованием спектра; C2 — чистый доход государства. Слагаемое C1 можно разделить на
составляющие:
C = C + C + C (1.2)
1 11 12 13 ,
где C11 — средства, затраченные на приобретение и эксплуатацию системы управления ис-
пользованием спектра, включая оборудование радиоконтроля, пеленгаторов, компьютеров,
программного обеспечения, материалов, амортизацию зданий и т.д.; C12 — средства, затра-
ченные на проведение научных исследований, приобретение научно-технической литерату-

ры, анализ ЭМС, назначение частот, координацию и т.д.; C13 — зарплата персонала, занято-
го управлением использованием спектра. В C11, C12, C13 не учтены налоги.
Чистый доход государства C2 можно разделить на следующие компоненты:
C = C + C (1.3)
2 21 22 ,
где C21 — налоги, выплачиваемые Государственным агентством по управлению использова-
нием спектра на оборудование связи, программное обеспечение, материалы и т.д.; C22 —
плата за использование спектра. В настоящее время в Кыргызстане для стимулирования
развития радиосвязи принято C22 = 0.
В формулах (1.1) и (1.3) не учитывается косвенный доход от государственных налогов
на доходы операторов связи, чья работа связана с использованием радиочастотного ресурса
(например, налогов на доходы операторов сотовой связи). Эта составляющая дохода госу-
дарства значительно превышает составляющую C22.
Для вычисления с помощью формул (1.1), (1.2) и (1.3) величины Cгод необходимо опре-
делить объем РЧС, используемый каждым оператором. Знание Cгод необходимо для спра-
ведливого и честного сбора платы за РЧС от всех операторов радиосистем.
Ограничения на использование радиочастотных назначений накладываются на пользо-
вателя Национальным агентством Республики Кыргызстан. Эти ограничения касаются уста-
новки и эксплуатации радиооборудования. Необходимая информация обо всех частотных
назначениях (полосы частот, пропускная способность передатчика, географические коорди-
наты, тип и высота подвеса антенны и т.д.) сохраняется в национальной базе данных.
Для частотных назначений используется следующий метод. Предполагается, что имеет-
ся некое множество пользователей спектра. Каждый пользователь использует выделенные
ему частоты (частотное назначение), обеспечивая с его помощью связь на некоторой терри-
тории. Для простоты будем говорить о некотором обезличенном частотном назначении с
номером i. На основании характеристик этого частотного назначения, внесенных в нацио-
нальную базу данных, можно определить некий трехмерный (время-пространственно-час-
тотный) объем используемого спектра Zi следующим образом:
i i i , Z = F S t (1.4)
где Fi — полоса частот, используемая для i-го частотного назначения; Si — площадь, обслу-
живаемая с использованием i-го частотного назначения; t — время его использования.
Каждую составляющую можно рассмотреть более подробно.
Время t для всех пользователей равно одному году (t = 1).
Плотность населения не является однородной на всей территории. Для оператора связи
более привлекательна территория с более высокой плотностью населения. Поэтому вся тер-
ритория республики поделена на m участков в соответствии с ее административным деле-
нием и каждой присвоен коэффициент плотности населения Kj (в соответствии с данными
переписи). Этот коэффициент позволяет справедливо определить размер ежегодной платы
для пользователей. Для области с наименьшей плотностью населения Kj = 1. Для городов
с населением более 500 000 жителей Kj = 128. Затем, если координационная зона i-го час-
тотного назначения охватывает q мест в различных территориях, то площадь территории Si
определяется следующим образом:
=Σ λ км2, (1.5)
S K
1
q
i j j
j
=
где q — общее количество территорий, входящих в координационную зону i-го частотного
назначения (q ≤ m); Kj — коэффициент плотности населения, λj — площадь координацион-
ной зоны для площадки, расположенной в j-й территории.

42 ГЛАВА 1
Для i-го частотного назначения используется полоса частот Δfi. Но различными служба-
ми используются различные диапазоны частот. Следовательно, имеется несколько коэффи-
циентов, которые необходимо учитывать, поскольку они влияют на стоимость используе-
мой полосы частот. В общем случае размер используемой полосы частот Fi для i-го частот-
ного назначения можно определить следующим образом:
Fi = αiβi Δ fi кГц, (1.6)
где Δfi — реальная полоса частот, используемая в рамках i-го частотного назначения; αi —
коэффициент, учитывающий несколько факторов (см. ниже); βi — коэффициент, который
определяет исключительность использования. Если данный участок спектра используется
на исключительной основе, то βi = 1. При совместном использовании βi меняется в пределах
от 0 до 1 в зависимости от условия совместного использования.
На коэффициент αi влияют многие факторы, и его можно представить в виде произведе-
ния
1 2 3 4i , α = α α α α (1.7)
где α1 — коммерческая цена используемого диапазона частот; α2 — социальный фактор;
α3 — коэффициент учета особенностей места расположения передатчика; α4 — коэффици-
ент учета сложности реализации функций управления использованием спектра.
Значения коэффициентов α1, α2, α3 и α4 приведены в табл. 1.2. Коэффициент α1 меняет-
ся от 0 до 100 и в основном определяется коммерческой ценой радиослужб (растет с увели-
чением цены) и тем, насколько целесообразно данную радиослужбу со временем перемес-
тить в более высокие диапазоны частот, снизив таким образом загрузку более низких полос
частот. Например, для экономического стимулирования перехода станций, работающих на
частотах ниже 1 ГГц, на частоты выше 1 ГГц, коэффициент α1 для частот выше 1 ГГц мень-
ше, чем его значение для частот ниже 1 ГГц. В настоящее время частоты до 1 ГГц использу-
ются несколькими радиостанциями, расположенными в одном месте, и, следовательно, воз-
никает вопрос их электромагнитной совместимости. Диапазоны выше 1 ГГц в республике
заняты мало, но в то же время в мире используются новейшие технологии, которые позво-
ляют эффективно использовать РЧС. Коэффициент α2 изменяется от 0 до 10 и учитывает
социальный фактор. Для тех радиослужб, чья работа является жизненно важной для всех
слоев населения, включая особо нуждающихся, этот коэффициент невелик. Например, ко-
эффициент α2 невелик для станций, работающих на частотах выше 1 ГГц, при помощи кото-
рых организуется дальняя радиосвязь, а также для телевизионного радиовещания. Однако
для сотовой связи коэффициент α2 гораздо больше.
Таблица 1.2. Значения коэффициентов α1, α2, α3, α4
α3 Служба α1 α2
город село
α4
Радиорелейная линия в диапазоне выше 1 ГГц 0,5 0,3 1 0,1 1
Радиорелейная линия в диапазоне ниже 1 ГГц 1 4,0 1 0,1 1
Телевидение в метровом диапазоне 5 0,3 1 0,1 5
Телевидение в дециметровом диапазоне 5 0,4 1 0,1 5
УКВ радиовещание 12 5,0 1 0,1 5
КВ радиовещание 5 5,0 1 0,1 4
КВ радиосвязь 13 6,0 1 0,1 4

Продолжение таблицы 1.2
α Служба α 3 1 α2
город село
α4
Транкинг 12 6,0 1 0,1 5
Сотовая связь 13 6,0 1 0,1 5
Пейджинг 60 6,0 1 0,1 5
Подвижная связь 10 6,0 1 0,1 5
Радиосвязь в диапазоне CB 0,12 1,0 1 0,1 1
Радиолокация 0,15 0,1 1 0,1 1
Охранные радиосистемы 6 1,0 1 0,1 2
Земная станция для фиксированной
спутниковой службы 40 1,0 1 0,1 1
Фидерная линия для радиовещательной
спутниковой службы 7 0,3 1 0,1 1
Коэффициент α3 учитывает особенности места расположения в городских и сельских
районах. В сельской местности, где меньше плотность населения и доходы невелики, ком-
мерческое использование служб радиосвязи также мало, а цена техники, необходимой для
предоставления этих услуг, велика. Следовательно, для поддержки этих служб и операторов
связи, а также для стимулирования развития радиосвязи используется коэффициент пони-
жения α3 = 0,1 (в городах α3 = 1).
Коэффициент α4 изменяется от 0 до 10 и определяется сложностью выполняемых функ-
ций по управлению использованием спектра. Этот коэффициент наиболее высок для под-
вижных служб, где требуется выполнять радиоопределение подвижных объектов, для теле-
визионного радиовещания, где необходимо выполнять точное определение множества пара-
метров.
Таким образом, с помощью весовых коэффициентов Kj, αi и βi в формулах (1.5) и (1.6)
в соответствии с формулой (1.4) можно определить данный (с учетом различных факторов)
частотный ресурс Zi для каждого назначения частот. Затем можно определить общий час-
тотный ресурс Z, используемый в республике, в соответствии с формулой
= Σ кГц·км2·год, (1.8)
Z L Z
1
n
i
i
=
где Zi — частотный ресурс, используемый в рамках i-го частотного назначения; n — общее
число частотных назначений, занесенных в базу данных; L — поправочный коэффициент
для используемого спектра, введение которого позволяет определять цены на следующий
финансовый год.
Суммарный объем годовых выплат определяется на основе формулы (1.1) и с учетом
формул (1.2) и (1.3). Объем спектра, ежегодно используемого в республике, определяется
на основе формулы (1.8). Теперь можно определить цену ΔCгод для единицы частотного ре-
сурса:
Δ = год
⎡ ⎤ ⎢⎣ ⋅ ⋅ ⎥⎦
SOM ,
год 2
кГц км год
C
C
Z
(1.9)
где SOM — название национальной валюты.

44 ГЛАВА 1
Тогда объем ежегодного платежа Ci от конкретного пользователя i-го частотного назна-
чения определяется по формуле
i год i , C = ΔC Z (1.10)
где частотный ресурс Zi, используемый для конкретного частотного назначения, определя-
ется в соответствии с формулой (1.4).
Если оператор связи имеет несколько частотных назначений, то определяется плата за
каждое назначение, которые затем суммируются.
Описанная методика является лишь одним из удачных примеров расчета цены спектра
на основании реальных факторов, определяющих эту цену. Вполне возможно, что в других
странах есть иные взгляды на эту проблему и там требуется учитывать иные факторы. Од-
нако необходимо сознавать, что независимо от того, как и кем рассчитывается стоимость
ресурса, кем и в каких размерах собирается плата, каким образом распределяется спектр,
как финансируется использование спектра и управление им, эти расходы оплачиваются на-
селением. Даже там, где администрация выдает лицензии бесплатно, население неявно не-
сет финансовое бремя расходов на управление использованием спектра через налоги. Ис-
пользование лицензионных платежей и аукционов с целью покрытия затрат на систему
управления использованием спектра является не новым налогом, а потенциально более при-
емлемым методом перераспределения затрат по управлению использованием спектра на
тех, кто действительно получает выгоды.
1.4. Принципы и особенности приграничной координации
Ввиду того что Россия является европейским государством и членом CEPT, Администрация
связи России в ходе приграничной координации придерживается Европейских принципов и
одобренных Берлинским соглашением процедур приграничной координации частотных
присвоений с европейскими странами, граничащими с Россией. При приграничной коорди-
нации со странами, находящимися на Дальнем Востоке и в Азии, РФ придерживается прин-
ципов, изложенных в РР и Рекомендациях МСЭ.
Основные руководящие документы по координации частотных присвоений системам
радиосвязи и вещания приведены в табл. 1.3 [2, 13–18].
Таблица 1.3. Основные руководящие документы
Службы Основные документы
Сухопутная подвижная
служба (GSM-900/1800),
UMTS
Соглашение «Берлин 2003»; Рекомендации МСЭ-Р (370-7, 1546); Реко-
мендации СEPT 20-08E, 25-08E, 22-07E; 01 (01); двусторонние и много-
сторонние соглашения с Администрациями связи приграничных госу-
дарств
Фиксированная
служба
Регламент радиосвязи; инструкция «О порядке взаимодействия юридиче-
ских лиц при проведении работ по международной координации и регист-
рации частотных присвоений РЭС фиксированной службы России (радио-
релейная линия связи)»; двусторонние и многосторонние соглашения с
администрациями связи приграничных государств
Телевидение
и радиовещание
План ТВ станций «Стокгольм–61» (0…40° в.д.); Международный регистр
частот (введенные в действие станции ТВ); План РВ станций «Женева–84»;
Рекомендации МСЭ-Р (370-7, 1546)
Спутниковые службы Регламент радиосвязи; заключительные акты конференций; резолюции
международных организаций

Для организации учета скоординированных частот ведется Частотный регистр. Час-
тотный регистр составляется на основе частотных списков, представляемых каждой Адми-
нистрацией связи, где указаны скоординированные частоты, присвоенные предпочтитель-
ные частоты, частоты совместного пользования, частоты, скоординированные для плани-
руемых сетей связи и используемые на основе географических планов сетей. Перечень
включаемой в Частотный регистр информации устанавливается на основе Соглашений меж-
ду Администрациями связи.
Под вредной радиопомехой в ходе приграничной координации понимается любое ра-
диоизлучение, приводящее к серьезному ухудшению качества трафика службы радиосвязи
или к повторяющимся прерываниям связи или прекращению функционирования РЭС этой
службы вследствие превышения максимально допустимой напряженности поля радиопомехи.
Частота приема должна координироваться при условии, что радиоприемное устройство
требует защиты от непреднамеренных радиопомех с сопредельной стороны.
Частота, излучаемая передатчиком, должна координироваться, если напряженность по-
ля, создаваемая на линии границы или на расстоянии, определяемом в соглашении между
Администрациями связи и на определенной высоте (10, 3 или 1,5 м) над уровнем земли пре-
восходит максимально допустимую напряженность поля радиопомехи. Например, для евро-
пейских стран, в соответствии с Берлинским соглашением, значения максимально допусти-
мой напряженности поля зависят от частотных диапазонов и приведены в табл. 1.4 [18].
До ввода в эксплуатацию РЭС в приграничной зоне Администрация связи должна иниции-
ровать запрос на ее координацию со всеми Администрациями, интересы которых могут быть
затронуты, для получения замечаний. В запрос должны быть включены требуемые техниче-
ские характеристики РЭС. В соответствии с Берлинским соглашением, если для технической
оценки этого запроса затронутой Администрации требуется отсутствующая либо требующая
дополнений информация, то она должна в течение 30 дней после получения запроса на коорди-
нацию запросить эту информацию. Получив полную информацию о запросе на координацию,
затронутая Администрация проводит оценку полученного запроса на координацию и в течение
45 дней должна известить приславшую запрос администрацию о своем заключении.
Таблица 1.4. Допустимые значения параметров
Частотный
диапазон, МГц
Допустимая
напряженность поля помехи
(относительно мкВ/м), дБ
Максимальная
координационная зона
вредной помехи, км
ЭИИМ эталоного
передатчика,
дБВт
29,7 …47 0 100 3
68 …74,8 +6 100 9
75,2 …87,5 +6 100 9
146 …149,9 +12 80 12
150,05 …174 +12 80 12
380 …385* +18 50 14
390 …395* +18 50 14
406,1 …430 +20 50 16
440 …470 +20 50 16
862 …960 +26 30 13
1710 …1785** +35 15 13
1805 …1880** +35 15 13
* Только для аварийных систем и систем безопасности.
** Только для систем GSM-1800.

46 ГЛАВА 1
Не получив ответа в течение 45 дней, инициировавшая запрос Администрация может
послать напоминание. Затронутая Администрация обязана отреагировать на него в течение
20 дней. Если затронутая Администрация не отвечает на напоминание в течение 20 дней, то
считается, что она согласна, и частотное назначение станции считается скоординированной.
Любое частотное присвоение после положительно выполненной координации должно быть
доведено до сведения затронутой Администрации в течение 180 дней с момента одобрения.
Вслед за этим частотное присвоение должно быть внесено в Частотный регистр. Если в преде-
лах 180 дней согласия между Администрациями связи не было достигнуто, затронутая Админи-
страция должна послать напоминание инициировавшей координацию администрации. Если от-
вета нет в течение 30 дней, запрос считается несостоявшимся. Напоминание не требуется, если
сведения Частотных регистров администрациями связи обновляются раз в полугодие.
При необходимости изменения технических характеристик зарегистрированных в Час-
тотном регистре станций Администрации связи обязаны известить о своих намерениях за-
тронутые Администрации. При возможном повышении уровня радиопомех в соседней стра-
не обязательна координация. Если ситуация с помехами в соседней стране не меняется либо
улучшается, затронутую Администрацию только извещают о таком изменении. Соответст-
венно должен быть изменен Частотный регистр.
В отдельных странах Администрации могут назначать частоты во временное пользова-
ние (до 45 дней) без координирования, если это не влечет за собой возникновение вредных
помех координируемым станциям. Администрации должны быть извещены об этом в крат-
чайшие сроки. При создании вредных помех соседям действие этих присвоений немедленно
приостанавливается.
Процедура обмена Частотными регистрами состоит в следующем. Каждая Администра-
ция обязана подготовить откорректированный Частотный регистр, направляемый всем Ад-
министрациям, с которыми она выполняет координационные процедуры. Данными Частот-
ными регистрами Администрации обмениваются на двухсторонней основе не реже 1 раза в
6 месяцев. Если внесенная в Частотный регистр частота более не используется, ответствен-
ная Администрация обязана известить об этом все заинтересованные Администрации. Эта
запись должна быть удалена из Регистра. Администрации должны использовать данные
Частотных регистров других Администраций только в служебных целях. Эти Частотные ре-
гистры не должны передаваться Администрациям или третьим сторонам без согласия затро-
нутой Администрации.
Так как Россия граничит не только с европейскими государствами, то некоторые страны
(Китай) для процедуры приграничной координации используют рекомендации МСЭ и Рег-
ламент радиосвязи.
Процедура координации планируемых сетей радиосвязи имеет свои особенности,
которые состоят в следующем. Перед началом координирования Администрации связи мо-
гут приступить к процедуре консультаций в целях облегчения последующего ввода в дейст-
вие новой сети. В ходе процедуры консультационного запроса Администрация связи, ини-
циирующая запрос, должна представить следующие технические данные о будущей сети:
– планируемые частоты (частота передачи/приема базовой станции);
– область покрытия всей сети радиосвязи;
– класс станции согласно нормативным документам;
– радиус зоны покрытия базовой станции (БС);
– эффективная излучаемая мощность БС и абонентской станции (АС);
– максимальная эффективная высота антенны БС и АС;
– обозначение класса излучений;
– план развития сети.

Администрация связи, чьи интересы могут быть затронуты после получения запроса,
обязана признать получение запроса на консультацию и сообщить свой ответ в течение
60 дней. В некоторых случаях такие консультации могут потребовать двух- или многосто-
роннего консультационного совещания в целях оказания помощи Администрации, иниции-
ровавшей запрос, при планировании сети радиосвязи и более быстрого решения вопроса.
Чтобы скоординировать частоты планируемой сети подвижной радиосвязи, затронутые
Администрации должны за три года до планируемого ввода в действие сети начать типовую
процедуру координации, которая должна включать:
– подтверждение получение запроса на координацию;
– ответ затронутых администраций в течение 180 дней со дня получения запроса на ко-
ординацию, если предварительных консультаций не было. Любой запрос на коорди-
нацию, следующий за процессом консультаций, требует ответа в течение 120 дней;
– извещение Администрацией, инициирующей процесс координации, затронутых Ад-
министраций о дате ввода сети подвижной радиосвязи в действие;
– внесение в Частотный регистр станций, вынесенных на координацию и являющихся ча-
стью существующей сети подвижной радиосвязи, сразу же по окончанию координацион-
ной процедуры с целью получения того же статуса, что и скоординированные станции.
Приграничная координация считается несостоявшейся для тех скоординированных
станций, которые не были введены в действие в течение пяти лет с даты окончания коорди-
национной процедуры.
Кроме того, при оценке запросов на координацию каждая администрация должна при-
нимать во внимание следующие классы частот:
– частоты, внесенные в Частотный регистр;
– предпочтительные частоты;
– ждущие координирования частоты (в хронологии поступления запросов).
Запрос на координацию для станции может быть отклонен в следующих случаях:
– напряженность поля, создаваемая станцией, превышает максимально допустимую на-
пряженность поля радиопомех для станции, внесенной в Частотный регистр;
– предполагает использовать предпочтительную частоту запрашивающей или затрону-
той Администрации без учета условий, налагаемых двумя или многосторонними со-
глашениями;
– напряженность поля, создаваемая станцией, превышает максимально допустимую на-
пряженность поля радиопомех (см. табл. 1.4), а также в случаях, когда станция ждет
координации или не отвечает условиям максимальной величины зоны, ограничиваю-
щей вредную радиопомеху.
Защита радиоприемника станции может быть отвергнута в случаях, когда:
– один из координируемых радиопередатчиков затронутой Администрации создает на
входе координируемого радиоприемника напряженность поля радиопомехи бóльшую
максимально допустимой напряженности поля радиопомехи;
– обеспечение защиты радиоприемника ограничивает использование предпочтительной
частоты затронутой Администрацией с учетом условий, налагаемых двухсторонними
или многосторонними соглашениями;
– не выполняются условия для размеров зон вредных помех согласно Венскому согла-
шению.
В случаях, если запрос на координацию станции отвергнут Администрацией связи сопре-
дельной стороны или на этот запрос дан ответ с условиями ее работы, Администрацией связи
должны быть приведено обоснование причин с указанием данных о подлежащей защите ра-
диостанции либо радиостанции, которая может создать помеху планируемой радиостанции.

48 ГЛАВА 1
Оценка вредных помех на основе натурных испытаний. В целях наиболее эффектив-
ного использования радиочастотного спектра, а также во избежание вредных помех и созда-
ния возможностей для расширения существующих сетей подвижной связи Администрации
связи сопредельных государств могут применять натурные испытания в ходе приграничной
координации. Данная процедура может использоваться также в случаях, если Администра-
ции приходят к разным результатам в оценке ситуации с помехами или их расчетные оцен-
ки, проводимые при обработке запроса на координацию, расходятся, при этом Администра-
ции обязаны согласиться на проверку функционирования координируемой станции на осно-
ве натурных испытаний.
По завершении натурных испытаний заключение должно быть доведено до сведения
посылавшей запрос Администрации в течение 30 дней с указанием измеренных величин на-
пряженности поля радиопомехи.
Отчет о вредных помехах. Информация о любой наблюдаемой вредной помехе должна
быть доведена до сведения Администрации связи страны, в которой расположена излучаю-
щая радиопомеху станция. Если вредная радиопомеха имеет место на частотах, внесенных в
Частотный регистр, заинтересованные Администрации должны в кратчайший срок пред-
принять попытку к ее устранению или придти к общему согласию.
В качестве примера рассмотрим технические аспекты процедур координации частотных
присвоений сетям сухопутной подвижной связи для стран-членов СЕРТ. Процедура коорди-
нации определяются рядом Рекомендаций СЕРТ [14–17]:
– в полосе 47…68 МГц T/R 02-01Е
– в полосах 80, 160 и 460 МГц Т/R 25-03Е
– в полосе 174…230 МГц T/R 25-05Е
– в полосе 29,7…960 МГц T/R 25-08Е
– в полосах 890…915/935…960 МГц T/R 20-08Е
– в полосах 1710…1785/1805…1880 МГц T/R 22-07Е
– в полосах 2 ГГц Rec.01 (01)
При разделении частот по принципу предпочтительных частот используемые частоты
классифицируют следующим образом:
– частоты, требующие координации, — частоты, которые Администрациям необходи-
мо координировать с другими затронутыми Администрациями до ввода станции сухо-
путной подвижной службы в эксплуатацию;
– предпочтительные частоты — частоты, которые могут быть присвоены заинтересо-
ванными Администрациями без предварительно проведенного координирования на
базе двух- или многосторонних соглашений на условиях, принятых в соглашениях ме-
жду Администрациями;
– совместно используемые частоты — частоты, которые можно совместно иcпользовать
без предварительного координирования с Администрациями сопредельных стран на
базе двух- или многосторонних соглашений на определенных условиях;
– частоты для планирования сетей радиосвязи — частоты, которые Администрации
должны координировать, имея в виду последующий ввод сетей радиосвязи, которые
используют уже скоординированные частотные назначения;
– частоты, используемые на основе географических планов сетей — частоты, исполь-
зуемые заинтересованными странами на базе подготовленного и одобренного плана
сети, обслуживающей определенную зону, с учетом технических характеристик этого
плана.
В соответствии с Рекомендацией T/R 20-08E частотная координация в приграничных
районах основывается на том, что полосы частот должны согласовываться Администрация-

ми связи заинтересованных государств. Предпочтительные частоты могут использоваться
без координации с соседней страной, если уровень напряженности поля каждой несущей,
излучаемой базовой станцией сети GSM, не превосходит согласованное между Админист-
рациями сопредельных государств значение (например, 19 дБмкВ/м на высоте 3 м над уров-
нем земли на расстоянии 15 км вглубь территории соседнего государства). В конце каждого
блока предпочтительных частот один радиочастотный канал должен рассматриваться как
неработающий с целью устранения возможных помех по соседнему каналу.
Оценка необходимости координации частотных присвоений между РЭС сетей GSM-900
сводится к определению величины напряженности поля, создаваемой базовыми станциями
на территории России, и сравнению ее с допустимым уровнем (например, 19 дБмкВ/м на
высоте 3 м от земли для 10% времени и 50% мест приема) на линии государственной грани-
цы для случая непредпочтительных каналов России и на удалении 15 км от линии границы
вглубь территории сопредельного государства для предпочтительных каналов России.
Расчет напряженности поля проводится по методикам, содержащимся в Рекомендации
T/R 20-08 «Координация частотных присвоений станций наземной подвижной службы в
диапазоне 29,7…960 МГц», в Рекомендации 370 МСЭ, а также в Берлинском соглашении
(2003 г.).
На неровной местности в точках приема, удаленных на одинаковое расстояние от пере-
дающей станции, напряженность поля сигнала является случайной величиной. Она изменя-
ется от точки к точке вследствие разного экранирующего влияния рельефа и во времени
вследствие неустойчивости состояния тропосферы. По этой причине напряженность поля
оценивают статистически по процентам мест (точек) и времени приема. При этом считает-
ся, что рельеф местности является регулярным, т.е. отдельные неровности (холмы, горы)
примерно одинаковы. Напряженность поля Е, дБмкВ/м, на расстоянии R, км, от передаю-
щей станции, превышаемая в L% мест приема и в Т % времени, в общем случае определяет-
ся с помощью формулы
E(R, L,T) P E(50,50) F( h) F(h2 ) E(L) E(T), Σ = + + Δ + +Δ +Δ (1.11)
где PΣ — эффективно излучаемая мощность, дБкВт; Е(50, 50) — медианное значение напря-
женности поля (50% мест и времени при высоте поднятия приемных антенн h2 = 10 м,
РΣ = 0 дБкВт); F(Δh) — поправочный коэффициент, учитывающий степень неровности ме-
стности, дБ; F(h2) — поправочный коэффициент, учитывающий высоту приемных антенн, дБ;
ΔE(L) — отклонение напряженности от медианного в заданном проценте L мест приема, дБ;
ΔE(T) — отклонение напряженности от медианного в заданном проценте Т времени приема, дБ.
Медианное значение напряженности поля на равнинно-холмистой местности опре-
деляют по кривым распространения радиоволн. Если по соглашению между Админист-
рациями связи сопредельных государств за допустимую напряженность выбрана напря-
женность 50% мест приема и 10% времени приема, то для определения медианного зна-
чения напряженности поля целесообразно использовать кривые распространения из Ре-
комендации T/R 25-08 Е или Берлинского соглашения (2003 г.). Поскольку данные кри-
вые построены для 50% мест приема, 10% времени, то при их использовании формула
(1.11) преобразуется к виду
2 E(R, L,T) P E(50,10) F( h) F(h ). Σ = + + Δ + (1.12)
Оценка неровности местности. Степень неровности местности оценивается как раз-
ница высот (отметок) местности, превышаемых на 10 и 90% на определенном расстоянии.
В документах МСЭ (Рекомендация 370) и Берлинском соглашении (2003 г.) это расстоя-

50 ГЛАВА 1
ние R рекомендуется отсчитывать в пределах 10…50 км в направлении от передатчика к
точкам приема. Значения неровности местности Δh для трасс распространения от базовых
станций на территории России в направлении на ближайшую точку государственной гра-
ницы сопредельного государства рассчитываются в результате статистической обработки
данных о высотах местности по профилям рельефа, полученным с использованием циф-
ровых карт.
Поправочный коэффициент по неровности местности. Известные значения показате-
лей неровности местности Δh, м, позволяют установить поправочные коэффициенты F(Δh).
Значение F(Δh) может быть определено либо из графиков Рекомендации МСЭ 370, либо вы-
числено по формуле
⎧−νχ Δ Δ ≥
1
2
h h
lg( / 50) при 50 м;
( )
Δ = ⎨νχ − Δ Δ ≤ ⎩
(50 ) при 50 м.
F h
h h
(1.13)
Здесь ν — коэффициент, зависящий от расстояния, который при 20 ≤ R ≤ 100 км равен 1;
χ1 и χ2 — коэффициенты, зависящие от диапазона частот (для диапазона 900 МГц χ1 = 45,
χ2 = 0,25).
Поправочный коэффициент по высоте приемных антенн. В рекомендации МСЭ 370
указывается, что на равнинно-холмистой местности в дециметровом диапазоне снижение
высоты с 10 до 3 м приводит к уменьшению медианного значения напряженности поля на
6 дБ, если расстояние от мест приема до передающей станции не превышает 50 км. В преде-
лах расстояния прямой видимости базовых станций коэффициент F(h2) не зависит от рас-
стояния и определяется по формуле
F(h2) = Clg(Δh/50) – 7, (1.14)
где С = 6, как для дециметрового диапазона.
Эффективная высота передающей антенны. Для сильнопересеченной местности эф-
фективная высота передающей антенны hэф определяется как величина электрического цен-
тра антенны над усредненным уровнем участка земной поверхности 3…30 км в направле-
нии от передающей антенны к точкам приема:
h Z h
при 10 м;
− ≥ = ⎨
1 ср 1
⎩⎪ ⎧⎪
<
эф
10м при 10 м,
1
h
h
(1.15)
где h1 — высота подвеса антенны над уровнем моря, м; Zср — средняя отметка участка
3…30 км.
Для базовых станций, точки передачи и приема которых находятся на наклонном вверх
или вниз участке местности, эффективная высота передающей антенны определяется между
наклонной линией, проведенной через середину неровностей местности, и параллельной ей
линией, проведенной через центр передающей антенны.
Значения эффективно излучаемой мощности базовых станций выбираются с учетом
мощности на входе антенны и коэффициентов усиления секторных антенн. Кроме того,
учитываются азимуты направленности секторных антенн в горизонтальной плоскости, т.е.
характеристики направленности антенн.
На основании расcчитанной напряженности поля Е, дБмкВ/м, создаваемой базовыми
станциями, даются рекомендации о необходимости проведения координации.
В целях наиболее эффективного использования радиочастотного спектра Администра-
ции связи сопредельных государств могут проводить измерения напряженности поля в ходе
приграничной координации по процедуре, изложенной в Берлинском соглашении.

1.4.1. Особенности обеспечения приграничной координации сетей связи
3-го поколения в диапазоне 2 ГГц
Приграничная координация частотных присвоений сетей сухопутной подвижной связи 3-го
поколения имеет ряд особенностей по сравнению с координацией частотных присвоений
сетей второго поколения.
Действующие Рекомендации СЕРТ не охватывают полосы 1900…1980, 2010…2025
и 2100…2170 МГц, выделенные для создания сухопутного сегмента сетей UMTS в Европе
согласно решениям Европейского комитета радиосвязи (ЕКР) ERC/DEC/(97)07 и
ERC/DEC/(99)25. Поэтому в ЕКР в 2001 г. была принята Рекомендация (01)01 [17], в кото-
рой приграничной координации систем UMTS/IMT-2000 в приграничных областях должна
основываться на следующих принципах:
– между соответствующими Администрациями должны согласовываться предпочти-
тельные кодовые группы или предпочтительные блоки кодовых групп, если выровне-
ны центральные частоты;
– частоты в полосе 2110…2170 МГц для систем, использующих предпочтительные ко-
ды, или в случаях, когда центральные частоты не выровнены или не используется ра-
диоинтерфейс CDMA IMT-2000, могут использоваться без координации с пригранич-
ным государством, если прогнозируемое среднее значение напряженности поля каж-
дой несущей базовой станции не превышает значения 45 дБмкВ/м/5 МГц на высоте
3 м над уровнем земли вглубь от государственной границы между двумя странами.
Администрации в двустороннем или многостороннем координационном соглашении
могут условиться о линии отсчета на некотором расстоянии от государственной гра-
ницы;
– в полосах 1900…1980 и 2010…2025 МГц системы с TDD, использующие предпочти-
тельные коды, или если не выровнены центральные частоты, могут использоваться
без координации с приграничным государством, если прогнозируемое среднее значе-
ние напряженности поля каждой несущей базовой станции не превышает значения
36 дБмкВ/м/5 МГц на высоте 3 м над уровнем земли вглубь от государственной гра-
ницы между двумя государствами. Администрации в двустороннем или многосторон-
нем координационном соглашении могут условиться о линии отсчета на некотором
расстоянии от государственной границы;
– частоты, используемые на границе, для систем, применяющих непредпочтительные
коды и с выровненными центральными частотами, могут использоваться без коорди-
нации с приграничным государством, если прогнозируемое среднее значение напря-
женности поля каждой несущей базовой станции не превышает значения
21 дБмкВ/м/5 МГц на высоте 3 м над уровнем земли вглубь от государственной гра-
ницы между двумя государствами. (В двусторонних и многосторонних координаци-
онных соглашениях между заинтересованными Администрациями обычно могут со-
гласовываться уровни на 15…20 дБ выше.)
1.4.2. Особенности обеспечения приграничной координации сетей связи
фиксированной службы
Необходимость международно-правовой защиты частотных присвоений станциям фиксиро-
ванной службы осуществляется в соответствии со следующим алгоритмом.

52 ГЛАВА 1
1. Определяются общие сведения о радиорелейных линиях связи:
– количество радиорелейных линий (РРЛ);
– количество заявляемых передающих частот;
– заявитель;
– заявляемые рабочие полосы частот (а также центральные частоты стволов);
– места расположения радиорелейных станций и соответствие их координат Допол-
нению 1А Приложения S4 РР.
2. Рассматриваются проверяемые параметры и осуществляется проверка:
– технической обоснованности заявляемых характеристик станций РРЛ (характери-
стики антенны, азимуты излучений, высоты установки);
– технических параметров оборудования на соответствие решениям ГКРЧ.
3. Осуществляется проверка соответствия заявляемых характеристик станций РРЛ нор-
мам и ограничениям РР:
– заявляемых оператором частотных присвоений станциям РРЛ связи на соответст-
вие международной ТРЧ РР для использования фиксированной службой (ФС);
– частотных присвоений на соответствие статье S5 РР и ЭИИМ на соответствие Реко-
мендациям п. S21.2, п. S21.3 и п. S21.5 статьи S21 РР.
4. Осуществляется проверка местоположения станций РРЛ на предмет нахождения на
расстоянии менее 150 км от границы РФ с ближайшим иностранным государством.
5. Осуществляется оценка необходимости проведения координации частотных присвое-
ний станциям РРЛ в соответствии с Приложением S30 РР, Приложением S30А РР, со стать-
ей S 9 РР и с «Инструкцией о порядке взаимодействия юридических лиц при проведении
работ по международной координации и регистрации частотных присвоений РЭС фиксиро-
ванной службы России (радиорелейная линия связи)».
Например, заявленные полосы частот 37…39 ГГц распределены на равных правах фик-
сированной и подвижной службе (ПС). Кроме того, полоса частот 37…37,5 ГГц распределе-
на службе космических исследований (космос–земля), а полоса частот 38…39,5 ГГЦ —
фиксированной спутниковой службе (ФСС) (космос–земля).
Пример оценки необходимости координации заявляемых оператором частотных при-
своений станциям РРЛ на территории N-ской области с Администрациями связи иностран-
ных государств может показать, что:
а) заявляемые частотные присвоения не попадают в полосы частот используемые в со-
ответствии с Приложениями S30 и S30А РР. В связи с этим координация заявляемых час-
тотных присвоений в соответствии со статьей 6 Приложений S30 и S30А РР соответственно
не требуется;
б) согласно полученной ТРЧ, станции рассматриваемых РРЛ расположены на расстоя-
нии до 470 км от границы РФ с ближайшим иностранным государством М, могут попасть в
координационные зоны земных станций ФСС и оказывать (испытывать) вредные помехи
станциям (от станций) указанных спутниковых служб. Анализ заявленных в МСЭ земных
станций может, например, показать, что в рассматриваемых полосах частот в радиусе
470 км от рассматриваемых станций РРЛ нет земных станций спутниковых служб, принад-
лежащих Администрации связи государства М. В связи с этим координация заявляемых
частотных присвоений станциям рассматриваемых РРЛ в соответствии со Статьей S9 РР не
требуется;
в) согласно п. 4 станции РРЛ связи оператора на территории N-ской области расположены
на расстоянии менее 150 км от границы РФ с государством М, т.е. попадают в пригранич-
ную зону. В связи с этим требуется проведение приграничной координации частотных при-
своений станциям РРЛ оператора на территории N с администрацией связи государства М.

6. Оценка необходимости регистрации частотных присвоений станциям РРЛ связи в
Бюро радиосвязи МСЭ в соответствии со статьей S 11 РР и с «Инструкцией о порядке взаи-
модействия юридических лиц при проведении работ по международной координации и ре-
гистрации частотных присвоений РЭС фиксированной службы России (радиорелейная ли-
ния связи)».
Оценка необходимости регистрации в Бюро радиосвязи МСЭ заявляемых частотных
присвоений станциям РРЛ связи оператора на территории N с Администрацией связи госу-
дарства М показала, что в соответствии с п. 5 некоторые заявленные полосы частот исполь-
зуются совместно со станциями ФСС. Станции рассматриваемых РРЛ на территории N рас-
положены на расстоянии менее 470 км от границы РФ с ближайшим иностранным государ-
ством M и в связи с этим могут оказывать помехи РЭС указанной службы данной Админи-
страции связи. В связи с изложенным, частотные присвоения станциям РРЛ оператора на
территории N подлежат регистрации в Бюро радиосвязи МСЭ.
Исходя из вышеприведенного алгоритма экспертизы, делаются выводы на предмет необ-
ходимости проведения приграничной координации и регистрации в Бюро радиосвязи МСЭ.
Контрольные вопросы к главе 1
1. Что означает термин «управление использованием РЧС»?
2. Перечислите основные руководящие документы по управлению использованием РЧС.
3. Каковы базовые концепции международного РР и что представляет собой РР?
4. Чем определяется верхняя граница спектра?
5. Что понимают под Администрацией связи?
6. Назовите состав МСЭ.
7. На сколько районов и зон поделены страны мира в части распределения радиочастот?
8. Какие радиослужбы являются первичными и что определяет вторичность радиослужбы?
9. Опишите структуру международной ТРЧ.
10. Сколько и какие категории радиослужб в ТРЧ?
11. Могут ли причинять вредные помехи станциям первичной службы станции вторичной службы и почему?
12. По каким вопросам и как часто собираются и работают ВАКР?
13. Какие планы применяются в практике МСЭ и какие являются неотъемлемой частью РР?
14. Для чего используют такие элементы управления использованием РЧС, как координация и регистра-
ция частотных присвоений РЭС?
15. Частотные присвоения каких служб РЭС подлежат обязательной координации?
16. Для чего существует Международный справочный регистр частот?
17. В каких случаях требуются индивидуальные заявления?
18. Какие основные документы регламентируют систему управления использованием РЧС на нацио-
нальном уровне?
19. Опишите структуру национальной ТРЧ.
20. Дайте определения категорий использования полос частот.
21. Расскажите порядок выделения полос радиочастот.
22. В чем заключаются основные принципы и положения государственной технической политики в об-
ласти использования РЧС?
23. Чем вызвана необходимость введения экономических методов управления использованием радио-
частотного спектра?
24. Какое основные проблемы стоят перед регулятором, внедряющим экономические методы управле-
ния РЧС?
25. Какие существуют способы финансирования управления использованием РЧС?
26. Каковы достоинства и недостатки различных методов финансирования управления использованием
РЧС?
27. Что такое повышение эффективности использования спектра?
28. Какие существуют нерыночные способы распределения РЧС между пользователями? Каковы их дос-
тоинства и недостатки?
29. Какие существуют рыночные способы распределения РЧС между пользователями? Каковы их досто-
инства и недостатки?

54 ГЛАВА 1
30. Какие существуют формы оплаты за использование РЧС? Каковы их достоинства и недостатки?
31. На основании каких критериев разумно рассчитывать цену спектра?
32. Кто в итоге платит за спектр?
33. Какими основными руководящими документами необходимо пользоваться при проведении координа-
ции частотных присвоений системам радиосвязи и вещания?
34. Что представляет собой Частотный регистр?
35. В каких случаях необходима координация частотных присвоений?
36. Какие основные условия должны выполняться при координации?
37. Каковы основные временны΄ е рамки при проведении координации частотных присвоений?
38. Какие основные условия должны выполняться при координации?
39. В чем суть процедуры координации частотных присвоений?
40. В каких случаях Администрация связи сопредельной стороны может отклонить запрос на координацию?
41. Какие основные Рекомендации используются в странах СЕРТ для проведения приграничной коорди-
нации?
42. Каков алгоритм определения величины напряженности поля, создаваемой базовыми станциями в се-
тях сухопутной подвижной связи?
43. Каковы особенности обеспечения приграничной координации частотных присвоений РЭС сетей свя-
зи 3-го поколения в диапазоне 2 ГГц?
44. В чем особенности обеспечения приграничной координации сетей связи фиксированной службы?

Глава 2
ТЕХНИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ АНАЛИЗА
ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ СОВМЕСТИМОСТИ
РАДИОЭЛЕКТРОННЫХ СРЕДСТВ
2.1. Излучения на выходе радиопередающих устройств
и их нормирование
Радиопередающее устройство (РПДУ), состоящее из радиопередатчика и антенно-фидерной
системы, предназначено для генерации несущего гармонического колебания, его модуляции и
излучения с помощью передающей антенны. Кроме основного (полезного) радиоизлучения,
на выходе антенны РПДУ присутствуют неосновные (нежелательные) излучения. Эти излуче-
ния могут быть мешающими для приемников других РЭС, создавая им непреднамеренные по-
мехи и ухудшая ЭМС РЭС. Классификация излучений на выходе антенны РПДУ и примерное
распределение их спектральной плотности мощности представлены на рис. 2.1 и 2.2.
Рис. 2.1. Классификация излучений РПДУ
Рис. 2.2. Спектр плотности мощности радиоизлучений РПДУ:
1 — основного; 2 — внеполосного; 3 — на гармониках; 4 — на субгармониках;
5 — комбинационного; 6 — интермодуляционного; 7 — паразитного; 8 — шумового

56 ГЛАВА 2
Основное излучение занимает некоторую необходимую полосу частот (Вн), предназна-
ченную для передачи полезного радиосигнала. Все другие (неосновные) излучения, распо-
ложенные за пределами основного (рабочего) участка радиочастотного спектра Вн, являют-
ся нежелательными. Эти излучения подразделяются на внеполосное, побочные и шумовые.
Спектр внеполосного излучения непосредственно примыкает к необходимой полосе частот
справа и слева. Спектры побочных излучений на гармониках, на субгармониках, на комби-
национных частотах, паразитных и интермодуляционных колебаний удалены от частот ос-
новного канала излучения. Шумовое излучение занимает широкую полосу частот.
Необходимая полоса частот Вн определяется как минимальная по ширине полоса час-
тот, обеспечивающая передачу данного сообщения с требуемой скоростью и качеством
[1, 2]. Нормы на необходимую ширину полосы частот для различных типов сообщений (те-
леграфия, телефония, звуковое радиовещание и др.) и видов модуляции (амплитудная, угло-
вая, импульсная) приведены в Регламенте радиосвязи (РР) [1]. Необходимая ширина поло-
сы частот может определяться также расчетным путем в соответствии с рекомендациями
МСЭ и формулами, указанными в соответствующих разделах рекомендаций [1, 2]. Напри-
мер, в случае амплитудной модуляции несущей аналоговыми сигналами телефонии или зву-
кового вещания необходимая ширина полосы радиоизлучения
2 при двухполосной передаче;
⎧
= ⎨⎩ н
−
н
в н
при однополосной передаче и подавленной несущей,
F
B
F F
(2.1)
где Fн, Fв — нижняя и верхняя граничные частоты модулирующего сигнала.
Значения необходимой ширины полосы частот Вн для РЭС различного назначения при-
ведены в РР и других документах [1, 2, 7].
По правилами РР излучения должны обозначаться в соответствии с их необходимой
шириной полосы частот Вн и видом (классом) сигналов. Необходимая ширина полосы излу-
чения указывается перед обозначением его класса и содержит три цифры и одну букву. Бук-
ва играет роль запятой, отделяющей целую часть от дробной в десятичной дроби, и указы-
вает единицу измерения полосы частот. Значения необходимой ширины полосы Вн выража-
ются:
– от 0,001 до 999 Гц — в герцах (буква Н);
– от 1 до 999 кГц — в килогерцах (буква К);
– от 1 до 999 МГц — в мегагерцах (буква М);
– от 1 до 999 ГГц — в гигагерцах (буква G).
Пример 1.
0,002 Гц = Н002 5 кГц = 5К00
0,3 Гц = Н300 15,5 кГц = 15К5
25,3 Гц = 25Н3 1,45 МГц = 1М45
410Гц = 410Н 3,25 ГГц = 3G25
Классификация излучений РПДУ. Излучения классифицируются, и их класс обозна-
чается в соответствии с их основными и дополнительными характеристиками радиосигнала.
Первый символ (буква) в обозначении указывает на тип модуляции несущей: А — ампли-
тудная двухполосная; H, R, J — амплитудная однополосная с разной степенью подавления
несущей; F, G — угловая (частотная и фазовая) и др. Второй символ (цифра) в обозначении
указывает на характер модулирующего сигнала: 1, 2 — один канал цифровой информации;
3 — один канал аналоговой информации; 7, 8 — два или более канала, содержащие цифро-
вую (7) или аналоговую (8) информацию. Третий символ (буква) в обозначении указывает
тип передаваемой информации: А, Б — телеграфия, Е — телефония (включая звуковое ра-

ТЕХНИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ АНАЛИЗА ЭМС РЭС 57
диовещание), F — телевидение и т.д. Четвертый символ содержит данные о сигнале (сигна-
лах): В, С — двухпозиционный код с одинаковым числом элементов и одинаковой длитель-
ностью без исправления (В) и с исправлением (С) ошибок, G, J — передача звука вещатель-
ного (G) или коммерческого (J) качества; N — передача цветового телевизионного сигнала.
Пятый символ указывает характер уплотнения: N — без уплотнения, F, Т — частотное (F)
или временнóе (T) уплотнение и др.
Например, полное обозначение класса излучения для двухполосного звукового радиове-
щания — 8К00А3ЕGN. Допускается также обозначать класс излучения в сокращенном виде
с использованием первых трех символов, характеризующих его основные характеристики.
Например, 2К70J3Е — одноканальная однополосная телефония с подавленной несущей
(J3E) и необходимой шириной полосы частот Вн = Fв – Fн = 3 – 0,3 = 2,7 кГц.
К параметрам основного излучения радиостанции в необходимой полосе частот отно-
сятся:
– несущая частота и ее отклонение, Гц;
– необходимая полоса частот, Гц;
– выходная мощность, Вт, дБВт;
– поверхностная плотность потока мощности, Вт/м2, дБВт/м2, для бортовых передатчи-
ков спутниковых РЭС;
– вид и параметры модуляции;
– ослабление несущего колебания и подавление нерабочей боковой полосы, дБ, для од-
нополосных РПДУ.
Присвоение частот передающим станциям. Передающим станциям разрешается из-
лучать радиосигналы только в пределах определенной полосы частот, которая называется
присвоенной. Частота, соответствующая середине присвоенной радиостанции полосы час-
тот, называется присвоенной частотой. Операция присвоения — разрешение, выдаваемое
Администрацией связи, ответственной за соблюдение РР, на использование радиочастоты
или радиочастотного канала при определенных условиях. Присвоение и использование час-
тот передающими станциями определяются правилами, изложенными в РР [1]. Для радио-
сигналов с двухполосной передачей присвоенная частота совпадает с несущей, а при одно-
полосной передаче отличается от нее. Например, при однополосной передаче верхней боко-
вой амплитудно-модулированного радиосигнала средняя частота радиоспектра
fср = fн + Fв /2, (2.2)
где fн — несущая частота, Fв — верхняя граничная частота модулирующего сигнала.
В зависимости от значения верхней граничной частоты Fв модулирующего сигнала
средняя частота изменяется, что не позволяет использовать ее в качестве присвоенной. По-
этому для радиолиний с однополосной передачей нормируется разность между несущей и
присвоенной частотами. Например, для морской и воздушной подвижных служб, где необ-
ходимая ширина полосы частот Вн = Fв – Fн = 3000 – 300 = 2700 Гц, установлена разность
1400 Гц для всех классов излучений с однополосной модуляцией (H, R, J).
С учетом нестабильности частоты радиопередатчиков ширина присвоенной полосы час-
тот Вп должна превышать ширину необходимой полосы Вн на удвоенную величину абсо-
лютного допустимого отклонения частоты Δfдоп в соответствии с выражением
Вп = Вн + 2Δfдоп. (2.3)
Допустимое отклонение частоты радиопередатчика — это максимально допустимая ве-
личина отклонения Δfмакс фактической средней частоты радиоизлучения станции от номи-
нального значения присвоенной ей частоты [2]. Допустимое отклонение частоты — долго-
временная нестабильность, которую должен обеспечивать передатчик за все время его рабо-

58 ГЛАВА 2
ты. Расширение присвоенной полосы частот по отношению к необходимой на величину
2Δfдоп обеспечивает защиту от радиопомех в смежных (соседних) каналах, расположенных
выше и ниже присвоенной полосы. Допустимые отклонения устанавливаются с учетом
норм РР и зависят от принадлежности РЭС к определенной службе, диапазона частот и
средней мощности РПДУ. Например, в соответствии с действующими нормами [2] допусти-
мое отклонение рабочей частоты радиовещательных передатчиков для диапазонов НЧ, СЧ и
ВЧ не должно превышать ±10 Гц, а в диапазоне ОВЧ — ±100 Гц. Для космических станций
присвоенная полоса частот включает удвоенный максимальный доплеровский сдвиг часто-
ты, который может наблюдаться по отношению к любой точке земной поверхности.
Внеполосное излучение — нежелательное радиоизлучение, являющееся, как и основ-
ное, результатом модуляции несущей fо передаваемым сообщением. Причинами появления
внеполосного излучения могут быть [2, 3]:
– недостаточное подавление на входе модулятора составляющих спектра модулирую-
щего сигнала, находящихся за пределами верхней граничной частоты Fв, обеспечи-
вающей требуемое качество передачи (например, модуляция импульсами с излишне
крутыми фронтами);
– наличие нелинейности амплитудной и фазовой характеристик тракта передатчика
(усилителей, модулятора);
– применение модулирующих сигналов излишне большого уровня (явление перемоду-
ляции) или ограничение их амплитуд; квантование и др.
В результате в спектре излучаемых станцией радиосигналов появляются составляющие,
лежащие за пределами необходимой полосы частот, которые ухудшают ее ЭМС с другими
РЭС, работающими в соседних каналах. Излучение, ширина которого не выходит за преде-
лы необходимой ширины полосы радиочастот Вн, называют совершенным (оптимальным).
На практике большинство радиостанций имеют несовершенное (неоптимальное) излучение
из-за появления внеполосного радиоизлучения. Поэтому для оценки фактического (несовер-
шенного) излучения введено понятие занимаемой полосы Взн радиочастот, за пределами ко-
торой излучается определенная доля β (например, β = 1%) средней мощности радиостанции
на присвоенной ей частоте fо (рис. 2.3).
В пределах занимаемой полосы в этом случае сосредоточено 100 – β = 99% средней
мощности излучения. При этом мощность радиопомех от внеполосных излучений станций,
работающих в смежных (соседних) частотных каналах с данной, не превышает β% мощно-
сти сигнала в основном канале приема. Значение β устанавливается для каждого класса из-
лучения и в большинстве случаев не превышает 0,5%.
На практике важно также иметь информацию о форме огибающей спектра и о скорости
убывания спектральных составляющих внеполосного излучения за пределами необходимой
полосы частот. С этой целью вводится понятие ширины полосы частот на уровне –Х дБ от-
носительно уровня основного излучения, принятого за 0 дБ (ВХ на рис. 2.3). За пределами
полосы ВХ интенсивность любых дискретных спектральных составляющих или спектраль-
ная плотность мощности внеполосного излучения ослаблена относительно уровня основно-
го излучения (в полосе Вн на рис. 2.3) не менее чем на Х дБ. Обычно за нижний уровень из-
меряемой мощности принимается уровень, расположенный на 60 дБ (Х = –60 дБ) ниже
уровня основного излучения (0 дБ на рис. 2.3). Использование нескольких измерительных
уровней (Х = –30, –40, –50 и т.д.) позволяет контролировать форму и скорость убывания
внеполосного излучения. Оценка занимаемой полосы частот по критерию относительного
уровня –Х дБ для классов излучений А3Е, Н3Е, R3Е, J3Е лучше и точнее характеризует
спектр сигнала по сравнению с энергетическим критерием [2, 3].

Рис. 2.3. Характеристики основного и внеполосного излучения РПДУ
Контроль и нормирование внеполосного излучения осуществляется с помощью кон-
трольной ширины полосы частот излучения Вк, за нижним и верхним пределами которой
любая спектральная составляющая ослаблена на 30 дБ (в 1000 раз) и более по отношению к
максимальному значению излучаемой мощности. Значение контрольной ширины полосы
частот используется при распределении и присвоении номинальных частот радиостанциям
и при расчетах частотного разноса между соседними станциями.
Линия, проходящая через допустимые значения уровней Х излучения, называется огра-
ничительной (уровни 0, –30, –Х, –60 дБ на рис. 2.3). Она определяет верхнюю границу мак-
симально допустимых значений составляющих спектра внеполосного излучения. Огибаю-
щая реального спектра мощности излучения не выходит за пределы установленной ограни-
чительной линии. Значения ширины полос частот (Вн, Вк, ВХ, Взн) нормированы для различ-
ных классов излучения [1, 2, 7]. Пример норм на ширину полосы частот и внеполосные ра-
диоизлучения для сигнала класса J3Е (радиопередатчики фиксированной службы) представ-
лен в табл. 2.1 [2, 7].
Таблица 2.1. Пример норм на ширину полосы частот и внеполосные излучения
Формулы для расчета
Класс внеполосных радиоизлучений
излучения
J3E
необходимой
ширины полосы
частот Вн, Гц
контрольной
частот Вк, Гц
на уровне
–Х дБ
ВХ, Гц
Телефония,
одна боковая
полоса,
подавленная
несущая
Вн = (Fв – Fн) Вк = 1,15 Вн
30
35
40
50
60
1,15 Вн = Вк
1,25 Вн = 1,09Вк
1,6 Вн = 1,39Вк
2,9 Вн = 2,52Вк
5,4 Вн = 4,7Вк

60 ГЛАВА 2
Измеренные значения контрольной ширины полосы частот Вк и внеполосных излучений
ВХ не должны более чем на 20% превышать нормируемые значения [2]. Наличие норм по-
зволяет строить модели огибающей спектра мощности основного и внеполосного излуче-
ний, что необходимо при анализе ЭМС радиостанций.
При построении модели огибающая реального спектра аппроксимируется кусочно-ли-
нейной ограничительной линией вида, показанного на рис. 2.3 [2, 7]. При этом распределе-
ние мощности вблизи основного излучения представляется выражением [2, 7]
Р(Δf ) = Р(Δfi ) + Vi lg(Δf/Δfi ), (2.6)
где Р(Δfi) — уменьшение уровня мощности излучения при расстройке на Δfi относительно
уровня основного излучения (0 дБ), дБ; Vi — наклон огибающей ограничительной линии
спектра в пределах i-го линейного участка аппроксимации, в интервале частот от Δfi до
Δfi+1, дБ/дек.
Наклон ограничительной линии Vi (ее крутизна) характеризует скорость убывания мощ-
ности спектральных составляющих излучения:
Vi = [P(Δfi+1) – P(Δfi )]/lg(Δfi+1/Δfi ). (2.7)
Пример 2. Требуется построить модель огибающей спектра мощности основного и вне-
полосного излучений для сигналов класса J3E (телефония, одна боковая полоса частот, по-
давленная несущая). Координаты контрольных точек ограничительной линии спектра приве-
дены в табл. 2.1.
Решение. Ограничительная линия спектра при выделении верхней боковой полосы час-
тот представлена на рис. 2.4.
Участок 1 огибающей по оси частот ограничен точками с координатами 0 и Вн. В преде-
лах этого участка Р(Δf ) = 0 дБ и V1 = 0 дБ/дек.
Рис. 2.4. Модель огибающей радиоизлучения класса J3E
Участок 2 огибающей ограничен точками с координатами Х0 = 0 дБ, Δf1 = Вн и Хк =
= –30 дБ, Δf2 = Вк = 1,15 Вн. Скорость изменения огибающей (крутизну наклона) на этом уча-
стке получаем при подстановке координат граничных точек в уравнение (2.7):

V2 = (Хк – Х0)/lg(Вк/Вн) = –30/lg1,15 = –500 дБ/дек.
С учетом (2.6) уравнение огибающей на втором участке имеет вид
Р(Δf) = –500lg(Δf /Вн) при Вн ≤ Δf ≤ 1,15Вн.
Участок 3 огибающей (см. рис. 2.4) ограничен точками с координатами Хк = –30 дБ,
Вк = 1,15Вн и Х1 = –35 дБ, В–35 = 1,25 Вн. Крутизна наклона огибающей на этом участке
V3 = (Х1 – Хк)/lg(В–35/Вк) = –135 дБ/дек.
Уравнение для огибающей участка 3 будет
Р(Δf ) = Р(Вк) + V3lg(Δf /Вк) = –30 – 135lg(Δf /1,15Вн) = –22 – 135lg(Δf /Вн) при
1,15 Вн ≤ Δf ≤1,25Вн.
Выполняя аналогичные вычисления для участков 4, 5 и 6 огибающей и объединяя урав-
нения отдельных участков, получаем модель спектра мощности основного и внеполосного
излучений класса J3E, представленную на рис. 2.4:
f B
0 при ;
500lg( ) при 1,15 ;
22 135lg( ) при 1,15 1, 25 ;
⎪⎪
⎧ Δ ≤
⎪
н
− Δ ≤ Δ ≤ ⎪− − Δ ≤ Δ ≤ Δ = ⎨
f B B f B
н н н
fB B f B
н н н
н н н
н н н
н н н
( )
30,6 47 lg( ) при 1, 25 1, 6 ;
32 39lg( ) при 1, 6 2,9 ;
33 37lg( ) при 2,9 5, 4 .
Р f
fB B f B
f B B f B
f B B f B
− − Δ ≤ Δ ≤ ⎪⎪
⎪− − Δ ≤ Δ ≤
− − Δ ≤ Δ ≤ ⎩ ⎪
Побочные излучения — нежелательные радиоизлучения, возникающие в результате
любых нелинейных процессов в тракте формирования высокочастотных сигналов РПДУ,
кроме процесса модуляции. К ним относятся все показанные на рис. 2.2 радиоизлучения,
кроме основного, внеполосного и шумового. Интенсивность подобных излучений зависит
от диапазона рабочих частот радиопередатчика, типа и режима работы активных элементов
и др. [2, 3]. Уровень побочных излучений определяется по отношению к основному излуче-
нию в децибелах и должен соответствовать нормам РР [1] и другим директивным докумен-
там [2,7]. Например, средняя мощность любого побочного колебания на выходе телевизион-
ного передатчика, работающего в I–III диапазонах, не должна превышать 1 мВт и –60 дБ от
его номинальной пиковой мощности [2].
Радиоизлучения на гармониках — побочные излучения на частотах fn, в целое число раз
больших частоты fo основного излучения: fn = nfо, n = 2, 3, …. Причинами появления гармо-
ник являются: 1) работа усилителя мощности передатчика с отсечкой анодного (коллектор-
ного) тока; 2) нелинейность характеристик элементов радиотракта передатчика. Уровень
гармоник на выходе зависит от многих факторов: особенностей схемы передатчика, качест-
ва фильтрации выходных цепей, рабочего режима активных приборов и др. [2, 3]. Амплиту-
ды гармоник связаны со степенью нелинейности и обычно убывают с увеличением номе-
ра гармоники. Уровни гармонических составляющих имеют значительный разброс даже
для однотипных передатчиков (до 10…20 дБ). При расчетах радиопомех, создаваемых
гармониками, полагают, что уровни мощности помех распределены по нормальному зако-
ну около своего среднего значения и среднеквадратическое отклонение не зависит от но-
мера гармоники.
Среднее значение уровня мощности излучения на частоте n-й гармоники, дБВт, можно
выразить в виде [3]
Pг(fn) = Po (fо) + Vг lgfn + Aг, n ≥ 2, (2.8)
где Pо(fо) — уровень средней мощности основного излучения, дБВт; Vг — коэффициент, ха-
рактеризующий скорость убывания спектра, дБ/дек; Аг — ослабление излучения на гармо-
нике по отношению к основному, дБ.

62 ГЛАВА 2
Коэффициенты Aг, Vг, можно рассчитать по статистическим данным измерений.
В табл. 2.2 представлены усредненные экспериментальные результаты измерений для ра-
диопередатчиков различных диапазонов волн [2, 3].
Таблица 2.2. Экспериментальные результаты измерений
Диапазон частот, МГц Vг, дБ/дек Aг, дБ
Менее 30 –70 –20
30…300 –80 –30
Более 300 –60 –40
Выражение (2.8) и данные табл. 2.2 позволяют рассчитать ожидаемый уровень средней
мощности излучения радиопередатчика на определенной гармонике.
Например, в передатчике с выходной мощностью Р = 10 Вт (10 дБВт), работающего на
частоте 150 МГц, ожидаемый уровень средней мощности излучения на частоте второй гар-
моники
Рг(f2) = 10 – 80lg 2 – 30 = 10 – 24 – 30 = –44 дБВт.
Ослабление уровня мощности второй гармоники относительно уровня основного излу-
чения составляет 54 дБ.
На рис. 2.5 представлены рекомендованные МСЭ нормы на допустимые уровни радио-
излучений на гармониках в зависимости от средней мощности основного излучения Po
в диапазоне частот 10 кГц…960 МГц [2, 3].
Рис. 2.5. Нормы излучения радиопередатчиков на гармониках:
1 — диапазон 10 кГц…30 МГц; 2 — 30…235 МГц; 3 — 235…960 МГц
Ослабление уровня гармоник в диапазоне ниже 30 МГц должно быть не менее 40 дБ от-
носительно уровня основного излучения, а в диапазоне 30…960 МГц не менее 40…60 дБ
(в зависимости от мощности основного излучения).
Радиоизлучения на субгармониках — побочное излучение на частотах fcг, в целое число
раз меньших частоты основного излучения: fсг = fо /n, n = 2, 3, 4, …. Эти излучения характер-
ны для радиопередатчиков, в которых выходные радиосигналы формируются с помощью
умножителей частоты. Хотя на выходе умножителей обычно стоит фильтр, выделяющий
основное колебание с частотой fо, но вследствие недостаточного ослабления колебаний с
частотами fn = fо /n, 2fо /n, 3fо /n, … они попадают на вход усилителя мощности и с его выхода

поступают в антенно-фидерную систему. Оценку уровня излучения на субгармониках в
диапазонах частот, указанных в табл. 2.2, можно осуществлять с помощью выражения (2.8)
с использованием следующих значений: Vcг = –20 дБ/дек, Асг = –80 дБ [3].
Комбинационное излучение — побочное радиоизлучение, возникающее в результате
взаимодействия на нелинейных элементах РПДУ колебаний на частотах несущей или
формирующих несущую частоту, а также гармоник этих колебаний [2, 3]. Они образуют-
ся в возбудителе или синтезаторе частоты передатчика, когда рабочая частота формирует-
ся из одной или нескольких частот автогенератора или опорного кварцевого генератора. В
синтезаторе сетка рабочих частот создается путем нелинейных преобразований несколь-
ких колебаний с частотами f1, f2, f3, …, находящихся обычно в декадном соотношении:
f2 = 10f1, f3 = 10f2, …. В результате их смешивания появляются различные комбинацион-
ные составляющие с частотами fк = pf1 ± qf2 ± mf3 (p, q, m = 1, 2, 3, …), которые присутст-
вуют на выходе синтезатора вместе с полезным колебанием рабочей частоты. Уровни
комбинационных составляющих излучения на выходе радиопередающего устройства име-
ют наибольшее значение в полосе частот оконечного усилителя мощности и быстро убы-
вают за ее пределами.
Оценку уровня средней мощности комбинационного излучения, дБВт, дает выражение [3]
Pк(f) = Po (fо) + Vк lg(fк /fо) + Aк, (2.9)
где Po (fо) — уровень средней мощности основного излучения, дБВт; fк — частота комбина-
ционного излучения, Гц; Vк — коэффициент, характеризующий скорость убывания спектра,
дБ/дек.; Ак — величина ослабления комбинационного излучения, дБ.
Для коротковолновых передатчиков при 1,001 < fк /fо <1,1, Vк = –160 дБ/дек, Ак = –39 дБ,
вычисление по (2.9) дает общее ослабление уровня комбинационного излучения –(40…46) дБ
[3]. Уровни комбинационных излучений обычно меньше уровней излучений на гармониках.
Интермодуляционное излучение — побочное радиоизлучение, возникающее в результа-
те воздействия на нелинейные элементы высокочастотного тракта радиопередающего уст-
ройства генерируемых колебаний и внешнего электромагнитного поля (от других передат-
чиков). Такая ситуация возможна при близком расположении антенн соседних радиостан-
ций на ограниченной территории либо при работе передатчиков на общую диапазонную ан-
тенну. В [2, 3] отмечены две причины возникновения интермодуляционных колебаний:
1) мешающий сигнал поступает на оконечный каскад передатчика и усиливается вместе с
полезным сигналом; 2) сигнал на частоте помехи изменяет параметры активного элемента
во времени, что приводит к модуляции полезного сигнала на рабочей частоте и к появле-
нию в спектре выходного сигнала передатчика интермодуляционных составляющих. При
взаимодействии двух передатчиков с рабочими частотами f1 и f2 интермодуляционные со-
ставляющие возникают на частотах fи = pf1 + nf2, p, n = ± 1, 2, 3, …. Их число быстро увели-
чивается с ростом порядка интермодуляции N = |p| + |n|. Значения некоторых интермодуля-
ционных частот приведены в табл. 2.3 [2].
Таблица 2.3. Интермодуляционные частоты
Порядок интермодуляции 2 3 5 7
Сочетание частот | f1 ± f2 |
2f1 – f2
2f2 – f1
3f1 – 2 f2
3f2 – 2 f1 4f1 – 3 f2
Мощность интермодуляционного колебания зависит от мощности мешающего передат-
чика, типа активных элементов в выходных каскадах, степени связи между передатчиками
и от разности рабочих частот f1 и f2. Интермодуляционные частоты четного порядка имеют

64 ГЛАВА 2
значительную расстройку относительно рабочей частоты передатчика, и поэтому их уровни
сильно ослаблены фильтрующими системами. Составляющие 3-го порядка по частоте наи-
более близки к частоте основного излучения и могут попадать в полосу пропускания выход-
ного каскада. Они мало ослабляются избирательными цепями каждого передатчика и поэто-
му оказывают наибольшее мешающее действие. Составляющие 5-го и 7-го порядков также
могут находится в полосе усиления оконечных каскадов, но их мощность значительно
меньше составляющих 3-го порядка. Основные меры по уменьшению интермодуляционных
излучений состоят в улучшении фильтрации и уменьшении степени связи между передаю-
щими антеннами путем их рационального размещения.
Паразитное излучение — побочное радиоизлучение, возникающее в результате само-
возбуждения радиопередатчика из-за паразитных связей в его каскадах. Паразитные колеба-
ния в усилительных и генераторных каскадах появляются, если выполняются условия само-
возбуждения на частотах, определяемых параметрами цепи паразитной связи. Паразитные
излучения могут возникать на частотах как ниже, так и выше частоты основного радиоизлу-
чения. Их особенностью являются отсутствия кратности частоте основного радиоколеба-
ния. Мощность и значение частоты паразитного излучения трудно прогнозируемы и могут
иметь значительный разброс даже в группе однотипных передатчиков.
Уровни побочных радиоизлучений нормируются РР и другими нормативными докумен-
тами [1, 2]. За нормируемую величину мощности побочного излучения принимается сред-
няя мощность, передаваемая от передатчика в антенно-фидерный тракт на частоте побочно-
го излучения, выраженная в абсолютных и относительных единицах (по отношению к сред-
ней мощности передатчика в пределах необходимой ширины полосы). Приведенные
в табл. 2.4 нормы установлены в зависимости от мощности передатчиков и от диапазона ра-
бочих частот и должны выполнятся для любой из рассмотренных выше составляющих по-
бочных излучений [1, 2].
Таблица 2.4. Нормируемые уровни побочных излучений
Полоса частот Средняя мощность Нормируемые уровни
побочных излучений
9 кГц…30 МГц 25 Вт и менее –40 дБ; 50 мВт
30….235 МГц Более 25 Вт –60 дБ; 1 мВт
25 Вт и менее –40 дБ; 25 мкВт
235…960 МГц
Более 25 Вт –60 дБ; 20мВт
10 Вт и менее 100 мкВт
960 МГц…17,7 ГГц
Более 10 Вт –50 дБ; 100 мкВт
Шумовое излучение — нежелательное радиоизлучение, обусловленное собственными
шумами элементов передатчика и паразитной модуляцией несущей шумовыми процессами.
Шумовые излучения характеризуются спектральной плотностью мощности (абсолютной
или по отношению к уровню основного излучения) и шириной занимаемой полосы частот.
Интенсивность шумовых излучений зависит от схемы передатчика, его назначения, диапа-
зона частот применяемой элементной базы и отстройки Δf от частоты fо основного излуче-
ния. Для количественного описания шумовых излучений можно использовать выражение,
аналогичное (2.8), (2.9) [3]:
Pш(Δf) = Po (fо) + Vш lg(2Δf/Взн) + Aш, (2.10)
где Pш(Δf) — уровень мощности шумового излучения при отстройке на Δf от частоты ос-
новного излучения, дБВт; Vш — скорость убывания уровня шумового излучения, дБ/дек;

Aш — ослабление мощности шумового излучения в занимаемой полосе Взн относительно ос-
новного, дБ.
Для широко- и узкодиапазонных радиопередатчиков коэффициент Vш равен соответст-
венно –3 и –15 дБ/дек, а Aш = –60…–80 дБ [3]. В основной полосе частот уровень шумов на
60…80 дБ ниже уровня основного излучения, и поэтому шумы не влияют на качество прини-
маемого сигнала. Однако за пределами этой полосы, даже при расстройке на ±(5…10) МГц,
шумовое излучение передатчика может создавать ощутимые помехи близко расположен-
ным приемным устройствам других РЭС, работающим в соседних частотных каналах [2, 3].
Уменьшить эти помехи можно, удалив приемники на достаточно большое расстояние.
2.2. Характеристики радиоприемных устройств,
влияющие на ЭМС, и их нормирование
Радиоприемные устройства (РПУ) предназначены для выделения сигналов из радиоизлуче-
ний. Идеальный с точки зрения ЭМС радиоприемник должен иметь только один основной
канал приема (рис. 2.6) — полосу частот, находящуюся в полосе пропускания приемника и
предназначенную для приема основного излучения нужной радиостанции [2, 3]. В реальных
приемниках, кроме основного, имеются также нежелательные неосновные каналы приема,
расположенные за пределами полосы основного канала в широком диапазоне частот (2…5 на
рис. 2.6 и др.). Через основной и неосновные каналы на выход приемника могут поступать по-
мехи, ухудшающие ЭМС РЭС. Восприимчивость приемника к радиопомехам оценивается по
отношению к излучаемым помехам, воздействующим через антенну РПУ, а также помимо
нее, например, через корпус по цепям питания, управления и др. Восприимчивость является
мерой способности радиоприемника реагировать на непреднамеренные помехи и зависит от
его чувствительности и избирательности по основному и неосновным каналам приема.
Рис. 2.6. Характеристика восприимчивости к помехам супергетеродинного приемника:
1 — основной канал приема на частоте настройки fо = fг – fпр; 2 — побочный канал приема
на промежуточной частоте fпр; 3 — побочный канал приема на зеркальной частоте fг + fпр;
4 — побочные каналы приема на комбинационных частотах 0,5 (fг ± fпр) и 2fг ± fпр;
5 — побочные каналы приема на субгармониках частоты настройки приемника 0,5fо = 0,5(fг – fпр)
и зеркальной частоты 0,5(fг + fпр)
Неосновные каналы приема помеховых радиосигналов подразделяются на побочные и
внеполосные. К побочным относятся нежелательные канала приема, номинальные частоты
которых имеют фиксированное значение для данного приемника при его фиксированной

66 ГЛАВА 2
настройке на частоту сигнала fо. Расположение основного и побочных каналов приема на
характеристике восприимчивости супергетеродинного приемника показано на рис. 2.6.
В отличие от побочных, нежелательные внеполосные каналы приема появляются на
частотах, которые при фиксированной частоте настройки приемника могут иметь различ-
ные значения в зависимости от частоты мешающего сигнала. Частота радиопомехи при
этом не совпадает с частотами основного или побочных каналов приема, а ее уровень мо-
жет достигать таких значений, при котором в приемнике возникают нелинейные эффекты
блокирования, перекрестной модуляции и интермодуляции.
Избирательные свойства приемной антенны и приемника позволяют отличать и выде-
лять полезный радиосигнал на фоне мешающих излучений за счет разности в направлении
прихода радиоволн и (или) их поляризации, по занимаемой полосе частот, структуре сигна-
лов и др. Полезный сигнал по частотному признаку выделяется за счет частотной избира-
тельности приемника, которая характеризует его способность ослаблять помехи, отличаю-
щиеся по частоте от частоты настройки. Различают односигнальную и многосигнальную
частотные избирательности приемника. При малых уровнях полезного и мешающего сигна-
лов радиочастотный тракт приемника работает в линейном режиме, и его избирательные
свойства характеризует односигнальная частотная избирательность. Она определяется от-
ношением уровня входного сигнала на заданной частоте к его заданному уровню на частоте
настройки при неизменном уровне сигнала на выходе радиоприемника и измеряется с помо-
щью одного сигнала, подаваемого на вход приемника, с уровнем, не вызывающем нелиней-
ных эффектов в тракте приема [2, 3]. Методом односигнальной избирательности измеряют
параметры (полосу пропускания, коэффициент прямоугольности и др.) основного и побоч-
ных каналов приема при работе приемника в линейном или близком к линейному режиме.
В реальных условиях на вход радиоприемника наряду с полезным могут поступать ин-
тенсивные мешающие радиосигналы от нескольких радиостанций, что приводит к появле-
нию нелинейных эффектов в тракте приема. В этом случае оценка ЭМС радиоприемника и
измерение его параметров (в частности, избирательности), должна производиться при со-
вместном действии на входе двух (или трех) колебаний, соответствующих сигналу и поме-
хам. Многосигнальная избирательность радиоприемника определяется отношением уров-
ней одновременно поступающих на вход сигналов на одной или нескольких заданных час-
тотах и на частоте настройки приемника при заданном отношении на его выходе суммарной
мощности составляющих помехи к мощности полезного сигнала [2, 3]. Она характеризует
способность приемника ослаблять действие помех в зависимости от их расстройки в при-
сутствии полезного радиосигнала. Многосигнальные методы измерений параметров прием-
ника позволяют более полно оценить его работу в условиях действия сильных мешающих
сигналов, влияние которых приводит к появлению нелинейных эффектов блокирования, пе-
рекрестной модуляции и интермодуляции, т.е. к появлению соответствующих нежелатель-
ных внеполосных каналов приема.
2.2.1. Характеристики и параметры радиоприемника
при односигнальном воздействии
С помощью односигнальных методов оценивают параметры основного и побочных каналов
приема, влияющие на ЭМС радиоприемников при их работе в линейном режиме. Основной
канал приема занимает полосу частот, находящуюся в полосе пропускания приемника и
предназначенную для приема полезного радиосигнала [2]. К параметрам основного канала
относятся: чувствительность, динамический диапазон, частотная избирательность, полоса

пропускания, коэффициент прямоугольности, частота настройки, нестабильность частоты
гетеродина, отношение сигнал/шум на выходе. Побочные каналы на промежуточной часто-
те, на зеркальной частоте, на комбинационных частотах, на субгармониках характеризуют-
ся уровнем восприимчивости и частотой.
Чувствительность радиоприемника характеризует его способность обеспечивать при-
ем полезного радиосигнала на фоне собственных шумов при отсутствии радиопомех и вос-
производить его на выходе с заданным качеством. Количественно этот параметр определя-
ется минимально необходимой мощностью (или ЭДС) сигнала в антенне, при которой обес-
печивается номинальное значение напряжения или мощности на выходе приемника, при за-
данных параметрах модуляции радиосигнала и отношении сигнал/шум на выходе [2, 4]. На-
пример, при измерении чувствительности вещательных радиоприемников, предназначен-
ных для приема АМ сигналов, глубина модуляции радиосигнала устанавливается равной
30% (коэффициент модуляции m = 0,3), а частота модуляции — 1 кГц [2]. При этом мощ-
ность выходного сигнала приемника составляет примерно 10% от своего номинального зна-
чения (Рвых = m2Pном ≈ 0,1Рном).
Различают пороговую и реальную чувствительность радиоприемника.
Пороговая чувствительность приемника определяется минимальным уровнем радио-
сигнала на его входе при равных уровнях полезного сигнала и собственных шумов на его
выходе, т.е. при отношении сигнал/шум по мощности на выходе Qвых = Рс /Рш = 1 (0 дБ). За
порог восприимчивости приемника к помеховым радиоизлучениям в основном канале прие-
ма также принимается уровень собственных шумов, т.е. его пороговая чувствительность
Рпор (см. рис. 2.6) [2, 3].
Реальная чувствительность радиоприемника определяется минимальным уровнем ра-
диосигнала на его входе, при котором обеспечивается номинальная мощность полезного
сигнала на его выходе и заданное превышение уровня мощности сигнала над уровнем шу-
мов, т.е. отношение сигнал/шум на выходе должно быть Qвых = Рс /Рш > 1. Например, для ве-
щательных АМ приемников в диапазонах ДВ, СВ и КВ выходное отношение сигнал/шум
должно быть не менее 20 дБ, а в диапазоне УКВ при частотной модуляции несущей — не
ниже 50 дБ [2].
Реальная чувствительность приемника, ограниченная его собственными шумами, может
быть рассчитана по формуле [3]
Pс мин = kБ Тo Вш (Ta /To + Nш – 1)Qвых, (2.11)
где kБ = 1,38·10–23 — постоянная Больцмана, Дж/К; Тo — абсолютная температура окружаю-
щей среды, К; Та — эффективная шумовая температура антенны, К; Вш — ширина эффек-
тивной полосы шумов приемника, Гц; Nш — коэффициент шума приемника; Qвых – требуе-
мое отношение сигнал/шум на выходе.
В диапазоне 30…120 МГц при комнатной температуре (To = 293 К) отношение
Ta /To = 1,8⋅106/f 3, где f в мегагерцах [3]. На более высоких частотах (f > 120 МГц) отноше-
ние Ta /To ≈ 1. В этом случае реальная чувствительность
Рc мин = kБToBшNшQвых, (2.12)
а пороговая чувствительность (и порог восприимчивости)
Pс пор = kБToBшNш. (2.13)
Чувствительность приемников в зависимости от их назначения изменяется в широких
пределах. Например, чувствительность радиовещательных АМ приемников (при отношении
сигнал/шум на выходе не менее 20 дБ) находятся в пределах 50…300 мкВ в зависимости от
их класса качества, а в диапазоне УКВ — 2…15 мкВ [2].

68 ГЛАВА 2
Мерой линейности основного канала приема в отсутствие радиопомех является его ди-
намический диапазон Dок, численно равный отношению максимальной амплитуды радио-
сигнала Емакс (fо) на входе приемника, при которой нелинейные искажения Кни равны допус-
тимому значению, к его минимальной амплитуде Емин(fо) при которой отношение сиг-
нал/шум (Qвых) на выходе равно заданной величине [3]:
Dок(fо) = Емакс (fо)/Емин(fо) при Кни, Qвых = const.
Динамический диапазон характеризует допустимые пределы изменения амплитуды
входного радиосигнала, внутри которых обеспечивается требуемое качество выходного сиг-
нала. Максимальная амплитуда сигнала ограничивается сверху нелинейностью вольт-ам-
перной характеристики активных элементов (диодов, транзисторов и др.) усилительных и
преобразовательных каскадов приемника. Минимальная амплитуда входного радиосигнала
ограничивается снизу уровнем собственных шумов приемника, т.е. его чувствительностью.
Динамический диапазон приемников зависит от их назначения и класса и может иметь зна-
чение 100…120 дБ и более.
Частотная избирательность радиоприемника обеспечивает возможность выделения
полезного сигнала на фоне помеховых радиоизлучений благодаря различиям в их спек-
тральных характеристиках. График односигнальной частотной избирательности (рис. 2.7)
характеризует способность приемника ослаблять действие помехи в зависимости от величи-
ны отклонения ее частоты Δf по отношению к частоте настройки приемника (к частоте сиг-
нала) fо. На графике по оси абсцисс откладывают величину расстройки (Δf), а по оси орди-
нат — величину ослабления S(Δf), дБ,
S(Δf) = 20lg[K(fо)/K(Δf)], (2.14)
где K(fо), K(Δf) — коэффициенты усиления приемника на частоте настройки (fо) и при рас-
стройке на (Δf).
Рис. 2.7. Характеристика частотной избирательности приемника
Основной канал приема РПУ. Полоса пропускания приемника по основному каналу
В3 ограничена двумя частотами (f1 и f2 на рис. 2.7), на которых ослабление уровня сигнала
равно 3 дБ. Ширину полосы пропускания В3 обычно выбирают равной необходимой шири-
не частот Вн с учетом допустимого отклонения частоты радиолинии Δfрл в обе стороны
от присвоенной частоты:
B3 = Bн + 2Δfрл , (2.15)
где величина частотного рассогласования
Δfрл = Δfпр + Δfпд (2.16)
зависит от нестабильности частот настройки передатчика fпд и приемника fпр [2].

Идеальная характеристика избирательности, в отличие от показанной на рис. 2.7, долж-
на быть прямоугольной. При такой форме характеристики составляющие спектра сигнала
в пределах полосы пропускания В3 поступают на выход приемника без искажений и ослаб-
ления (S = 0 дБ), а шумы и помехи за пределами полосы полностью подавляются (S = ∞).
Представление о степени близости реальной (рис. 2.7) и идеальной прямоугольной характе-
ристик избирательности дает коэффициент прямоугольности КХ, равный отношению шири-
ны полосы частот ВХ на уровне Х дБ, к ширине полосы пропускания В3 на уровне 3 дБ:
КХ = ВХ /В3. (2.17)
Для радиовещательных приемников Х = 60 дБ, для приемников фиксированной службы
X = 30 дБ. У идеальной характеристики избирательности коэффициент прямоугольности
КХ = 1. В реальных приемниках избирательность считается хорошей при К60 = 2…4 и пло-
хой при K60 ≥ 8 [2, 3].
Недостаточная крутизна склонов характеристики избирательности приемника является
причиной появления в основном канале приема помех от радиопередатчиков, работающих
на частотах соседних каналов, смещенных на величину ± Δfcк относительно частоты основ-
ного канала f0. На рис. 2.7 пунктирной линией показана характеристика избирательности
одного из соседних каналов на частоте fск.
Величина ослабления помех, проникающих из соседних каналов, нормируются. При
АМ вещании в диапазоне ДВ, СВ несущие соседних по частоте каналов разнесены на 9 кГц,
что соответствует ширине необходимой полосы частоты Вн с учетом допустимого отклоне-
ния присвоенной частоты в обе стороны от ее номинального значения.
Установленные для бытовых радиовещательных приемников нормы требуют, чтобы одно-
сигнальная избирательность по соседнему каналу, определяющая ослабление помехи, при рас-
стройке Δfск = ±9 кГц составляла не менее 26…56 дБ в зависимости от класса приемника [2].
Математическая модель характеристики частотной избирательности может быть пред-
ставлена в виде кусочно-линейной функции от логарифма расстройки по частоте [3]:
S(Δf) = S(fi) + Vi lg(Δf/Δfi) для Δfi < Δf < Δfi+1, (2.18)
где S(Δf) — величина ослабления сигнала при расстройке на Δf относительно центральной
частоты УПЧ, дБ; Δfi, Δfi+1 — расстройка в начале и в конце i-го участка аппроксимации ха-
рактеристики избирательности, Гц; Vi — наклон i-го участка характеристики избирательно-
сти, дБ/дек,
Vi = [S(Δfi+1) – S(Δfi)]/lg(Δfi+1/Δfi). (2.19)
В случае, если известны (или измерены) полосы частот на уровнях 3, Х и 60 дБ (В3, ВХ,
В60 на рис. 2.7), модель характеристики избирательности приемника включает три участка
линейной аппроксимации (0, 1, 2), показанные на рис. 2.8.
Наклон характеристики на участках 1 и 2 описывается выражениями:
V1 = S(0,5B3)/lg(BX /B3) = X/lgKX;
V2 = [S(0,5B3) – S(0,5BX)]/lg(B60/BX) = (60 – Х)lg[K60/KX], (2.20)
где KX и K60 — коэффициенты прямоугольности характеристики избирательности.
В случае, если известен коэффициент прямоугольности характеристики К60, ее модель
состоит из двух участков аппроксимации (0 и 3 на рис. 2.8) и с учетом формул (2.18), (2.19),
(2.20) может быть представлена в виде
f В
0 при 0,5 ;
3
⎧⎪ Δ ≤ Δ = ⎨
60 60 3 60
( )
60lg ( ) lg при 0,5В 0,5 .
S f
fB K f В
⎩⎪ Δ ≤ Δ ≤
(2.21)

70 ГЛАВА 2
Рис. 2.8. Аппроксимация характеристики частотной избирательности приемника
Например, для модели характеристики избирательности радиовещательного АМ прием-
ника с полосой пропускания 9 кГц и коэффициентом прямоугольности К60 = 5 из (2.21) полу-
чаем
f
0 при 4,5 кГц;
⎧⎪ Δ ≤ Δ = ⎨
( )
86lg( 4,5) при 4,5 кГц.
S f
f f
⎩⎪ Δ Δ ≥
(2.21)
Расчеты по (2.22) ослабления помех, смещенных по частоте относительно несущей на
9 кГц (помеха по соседнему каналу) или ±15 кГц, дают значения, равные соответственно
26 и 44,7 дБ.
Если коэффициенты прямоугольности не известны, то принято использовать аппрокси-
мацию характеристики избирательности с наклоном V = 100 дБ/дек, показанную на рис. 2.8
линией 4. При этом К60 = 4, К20 = (К60)1/3 = 1,6. Уравнение характеристики 4 имеет вид
S[Δf] = 100lg[f/4,5]/lgK60 = 166lg(f/4,5) при |Δf| ≥ 4,5 кГц.
В этом случае ослабление помеховых сигналов, расстроенных относительно частоты
настройки приемника на ±9 и ±15 кГц, составят соответственно 33 и 86 дБ.
Побочным каналом приема называется полоса частот, находящаяся за пределами поло-
сы пропускания основного канала, в которой мешающий сигнал может проходить на выход
радиоприемника [2]. Мешающие сигналы могут проникать на выход приемника по побоч-
ным каналам приема, номинальные частоты которых имеют фиксированное значение при
настройке приемника на частоту сигнала fо (как это показано на рис. 2.6). Побочные каналы
образуются в смесителях супергетеродинных приемников. Их появление обусловлено не-
достаточной избирательностью преселектора приемника и нелинейностью процесса преоб-
разования частоты в смесителе, на выходе которого образуются колебания гармоник и ком-
бинационных частот полезного сигнала, гетеродина и помех. Поступающий на вход смеси-
теля сигнал (полезный или помеховый) попадает в полосу пропускания тракта УПЧ прием-
ника Впч и проходит на его выход, если выполняется условие [2, 3]
|pfc ± mfг | = fпч ± 0,5Впч, (2.23)
где fc — частота входного воздействующего сигнала; fг — частота гетеродина; fпч — проме-
жуточная частота; p, m = 0, 1, 2, … — номера гармоник сигнала и гетеродина.
Величина N = |p| + |m| называется порядком побочного канала. Из (2.23) средние (цен-
тральные) частоты побочных каналов
fпк = |(mfг ± fпч)/р|. (2.24)

При верхней настройке гетеродина (fг > fс) и разностной промежуточной частоте
(fпч = fг – fс) из (2.24) получаются следующие частоты побочных каналов приема.
Побочный канал на промежуточной частоте (2 на рис. 2.6) имеет среднюю частоту
fпк = fпч при р = 1, m = 0. Он образуется вследствие недостаточной избирательности пре-
селектора приемника (входных контуров и УВЧ). В приемниках магистральной радиосвя-
зи 1, 2 и 3-го классов мешающие сигналы на промежуточной частоте fпч должны ослаб-
ляться не менее, чем на 100, 80 и 60 дБ, а в бытовых радиоприемниках АМ сигналов на
частотах 280 и 560 кГц — не менее, чем на 40…26 дБ в зависимости от их группы слож-
ности [2, 8].
Побочный канал приема на зеркальной частоте (3 на рис. 2.6) имеет среднюю частоту
fпк = fз = fг + fпч = 2fс + fпч при p, m = 1. Он образуется также вследствие недостаточного ос-
лабления помеховых сигналов в преселекторе приемника. В соответствии с установленны-
ми нормами [2, 8] односигнальная избирательность по зеркальному каналу приемников ма-
гистральной связи 1, 2 и 3-го классов должны быть не менее 90, 70 и 60 дБ. В бытовых ра-
диовещательных АМ приемниках помеха по зеркальному каналу должна ослабляться не ме-
нее чем на 70…40 дБ в диапазоне ДВ в зависимости от их группы сложности.
Комбинационные каналы приема (4 на рис. 2.6) на гармониках гетеродина с частотами
2fг ± fпч, 3fг ± fпч и т.д. имеет среднюю частоту fпк = mfг ± fпч при p = 1, m = 2, 3, ….
Нелинейные побочные каналы приема появляются на частотах fпк = (mfг ± fпч)/p при
p, m = 2, 3, … в случае, если уровень входного сигнала достаточно велик и он подвергается
нелинейному преобразованию в смесителе приемника, в результате чего в смесителе обра-
зуются его гармоники (р > 1).
Например, при взаимодействии первой гармоники гетеродина (m = 1) и второй гармони-
ки мешающего сигнала (p = 2) образуются побочные каналы приема (5 на рис. 2.6) на суб-
гармониках частоты настройки приемника fпк = 0,5(fг – fпч) = 0,5fо и частоты зеркального ка-
нала fпк = 0,5(fг + fпч). Взаимодействие вторых гармоник мешающего сигнала и гетеродина
(р, m = 2) приводит к появлению полузеркального канала на частоте fпк = fг + 0,5fпч. Требуе-
мое ослабление помех по комбинационным каналам приема для приемников магистральной
радиосвязи 1, 2, 3 классов качества должно быть не менее 80, 66 и 60 дБ [2, 8].
Чем больше степень нелинейности процесса преобразования частоты в смесителе при-
емника, тем больше появляется гармоник и связанных с ними побочных каналов приема.
С увеличением номера гармоники сигнала р ее амплитуда, как правило, уменьшается, и со-
ответственно уменьшается действие связанной с ней помехи. Поэтому в практических рас-
четах ограничиваются значениями р ≤ 3.
Восприимчивость побочных каналов приема выражают в децибелах относительно чув-
ствительности основного канала (см. рис. 2.6). Этот параметр показывает, насколько чувст-
вительность побочного канала хуже чувствительности основного. Измерение ослабления
чувствительности по побочным каналам обычно производится односигнальным методом
(в отсутствии полезного сигнала).
Динамический диапазон по побочному каналу приема Dпк [2, 3] — отношение макси-
мальной амплитуды мешающего сигнала на частоте одного из побочных каналов Емакс(fпк)
к минимальной амплитуде полезного сигнала Емин(fо), при которой обеспечивается заданное
отношение сигнал/(шум + помеха) на выходе приемника, характеризует избирательность
приемника от помех по побочным каналам:
Dпк(fпк) = Емакс(fпк)/Емин(fо) при Qвых = const,
где Qвых = Рс /(Рш + Рпк) — отношение мощности полезного сигнала к суммарной мощности
внутренних шумов (Рш) и помех (Рпк) из побочного канала.

72 ГЛАВА 2
Восприимчивость по побочным каналам зависит от ослабления мешающего сигнала в
преселекторе приемника и от вида нелинейности характеристики смесителя. С ростом по-
рядка N побочного канала (N = |p| + |m|) его восприимчивость падает. Наиболее опасны по-
мехи по побочным каналам, имеющим сравнительно небольшую расстройку по отношению
к частоте настройки приемника, так как их сигналы недостаточно ослабляются его пресе-
лектором или в тракте УПЧ. К таким побочным каналам относятся зеркальный канал, полу-
зеркальные каналы и канал промежуточной частоты. Ослабление помех, поступающих на
выход приемника по указанным побочным каналам, должно быть наибольшим. Нормы на
избирательность по другим побочным каналам менее жесткие. Например, для магистраль-
ных приемников 1, 2 и 3-го классов требуемые величины ослабления помех по зеркальному
каналу составляют не менее 90, 70, 60 дБ, а по комбинационным каналам они составляют
соответственно 80, 66 и 60 дБ [2].
Пороговая восприимчивость приемников к помехам, поступающим по побочным кана-
лам, имеет значительный разброс [3]. Уровень порога восприимчивости для любых приемни-
ков, настроенных на произвольную частоту, может быть аппроксимирован выражением [3]
P(f) = P(fо) + Ilg(f/fо) + C, (2.25)
где P(fо) — пороговая (или реальная) чувствительность приемника на частоте основного ка-
нала fо, дБм; I — коэффициент, характеризующий скорость убывания восприимчивости по
мере удаления частоты побочного канала от частоты настройки, дБ/дек; С — ослабление
восприимчивости по побочному каналу приема относительно основного, дБ.
Параметры модели восприимчивости по побочным каналам, образуемых 1-й гармони-
кой гетеродина (m = 1), приведены в табл. 2.5, в которой обобщены результаты статистиче-
ской обработки данных измерений широкого класса приемников [3].
Таблица 2.5. Параметры модели восприимчивости
Частота f < fо f = fо f > fо
настройки I, дБ/дек С, дБ I, дБ/дек С, дБ
fо < 30
–20
80
I = 0
25
85
30 < fo < 300
–20
80
C = 0
35
75
fo > 300
–20
80
40
60
Для комбинационных побочных каналов, образующихся при участии второй и третьей
гармоник гетеродина (p = 1, m = 2, 3), ослабление С увеличивается соответственно на 15 и
20 дБ по отношению к данным, указанным в табл. 2.5 [3].
Пример 3. Оценим средний уровень восприимчивости к помехам по каналам побочного
приема приемника ОВЧ (30 МГц < f < 300 МГц), настроенного на частоту fо = 150 МГц и
имеющего чувствительность по основному каналу P(fо) = –100 дБм.
Решение. Из табл. 2.5 для этого диапазона частот имеем I = 35 дБ/дек, С = 75 дБ
(при частоте помехи f, превышающей частоту настройки приемника fо, т.е. при f > fо) и
I = –20 дБ, С = 80 дБ (при частоте помехи f, меньшей частоты настройки приемника fо,
т.е. при f < fо). По формуле (2.25) для этих случаев получаем:
ff ff f f
100 35lg( / ) 75 25 35lg( / ) при ;
⎧− + + = − + >
= ⎨− − + = − − < ⎩
o o o
o o o
( )
100 20lg( / ) 80 20 20lg( / ) при .
P f
ff ff f f
Результирующая характеристика средней восприимчивости, построенная на основании
полученных зависимостей, представлена на рис. 2.9.

Рис. 2.9. Характеристика средней восприимчивости приемника
к помехам по побочным каналам приема
График на рис. 2.9 дает значения среднего уровня входных мешающих сигналов, кото-
рые с вероятностью 50% будут создавать помехи по побочным каналам приема. Например,
сигнал с центральной частотой 30 МГц с вероятностью 50% проявится в виде помехи, если
его средний уровень равен –6 дБм. По мере уменьшения расстройки частоты мешающего
сигнала по отношению к частоте настройки приемника fо его восприимчивость к помехам
увеличивается. Согласно графику на рис. 2.9 верхняя граница восприимчивости приемника к
помехам по побочным каналам равна –25 дБм.
2.2.2. Характеристики и параметры радиоприемников
при многосигнальном воздействии
В реальных условиях эксплуатации радиоприемных устройств на них могут воздействовать
одновременно с полезным достаточно сильные мешающие радиоизлучения, влияние кото-
рых проявляется в виде нелинейных эффектов блокирования, перекрестных и интермодуля-
ционных искажений полезного сигнала, его вторичной модуляции. Частоты мешающих сиг-
налов при этом могут иметь различные значения, не совпадающие с частотами основного и
побочных каналов приема. Образующиеся каналы приема помех называются внеполосными.
Помехи, вызывающие эффекты блокирования и перекрестной модуляции, проявляют себя
только в присутствии полезного сигнала, что отличает их от помех по побочным каналам.
Многосигнальная частотная избирательность характеризует способность приемника
выделять полезный радиосигнал на фоне собственных шумов и мешающих радиосигналов,
действующих на его входе. Она определяется отношением уровней одновременно посту-
пающих на вход приемника сигналов на одной или нескольких заданных частотах и на час-
тоте настройки приемника при заданном отношении на его выходе суммарной мощности
составляющих помехи к мощности полезного сигнала [2, 3]. При измерении многосигнальной
избирательности для учета нелинейных эффектов блокирования, перекрестных искажений, а
также приема интенсивной помехи по побочным каналам на вход приемника подают два ко-
лебания, одно из которых соответствует полезному сигналу, а другой — помехе. Для оценки
интермодуляционных искажений используют три сигнала: полезный и два мешающих.
Влияние мешающих сигналов на характеристику частотной избирательности приемни-
ка показано на рис. 2.10, где кривая 1 — характеристика односигнальной избирательности
приемника при отсутствии или пренебрежимо малом уровне помехи (Рп1), кривые 2 и 3 —
многосигнальные характеристики избирательности, полученные при действии интенсивных
помех с уровнями Рп3 > Рп2 > Рп1 [2, 3]. Из рисунка следует, что увеличение мощности по-
мех приводит к ухудшению избирательных свойств приемника — расширению его полосы
пропускания и увеличению коэффициента прямоугольности частотной характеристики. Это
обстоятельство находит свое отражение в нормах на избирательность радиоприемников.

74 ГЛАВА 2
Рис. 2.10. Односигнальная (1) и многосигнальные (2, 3) характеристики
частотной избирательности приемника
Например, для бытовых АМ приемников высшего класса качества односигнальная из-
бирательность по соседнему каналу при расстройке на ± 9 кГц должна быть не менее 56 дБ,
а двухсигнальная при отношении сигнал/(шум + помеха) на выходе, равном 20 дБ, — не ме-
нее 44 дБ. Для этой же группы приемников односигнальная избирательность по зеркально-
му каналу в диапазоне ДВ — не менее 70 дБ, а двухсигнальная — не менее 50 дБ [2].
Эффект блокирования проявляется в уменьшении амплитуды полезного сигнала и со-
ответствующего уменьшения отношения сигнал/шум на выходе приемника в результате
действия на его входе мешающего сигнала с частотой, не совпадающей с частотой основно-
го и побочных каналов приема [2, 3]. Блокирование возникает в первых каскадах приемника
(УВЧ и смесителе) из-за нелинейности вольт-амперной характериcтики используемых ак-
тивных элементов (диодов, транзисторов и др). В окрестностях рабочей точки, определяе-
мой напряжением смещения Ео, вольт-амперная характеристика нелинейного элемента
Iвых = ϕ(Ео + Uвх) может быть аппроксимирована рядом Тейлора и представлена укорочен-
ным полиномом 3-й степени [3]:
Iвых ≈ Io + boUвх + bo′Uвх 2 2 + bo′′Uвх 3
6, (2.26)
где bo, o b′ , o b′′ — крутизна вольтамперной характеристики и ее первые две производные в
рабочей точке.
Известно [3], что в формировании амплитудной характеристики усилительного каскада
участвуют только нечетные члены ряда (2.26), аппроксимирующего характеристику нели-
нейного элемента. Поэтому, исключив постоянную составляющую тока Io и квадратичный
член ряда, получаем выражение
I ≈ b U + b′′U 3
6. (2.27)
вых o вх o вх Подставляя в (2.27) входное напряжение (Uвх) в виде суммы сигнала и помехи
(Uвх = Uс + Uп = Eccosωc t + Eпcosпωt) получаем

= + + ′′ 3 + 2 + 2 + 3
= ω + ω +
I b ( U U ) b ( U 3 U U 3 U U 3 U )6 b ( E cos t E cos t
)
вых o c п o c c п п с п o c c п п
b E t t EE t t EE t t
+ ′′ 3 ω + ω + 2 + ω ω + 2
+ ω ω +
[0,25 (3cos cos3 ) 1,5 (1 cos 2 ) cos 1,5 (1 cos ) cos
о c c c c п c п п с п с
3
п п п + 0, 25E (3cosω t + cos3ω t)] 6. (2.28)
Как следует из (2.28), в составе выходного тока нелинейного элемента имеются колеба-
ния с частотами fc, fп, 3fс, 3fп, 2fс + fп, 2fп + fс. На выход приемника проходит только колеба-
ние с частотой сигнала fc, так как все другие составляющие подавляются в процессе фильт-
рации в УВЧ и УПЧ.
Амплитуда первой гармоники тока на частоте сигнала fс, выделенная из (2.28),
I = E (b + b′′E 2 8 + b′′E 2
4) = Е b . (2.29)
1 c o o c o п с ср Уравнение (2.29) представляет амплитудную характеристику нелинейного элемента, харак-
теризующую зависимость амплитуды первой гармоники частоты сигнала от действующих
на входе напряжений сигнала и помехи (рис. 2.11).
Рис. 2.11. Влияние эффекта блокирования:
а) на амплитудную характеристику; б) на амплитуду сигнала
Выражение в круглых скобках (2.29) является средней крутизной bср вольт-амперной
характеристики активного элемента (диода, транзистора и др.), которая зависит от ампли-
тудных значений напряжения сигнала (Ес) и помехи (Еп). При сильной помехе (Еп >> Ес) вы-
ражение (2.29) можно упростить и представить в виде
I = E (b + b′′E 2
4) = Е b , (2.30)
1 c o o п с ср где средняя крутизна зависит только от мощности помехи:
b = b (1+ b′′E 2
4b ). (2.31)
ср o o п o Отношение b′′ b — параметр, характеризующий нелинейность используемого актив-
o o ного элемента, которая является причиной появления эффекта блокирования полезного сиг-
нала. Из (2.30), (2.31) следует, что при о b′′ = 0 амплитудная характеристика линейна (1 на
рис. 2.11, а), ее крутизна максимальна (bcp = bo) и амплитуда первой гармоники тока, равная
I1 = bо Ес, не зависит от действия помехи (рис. 2.11, б). При о b′′ < 0 амплитудная характери-
стика нелинейна (кривые 2 и 3 на рис. 2.11, а), а средняя крутизна (bcp < bo) и амплитуда то-
ка уменьшаются по мере увеличения мощности помехи. Следствиями эффекта блокирова-

76 ГЛАВА 2
ния полезного сигнала помехой являются уменьшение амплитуды выходного полезного
сигнала приемника на ΔI1 (см. рис. 2.11, б) и соответствующее уменьшение выходного отно-
шения сигнал/шум.
Характеристика частотной избирательности по блокированию представляет зависи-
мость амплитуды мешающего сигнала на входе приемника от его частоты при одновремен-
ном действии полезного сигнала и при заданной величине уменьшения амплитуды (и отно-
шения сигнал/шум) на выходе приемника. Ее снимают двухсигнальным методом. Влияние
блокирующей помехи на характеристику избирательности приемника отражено на
рис. 2.11, из которого видно, что увеличение уровня мешающего сигнала приводит к ухуд-
шению избирательных свойств приемника — расширению полосы пропускания и уменьше-
нию коэффициента прямоугольности частотной характеристики.
Параметрами частотной избирательности по блокированию являются коэффициент бло-
кирования, динамический диапазон и уровень восприимчивости по блокированию. Коэф-
фициент блокирования (Кбл) равен отношению приращения (изменения) амплитуды полез-
ного сигнала на выходе приемника |ΔЕвых | под действием помехи к амплитуде этого сигнала
при отсутствии помехи [2]:
bо′′Eп 4bо , (2.32)
Кбл = ΔЕвых /Евых = (Евых – Евых бл)/Евых = (I1 – I1бл)/I1 = 2
где Евых, Евых бл — амплитуды сигналов на выходе приемника, пропорциональные значениям
I1, I1бл на рис. 2.11, при отсутствии и наличии блокирующей помехи соответственно.
Частота мешающего сигнала при блокировании fбл, расположенная за пределами полосы
пропускания УПЧ, может совпадать с частотами соседних каналов fск или иметь промежу-
точное значение fскн ≤ fбл ≤ fскв (где индекс «н» обозначает нижний соседний канал, а «в» —
верхний) за исключением полос частот побочных каналов приема. Полоса частот, в которой
наблюдается эффект блокирования, называется полосой блокирования. Допустимая величи-
на коэффициента блокирования зависит от назначения и класса приемного устройства и
обычно не превышает 10% [3].
Динамический диапазон по блокированию Dбл определяется как отношение значения харак-
теристики частотной избирательности по блокированию при заданной частотной расстройке
мешающего сигнала относительно основного канала к чувствительности приемника [5]:
Dбл = Ебл(f)/Ес(fо) при Кбл = const,
где Ебл(f) — амплитуда мешающего сигнала на входе приемника: Ес(fо) — минимальная ам-
плитуда полезного сигнала на входе приемника, соответствующая его чувствительности.
В зависимости от класса приемника его динамический диапазон по блокированию обычно
не превышает 60…70 дБ.
Уровень восприимчивости по блокированию определяется как минимальный уровень
мешающего сигнала на входе приемника на заданной частоте (например, на частоте сосед-
него канала), при котором коэффициент блокирования равен заданному значению [2].
Параметры блокирования приемников нормируются. Для приемников магистральной
радиосвязи КВ диапазона уровень блокирующей помехи при отстройке ее частоты на
20 кГц относительно частоты сигнала должен быть не менее 60…90 дБмкВ (в зависимости
от класса приемника) и не менее 130 дБмкВ при отстройке на 6% [8]. Для уменьшения вос-
приимчивости приемников по блокированию следует повышать избирательность входных
цепей, применять в УВЧ и смесителе активные элементы с малым значением параметра не-
линейности о о b′′ b .
Перекрестное искажение полезного сигнала является еще одним нелинейным эффектом
в приемнике, который вызывает перенос модуляции с мешающего на полезный сигнал.

В результате этого эффекта возникают искажения спектра сигнала на выходе приемника
при действии на входе приемника модулированной радиопомехи, частота которой не совпа-
дает с частотами основного и побочного каналов приема [2, 3]. Перекрестные искажения
возникают в УВЧ и преобразователе частоты приемника при воздействии на эти элементы
модулированного мешающего сигнала с частотой, близкой к значению частоты настройки ос-
новного канала приема, например на частоте соседнего канала. При наличии АМ помехи и не-
модулированного полезного сигнала на входе нелинейного элемента действует напряжение
Uвх = Uс + Uп = Ес соsωсt + Еп(1 + mп соsΩпt)соsωпt, (2.33)
где mп — коэффициент амплитудной модуляции мешающего сигнала с частотой Ωп.
При подстановке (2.33) в (2.27) и выполнении тригонометрических преобразований по-
лучается выражение для амплитуды первой гармоники частоты сигнала, которое при усло-
виях относительной малости сигнала (Ес < Еп) и небольшой глубины модуляции помехи
(mп << 1) имеет вид
I1 = Ec (bo + bo′′Eп 2 4 + 0,5bo′′Eпmп 2
cosΩпt). (2.34)
Второе слагаемое в (2.34) отражает эффект блокирования полезного сигнала, а третье
слагаемое — эффект перекрестной АМ модуляции сигнала помехой с частотой Ωп, в резуль-
тате чего в спектре выходного сигнала нелинейного элемента появляются составляющие на
частотах fс ± Ωп. При Ωп ≤ 0,5В3 эти помеховые составляющие попадают в полосу пропуска-
ния основного канала и проходят на выход приемника. Глубина паразитной перекрестной
модуляции полезного сигнала в (2.34)
m = b′′E 2
m 2b . (2.35)
пр o п п o Параметрами перекрестных искажений являются коэффициент перекрестных искаже-
ний, уровень восприимчивости и динамический диапазон приемника по перекрестным ис-
кажениям.
Коэффициент перекрестных искажений Кпр определяется отношением уровня спек-
тральных составляющих, возникающих в результате перекрестных искажений, к уровню
сигнала на выходе приемника при заданных параметрах мешающего и полезного сигналов
[2, 3]. Из выражения (2.34) следует, что при немодулированном полезном сигнале коэффи-
циент перекрестных искажений численно равен глубине паразитной перекрестной модуля-
ции (2.35), т.е. Кпр = mпр. Если мешающий радиосигнал модулирован с частотой Ωп, а полез-
ный радиосигнал с частотой Ωc, то Кпр характеризует отношение величины приращения (из-
менения) первой гармоники выходного тока за счет действия помехи ΔI1(Ωп) к величине
приращения первой гармоники тока за счет полезного сигнала ΔI1(Ωс):
К = ΔI (Ω ) ΔI (Ω ) = b′′E 2
m 2b m . (2.36)
пр 1 п 1 c o п п o с В случае, когда глубина модуляции мешающего и полезного сигналов равны (mп = mс),
коэффициент перекрестных искажений равен отношению максимальной амплитуды спек-
тральной составляющей с частотой мешающего сигнала к максимальной амплитуде спек-
тральной составляющей с частотой полезного сигнала на выходе приемника [2]:
К = I (Ω ) I (Ω ) = b′′E 2
2b . (2.37)
пр 1 п 1 c o п o Здесь I1(Ωп), I1(Ωс) — амплитуды спектральных составляющих на выходе радиоприемника с
частотой помехи (Ωп) и частотой сигнала (Ωс).
Характеристика частотной избирательности по перекрестным искажениям пред-
ставляет зависимость амплитуды модулированного радиосигнала на входе радиоприемника
от частоты при заданном коэффициенте перекрестных искажений.

78 ГЛАВА 2
Уровень восприимчивости радиоприемника по перекрестным искажениям при задан-
ной частотной расстройке мешающего сигнала относительно частоты настройки приемника
определяется по снятой частотной характеристике при заданном Кпр [2]. Относительную
частотную избирательность (восприимчивость) приемника к перекрестным помехам харак-
теризует его динамический диапазон по перекрестным искажениям Dпр, равный отношению
величины частотной избирательности по перекрестным искажениям на заданной частоте
(например, на частоте соседнего канала) к чувствительности приемника [2, 3]:
Dпр = Епр(f)/Eс(fо) при Кпр = const,
где Епр(f) — амплитуда модулированного мешающего сигнала на входе приемника; Ес(fо) —
минимальная амплитуда полезного сигнала на входе приемника, соответствующая его чув-
ствительности.
Динамический диапазон является мерой линейности приемного тракта, которая ограни-
чивается сверху появлением перекрестных искажений полезного сигнала заданной величи-
ны, а снизу — чувствительностью приемника. Величина динамического диапазона по пере-
крестным искажениям у большинства приемников не превышает 55…65 дБ [3].
Из (2.37) при заданном коэффициенте перекрестных искажений Кпи может быть получе-
на оценка допустимой амплитуды мешающего сигнала Еп доп, характеризующая уровень вос-
приимчивости приемника к перекрестным искажениям. Установленные нормы на допускае-
мое напряжение перекрестной помехи в НЧ, СЧ, ВЧ диапазонах для бытовых приемников
нулевой группы сложности составляют 250, 250, 50 мВ соответственно, а для приемников
магистральной радиосвязи первого класса уровень перекрестных помех должен быть не ме-
нее 80 дБмкВ [2, 8].
Так как появление эффектов перекрестной модуляции и блокирования полезного сигна-
ла вызывается общей причиной — изменением коэффициента передачи нелинейного эле-
мента (изменением средней крутизны его амплитудной характеристики) под воздействием
сильного мешающего сигнала, то меры по уменьшению перекрестных искажений те же са-
мые, что и для эффекта блокирования.
Интермодуляция (взаимная модуляция) в радиоприемнике — нелинейный эффект, воз-
никающий при взаимодействии на входе приемника двух или более мешающих сигналов,
частоты которых не совпадают с частотами основного и побочных каналов приема [2].
Одновременное воздействие нескольких мешающих сигналов на нелинейные элементы
УВЧ или смесителя ведет к появлению спектральных составляющих с новыми частотами,
которые могут попадать в полосу пропускания основного или побочных каналов приемника
и создавать помехи на его выходе. Частоты опасных интермодуляционных колебаний по-
рядка N = |m| + |n|, попадающих в полосу пропускания УПЧ, определяются неравенством
|mf1 + nf2 | ≤ f0 ± ВХ/2, (2.38)
где f1, f2 — частоты мешающих сигналов; fо — частота настройки приемника; ВХ — полоса
пропускания УПЧ на уровне –X дБ; n, m = ±1, 2, 3, ….
Для оценки влияния интермодуляционных помех полоса частот УПЧ обычно берется на
уровне X = –60 дБ. Эта полоса может быть известна или определена исходя из используе-
мой модели избирательности приемника по промежуточной частоте. Для модели избира-
тельности тракта УПЧ на рис. 2.8 (кривая 4) выполняется соотношение В60 = 4В3, где В3 —
полоса на уровне 3 дБ (см. рис. 2.7).
Наибольшее мешающее действие создают интермодуляционные помехи второго (N = 2)
и третьего (N = 3) порядков вида f2 + f1 = fо; 2f1 – f2 = fо; 2f2 – f1 = fо, где f1 — частота помехи,
ближайшая к частоте настройки приемника, f2 — более удаленная частота. Положение ме-
шающих сигналов на оси частот, создающих такие помехи, показано на рис. 2.12. На вход

нелинейного элемента при этом воздействует суммарное напряжение Uвх полезного сигнала
(Uс) и двух мешающих (Uп1, Uп2):
Uвх = Uс + Uп1 + Uп2 = Eс сosωс t + Eп1 сosωп1t + Eп2 сosωп2t. (2.39)
Рис. 2.12. Образование интермодуляционных помех в радиоприемнике
Интермодуляционные составляющие второго порядка с частотами f2 + f1 = fо или
(bo′Uвх 2)
f2 – f1 = fо, показаные на рис. 2.12, а, формируются за счет квадратичного члена 2
ряда Тейлора (2.26), аппроксимирующего вольт-амперную характеристику нелинейного эле-
мента Iвых = ϕ(Ео + Uc + Uп1 + Uп2). При подстановке (2.39) в (2.26) с учетом соотношения
2 2 2 2
вх с п1 п2 с п1 п1 п2 с п2 U =U +U +U + 2(U U +U U +U U ) (2.40)
для амплитуды первой гармоники частоты сигнала в выходном токе нелинейного элемента
получаем
I1 = bо Ес + bо Еп1 Еп2/2. (2.41)
Второе слагаемое в (2.41) отображает действие интермодуляционных искажений ампли-
туды полезного сигнала, равной при отсутствии помехи bо Ес. Параметрами интермодуляци-
онных искажений в приемнике являются коэффициент интермодуляции, динамический диа-
пазон по интермодуляции и уровень восприимчивости приемника по интермодуляции.
Коэффициент интермодуляции Ки в радиоприемнике численно равен отношению уров-
ня помехи, появившейся в результате интермодуляции на выходе приемника, к уровню сиг-
нала, соответствующего чувствительности радиоприемника [2, 3]:
Ки = Еи(f)/Ес(fо),
где Еи(f) — уровень интермодуляционой помехи на выходе приемника; Ес(fо) — номиналь-
ный уровень сигнала на выходе приемника.

80 ГЛАВА 2
Из (2.41) получаем коэффициент интермодуляции 2-го порядка, равный относительно-
му уровню интермодуляционной составляющей в токе 1-й гармоники:
Ки2 = bo′Eп1Eп2 / 2boEc . (2.42)
Наиболее опасны интермодуляционные помехи 3-го порядка (рис. 2.12, в) с частотами
2f2 – f1 = fо или 2f1 – f2 = fо, где f1 — частота мешающего сигнала, ближайшего к частоте на-
стройки приемника fо. Это объясняется тем, что при образовании помех 2-го порядка вблизи
частоты настройки приемника находится частота только одного из двух мешающих сигна-
лов на рис. 2.12, а, в то время как при формировании помех 3-го порядка вблизи частоты на-
стройки могут находиться обе мешающие частоты (рис. 2.12, в). Поскольку помеха на более
удаленный частоте сильнее ослабляется в преселекторе приемника, уровень интермодуля-
ционных искажений 3-го порядка, как правило, значительно больше, и их следует учиты-
вать в первую очередь.
Интермодуляционные помехи 3-го порядка образуются за счет влияния кубичного чле-
o вх b′′U / 6 ряда Тейлора (2.27). При подстановке в это выражение (2.39) и выполнения три-
на 3
гонометрических преобразований получаем выражение для приращения амплитуды первой
гармоники частоты сигнала, обусловленной влиянием интермодуляционных помех, в виде
b′′Е 2
Е /8 . Отсюда коэффициент интермодуляции третьего порядка
o п1 п2 К = b′′Е 2
Е / 8b E . (2.43)
инз o п1 п2 o c Уровень интермодуляции составляющих быстро уменьшается с ростом их порядка, по-
этому составляющие с порядком N > 3 обычно не учитывается.
Характеристика частотной избирательности по интермодуляционным помехам пока-
зывает зависимость уровней мешающих сигналов на входе приемника, создающих интермо-
дуляционную помеху, от частоты одного из них при заданном коэффициенте интермодуля-
ции. Характеристику частотной избирательности по интермодуляционным помехам измеря-
ют трехсигнальным методом. На вход приемника при этом подают два мешающих сигнала
с одинаковыми уровнями и частотами f1 и f2, совпадающими с частотами соседних каналов,
смежных с частотой настройки приемника fо, например, для радиовещательных АМ сигна-
лов в КВ диапазоне f1 = fо + 5 кГц и f2 = fо + 10 кГц. В этом случае при взаимодействии вто-
рой гармоники помехи с частотой f1 с первой гармоникой помехи с частотой f2 образуется
интермодуляционная помеха на частоте сигнала, на которую настроен приемник: 2(fо + 5) –
– (fо + 10) = fо. Допустимой считается помеха, при которой коэффициент интермодуляции не
превышает 3…5% [2].
Динамический диапазон интермодуляции в радиоприемнике Dин определяется отноше-
нием величины частотной избирательности по интермодуляции в приемнике при заданной
частотной расстройке относительно основного канала приема к чувствительности радио-
приемника [2]:
Dин = Еин(f)/Ес(fо) при Кин = const,
где Еин(f) — амплитуда мешающих сигналов на входе радиоприемника, создающих интер-
модуляционную помеху; Ес(fо) — минимальная амплитуда полезного сигнала на входе при-
емника, соответствующая его реальной чувствительности.
Величина динамического диапазона по интермодуляционным искажениям в большин-
стве приемников не превышает 45…60 дБ.
Уровень восприимчивости по интермодуляции радиоприемника определяется как мини-
мальный уровень мешающих сигналов при заданной их частотной расстройке относительно
частоты основного канала приема и заданном коэффициенте интермодуляции [2]. В соот-
ветствии с нормами, установленными для приемников магистральной радиосвязи, уровень

интермодуляционных помех 3-го порядка должен быть не менее 80…60 дБмкВ в зависимо-
сти от класса приемников [8].
Интермодуляционная помеха на выходе приемника может появляться как при наличии,
так и при отсутствии полезного сигнала, в отличие от эффектов блокирования и перекрест-
ной модуляции, которые возникают только в присутствии полезного сигнала (см. рис. 2.12).
При прочих равных условиях радиоприемное устройство более восприимчиво к интермоду-
ляционным помехам по сравнению с эффектами блокирования и перекрестных искажений.
Поэтому динамический диапазон приемника по интермодуляционным искажениям, как пра-
вило, на 10…15 дБ меньше динамических диапазонов по блокированию и перекрестным ис-
кажениям. Меры борьбы с интермодуляционными помехами состоят в повышении избира-
тельности входных цепей и применении в УВЧ и смесителе активных элементов с малым
значением параметра нелинейности bo′′ / bo .
2.3. Характеристики антенн, влияющие на ЭМС,
и их нормирование
Антенны РЭС имеют значительное разнообразие как по типам, так и по характеристикам
[9, 10]. Вместе с тем все антенны можно подразделить на две группы: антенны осевого из-
лучения и апертурные антенны. К антеннам осевого излучения относятся директорные
(«волновой канал»), лучевые, спиральные антенны. К апертурным антеннам относятся ру-
порные антенны (на основе конического или пирамидального рупора), одно- и двухзеркаль-
ные антенны с параболическим рефлектором или параболические антенны (ПА), а также
комбинированные: рупорно-параболические (РПА), рупорно-линзовые (РЛА) и перископи-
ческие антенны (ПРА).
Характеристики излучаемого антенной поля зависят от расстояния между антенной
и точкой наблюдения. Результирующая напряженность поля, создаваемого антенной в сво-
бодном пространстве, зависит от разности хода волн Δr, образованных отдельными излу-
чающими элементами антенны, являющихся элементарными излучателями. Когда выполня-
ется условие Δr << λ (λ — длина волны), антенна может рассматриваться как точечная. Рас-
стояние от антенны, где это условие выполняется, называется дальней зоной, или зоной
Фраунгофера. Здесь напряженность поля изменяется обратно пропорционально расстоя-
нию. Характер изменения напряженности поля существенно зависит от расстояния R до пе-
редатчика. Различают ближнюю и дальнюю зона приема сигналов.
На практике граница дальней зоны Rдз принимается равной [11, 12]
Rдз = 2L/λ, (2.44)
где L — максимальный размер апертуры антенны. Граница ближней зоны, или зоны Релея,
определяется соотношением [24]
Rбз ≤ L/(2λ). (2.45)
При R ≤ Rбз напряженность поля слабо зависит от расстояния. При расстояниях от ан-
тенны R, соответствующих условию
Rбз ≤ R ≤ Rдз, (2.46)
напряженность поля быстро уменьшается с увеличением расстояния. Эта зона называется
зоной Френеля [12].
Обычно характеристики антенн указывают для дальней зоны, вместе с тем при решении
ряда задач, например, расчета условий внутриобъектовой ЭМС или расчета биологической

82 ГЛАВА 2
зоны передающей радиостанции (в которой должны выполняться санитарные нормы
на уровень напряженности поля), требуются соответствующие характеристики антенн и
в ближней зоне. Однако этот вопрос в литературе мало освещен, хотя некоторые данные
по нему имеются в [10, 11] и в гл. 7. Так, в [11] показано, что расстояние до дальней зоны
ПА с круглым зеркалом диаметром dа зависит от угла наблюдения ϕ относительно главного
направления излучения и при ϕ = 90°, например, составляет
Rд′з ≈ 2da , (2.47)
что дает существенно меньшее значение, чем по (2.44). В [11] также предлагается аналити-
ческая аппроксимация огибающей усиления ПА в ближней зоне, которая может оказаться
полезной при решении специфических задач ЭМС.
Важно также отметить, что характеристики электромагнитного поля в дальней зоне ан-
тенны, где оно имеет сформировавшийся характер, не зависит от конструкции и типа ан-
тенн, а определяется только ее диаграммой направленности. Ниже рассмотрены характери-
стики антенн, влияющие на условия ЭМС.
2.3.1. Основные параметры антенн
Коэффициент усиления (КУ) антенны — отношение мощности, подводимой к ненаправ-
ленной (изотропной) антенне с коэффициентом усиления 1, к мощности, подводимой к дан-
ной антенне, при условии одинаковой напряженности поля в месте приема.
В общем случае КУ в децибелах (в дальней зоне) в главном направлении излучения или
приема определяется (при нулевых омических потерях в элементах антенны) соотношением
gamax = 10lg(4πSa /λ2), (2.48)
где Sа — эффективная площадь антенны, которая зависит от типа и конструкции антенны
[10].
Для антенн осевого излучения (директорные, спиральные) Sа имеет довольно сложную
зависимость от относительной длины антенны [10]. В свою очередь относительная длина
определяется числом директоров (в директорных антеннах) или числом витков (в спираль-
ных антеннах), между которыми устанавливается расстояние порядка (0,1…0,3)λ. При этом
число вибраторов или витков спирали в реальных антеннах может составлять 3–30.
Для ПА Sа зависит от формы и размеров зеркала, а также типа антенны (однозеркальная,
двухзеркальная, неосесимметричная и др.) и определяется соотношением
Sа = Sзkип, (2.49)
где Sз — площадь раскрыва основного зеркала; kип — коэффициент использования поверх-
ности апертуры (КИП); для типовых ПА в зависимости от ее типа kип составляет 0,5…0,7 [9].
При известных угловых размерах основного луча антенны КУ ориентировочно может
быть рассчитан по формуле
gamax ≈ 10lg[44300/(ϕ0,5x ϕ0,5y)], (2.50)
где ϕ0,5x и ϕ0,5y — ширина основного луча антенны в градусах по половинной мощности во
взаимно ортогональных плоскостях [10].
Для ближней зоны КУ можно оценить по формуле [10]
gamax ≈ 10lg(4πR2 /Sа), (2.51)
которая для ПА с круглой формой зеркала имеет вид
gamax ≈ 10lg(16R2 /dа). (2.52)

Как видно из (2.51), (2.52), в ближней зоне КУ зависит от расстояния до точки наблюде-
ния (чего нет в дальней зоне), а само значение КУ существенно меньше, чем в дальней зоне,
рассчитанное в соответствии с (2.48) или (2.50).
Диаграмма направленности антенны (ДНА) определяет угловое распределение ампли-
туд напряженности электрического поля антенны E(ϕ) в дальней зоне в двух ортогональных
плоскостях при фиксированном удалении [9]. Обычно эти плоскости выбирают так, чтобы
в одной из них был расположен вектор электрического поля E, а в другой — магнитного по-
ля H. ДНА нормируется к максимальной интенсивности излучения, которое имеет место в
главном направлении, т.е. при ϕ = 0, и представляется зависимостью
F2(ϕ) = ga(ϕ) – gamax, (2.53)
где ϕ — угол наблюдения, образуемый направлением от точки расположения антенны до
точки наблюдения и главным направлением излучения (приема) данной антенны; F2(ϕ) —
значение ДНА, дБ, под углом ϕ; ga(ϕ) — КУ антенны, дБ, под углом ϕ.
Иногда в качестве ДНА указывают зависимости ga(ϕ) [14–16]. Следует иметь в виду,
что любая антенна излучает (принимает) электромагнитное поле не только на основной по-
ляризации, но и на ортогональной (кроссполяризации). Причем ДНА на основной и кросс-
поляризации существенно отличаются. Вид типовых идеализированных ДНА в прямоуголь-
ных координатах в двух плоскостях показан на рис. 2.13. Здесь сплошная кривая соответст-
вует ДНА в плоскости основной поляризации, а пунктирная кривая — ДНА в плоскости
кроссполяризации. На рис. 2.13 показаны основные параметры ДНА: главный лепесток —
часть ДНА, заключенная в секторе углов ϕ′0′1 < ϕ < ϕ′01 , где 01 ϕ′′ и 01 ϕ′ — углы, соответствую-
щие первому нулю ДНА в разные стороны от оси; ϕ0,5 — ширина ДНА по половинной мощ-
ности, т.е. при F2(ϕ) = –3 дБ; боковые лепестки (БЛ) и углы ϕ1БЛ, ϕ2БЛ, …, соответствующие
максимумам соответствующих БЛ; задний лепесток (ЗЛ); углы ϕ01, ϕ02, ϕ03, соответствую-
щие нулям ДНА. ДНА реальных антенн имеют значительно более сложный вид, чем на
рис. 2.13 [9, 11]. В частности, реальные ДНА имеют асимметрию и изрезанность огибаю-
щей (рис. 2.14). Кроме того, на форму ДНА влияют неточности и особенности конструкции
антенны, а также окружающие предметы, и в том числе поверхность земли [3, 10, 15].
Рис. 2.13. Общий вид идеализированных ДНА на основной поляризации
и кроссполяризации в прямоугольных координатах

84 ГЛАВА 2
Для расчета условий ЭМС, особенно сетевых структур радиосвязи, необходимо распо-
лагать полными зависимостями ДНА как на основной поляризации сигнала, так и на кросс-
поляризации. Однако указанное влияние на параметры реальных антенн элементов их кон-
струкции и окружающих предметов приводит к необходимости при проведении расчетов
ЭМС прибегать к усредненным математическим описаниям характеристик антенн РЭС,
в частности их ДНА. С этой целью на практике широко используются так называемые га-
рантированные огибающие ДНА в графической или аналитической форме, являющиеся ре-
зультатом аппроксимации экспериментальных ДНА реальных антенн. На рис. 2.15 в качест-
ве иллюстрации показана аппроксимация реальной экспериментальной ДНА с помощью
трех простых аналитических функций: 2
F1 (ϕ) = 29 – 25lg(ϕ) в секторе углов 0 < |ϕ| ≤ 20°;
2
2 F (ϕ) = 32 – 25lg(ϕ) в секторе углов 20 < |ϕ| ≤ 48° и 2
3 F (ϕ) = –10 дБ в секторе углов
48 < |ϕ| ≤180°.
а) б)
Рис. 2.14. Вид реальных ДНА на основной поляризации (а)
и на кроссполяризации (б) в полярных координатах
Достоинством гарантированных ДНА является их достаточно простой вид (как графи-
ческий, так и аналитический) и то, что их можно использовать для разных типов антенн, что
способствует надежности результатов расчета условий ЭМС.
В настоящее время используются также более сложные аппроксимации [14], но важно
то, что принцип аппроксимации, заключающийся в обеспечении определенных запасов в
области БЛ (как показано на рис. 2.15), при этом сохраняется.
На рис. 2.16, 2.17 в качестве иллюстрации сказанного приведены главные лепестки
усредненных ДНА антенны типа РПА-2П-2 на основной и кроссполяризации для частот
4 и 6 ГГц [11].

Рис. 2.15. Соотношение реальной ДНА и усредненной ДНА
а) б)
Рис. 2.16. Главные лепестки ДНА антенны РПА-2П-2 в диапазоне частот 4 ГГц
для основной поляризации (1) и кроссполяризации (2)
при вертикальной (а) и горизонтальной (б) поляризации сигнала

86 ГЛАВА 2
а) б)
Рис. 2.17. Главные лепестки ДНА антенны РПА-2П-2 в диапазоне частот 6 ГГц
на основной поляризации (1) и кроссполяризации (2) при вертикальной (а)
и горизонтальной (б) поляризации сигнала
На рис. 2.18, 2.19 приведены гарантированные огибающие ДНА типа РПА-2П-2, приме-
няемых в магистральных РРС [17], учитывающие влияние на параметры ДНА рабочей час-
тоты сигнала и его поляризации. Здесь обозначено: ГП — горизонтальная поляризация;
ВП — вертикальная поляризация.
а) б)
Рис. 2.18. Гарантированные огибающие ДНА антенны РПА-2П-2
в горизонтальной плоскости в диапазоне частот 4 ГГц
на основной поляризации (а) и кроссполяризации (б)

а) б)
Рис. 2.19. Гарантированные огибающие ДНА антенны РПА-2П-2 в горизонтальной плоскости
в диапазоне частот 6 ГГц на основной поляризации (а) и кроссполяризации (б)
На рис. 2.20 приведены гарантированные огибающие ДНА типа АНК [17]. Здесь: ВП —
вертикальная поляризация; ГП — горизонтальная поляризация; КП — кроссполяризация.
Антенна АНК является неосесимметричной однозеркальной ПА с вынесенным облучателем
и имеет довольно высокую кроссполяризационную защиту (40 дБ) по сравнению с обычны-
ми ПА, у которых этот показатель составляет 25…30 дБ. Вместе с тем из рис. 2.20 видно,
что параметры ДНА (особенно в заднем полупространстве) существенно зависят от поляри-
зации сигнала. Этот факт, очевидно, обусловлен так же, как и у антенн типа РПА, асиммет-
рией конструкции данной антенны.
а) б)
Рис. 2.20. Гарантированные диаграммы направленности антенны АНК-1,5
в горизонтальной плоскости в диапазоне 11 ГГц на основной вертикальной поляризации
и кросспроляризации (а) и на основной горизонтальной поляризации и кроссполяризации (б)

88 ГЛАВА 2
В качестве примера можно привести математическое описание (в аналитической и гра-
фической форме) гарантированных огибающих БЛ двухзеркальных осесимметричных ПА
типа АДЭ всех размеров, которые могут быть рассчитаны по соотношениям [9]:
⎧ − d λ − ϕ − g ≥ − g λ d
≤ ϕ ≤ °
⎪
40 10lg( / ) 25lg( / 2) при 150( / ) 75 ;
a a max a max a
2
F g g
( ) 20lg([ 72]/ 3) ( 25) при 75 170 ;
ϕ = − ϕ − − ≥ − + ° ≤ ϕ ≤ ° amax amax
⎨⎪
20 при 170 180 .
amax
g
⎩− − ° ≤ ϕ ≤ °
(2.54)
На рис. 2.21 в качестве иллюстрации приведены гарантированные огибающие БЛ пара-
болической антенны типа АДЭ-5 (диаметр 5 м) на частотах 2 и 4 ГГц, соответствующие
(2.54). Можно отметить несколько отличный характер этих ДНА по сравнению с ДНА,
представленными выше для других типов антенн. В частности, одной из особенностей этих
ДНА является наличие явно выраженного заднего лепестка, который примерно на 5 дБ пре-
вышает уровень БЛ в секторе углов 125…170°. Следует отметить, что для этого типа антенн
имеются данные по гарантированным ДНА, в которых задний лепесток не выражен [17] за
счет того, что уровень ДНА в секторе углов 100…170° указывается примерно на 5 дБ боль-
ше (штриховые линии на рис. 2.21).
Рис. 2.21. Гарантированные огибающие диаграмм направленности
антенны типа АДЭ-5 на частотах 2 и 4 ГГц
Кроссполяризационная защита антенны — ослабление поля перекрестной поляризации
(кроссполяризованной волны). Кроссполяризационная защита антенны количественно опре-
деляется коэффициентом поляризационной защиты
XPDа(ϕ) = gaоп(ϕ) – gaкп(ϕ), (2.55)
где gaоп(ϕ) — КУ антенны на основной поляризации; gaкп(ϕ) — КУ антенны на кроссполяри-
зации.
Зависимость XPDа(ϕ) имеет сложный характер, связанный с конструктивными особен-
ностями антенн, а также параметрами сигнала. При этом для всех типов антенн максимум
зависимости XPDа max наблюдается при ϕ = 0, т.е. на главном направлении приема или вблизи

оси ДНА. Для типовых директорных и параболических антенн 25 дБ ≤ XPDа max ≤ 30 дБ, а
для некоторого типа антенн, таких как РПА, может быть 40 дБ и более [17–20].
Как видно из представленных выше ДНА различных антенн, в области боковых и зад-
него лепестков ДНА, как правило, XPDа(ϕ) < 0, что указывает на наличие дополнительных
энергетических потерь (или отсутствие энергетического выигрыша) при приеме мешающих
сигналов не на основной поляризации за пределами основного лепестка антенны.
Коэффициент защитного действия Кзд, характеризующий разность КУ антенны в глав-
ном направлении и КУ с обратного направления, имеет вид
Кзд = ga(ϕ) – ga(ϕ = 180°). (2.56)
Значения Кзд современных антенн РЭС составляют 20…70 дБ [19–22].
В табл. 2.6 приведены основные параметры ПА для рабочей частоты 7 ГГц, полученные
по материалам [20–23]. Из представленных данных видно, что при обеспечении более вы-
сокого значения Кзд значение XPD существенно увеличивается (с 25 до 40 дБ).
Таблица 2.6. Основные параметры параболических антенн
Тип
характеристик
антенн
Диаметр, м КУ, дБ Ширина
ДНА, град. Кзд, дБ XPD, дБ
0,6 30,7 5 40 25…27
Стандартные 1,2 36,9 2,3 50 25…27
2,4 42,9 1,3 60 25…27
0,6 30,7 5 43 27…30
Улучшенные 1,2 36,9 2,3 53 27…30
2,4 42,9 1,3 64 27…30
0,6 30,7 5 60 30…32
Высокие 1,2 36,9 2,3 65 30…32
2,4 42,9 1,3 72 30…32
0,6 30,7 5 62 40
Очень высокие 1,2 36,9 2,3 68 40
2,4 42,9 1,3 74 40
2.3.2. Нормирование характеристик антенн
При расчетах ЭМС РЭС наиболее важными характеристиками антенн, требующими норми-
рования, являются ДНА на основной поляризации и кроссполяризации. Нормирование ДНА
осуществляется для всех видов РЭС общего назначения, конкретные данные о нормирова-
нии можно найти, например, в [9, 11, 13, 16–18]. Причем нормирование осуществляется как
на международном, так и национальном или корпоративном уровне. В последних случаях
нормирование характеристик антенн имеет уточняющий характер [9, 16–18]. При этом со-
ответствующие национальные и корпоративные нормативы должны согласовываться с меж-
дународным нормативами, поскольку последние в соответствии с Регламентом радиосвязи
имеют приоритет.
Особо актуально нормирование ДНА для многоканальных широкополосных средств
радиосвязи (СРС), таких, как спутниковые (ССС) и радиорелейные системы связи (РСС),

90 ГЛАВА 2
которые используют общие полосы рабочих частот в УКВ диапазоне (главным образом в
диапазоне частот 1…40 ГГц). Ниже приводятся сведения о действующем на данный момент
нормировании ДНА ССС и РСС. Следует отметить, что к РСС относят радиорелейные ли-
нии прямой видимости (РРЛ) и радиорелейные системы типа «точка–многоточка» (ТМТ).
Для практических расчетов помех и решения вопросов координации указанных видов
СРС в диапазоне частот 1…40 ГГц рекомендуется использовать так называемые эталонные
(справочные) ДНА, устанавливающие допустимые значения огибающей ДНА, т.е. такие,
которые не должны превышаться при использовании реальных антенн [14, 15, 18].
Эталонные ДНА для РРЛ прямой видимости в диапазоне 1…40 ГГц (параболические
антенны) определяются соотношениями, приведенными ниже, которые получены на осно-
вании соотношений, содержащихся в [13] в виде аналитических зависимостей ga (ϕ).
При отношении диаметра антенны da к рабочей длине волны λ больше 100 должны при-
меняться следующие уравнения:
⎪⎪
⎧− 2,5 ⋅ 10 − 3 ( ϕ / λ ) 2
при0 ≤ ϕ ≤ ϕ
;
⎪
a
ϕ = ⎪ − ϕ ≤ ϕ ≤ ϕ ⎨ − ϕ − ϕ ≤ ϕ ≤ ° 2 a1 amax
amax
amax
m
при ;
( )
m r
32 25lg при r
48 ;
10 при 48 180 ,
d
g g
F
g
g
⎩− − ° ≤ ϕ ≤ °
(2.57)
где da и λ в одинаковых единицах; ga max = 7,7 + 20lg(da/λ) — КУ антенны; ga1 = 2 +
+ 15lg(da/λ) — КУ первого БЛ; amax a1 a m 20 / ϕ = λ g − g d , град.; ϕr = 15,85(da/λ)–0,6, град.
При отношении da/λ ≤ 100 следует использовать следующие уравнения:
⎧− 2,5 ⋅ ⎪⎪
10 − 3 ( d
ϕ / λ ) 2
при0 ≤ ϕ ≤ ϕ
m
;
⎪
a
⎪ gg − ϕ ≤ ϕ < λ ϕ = m
d
⎨ − λ − ϕ − λ ≤ ϕ < ° 2 a1 amax a
a amax a
a amax
при 100( / );
( )
52 10lg( / ) 25lg при 100( / ) 48 ;
10 10lg( / ) при 48 180 .
F
d g d
d g
⎩ − λ − ° ≤ ϕ ≤ °
(2.58)
На рис. 2.22 представлены огибающие эталонных ДНА в графической форме, построен-
ные по (2.57) и (2.58).
Рис. 2.22. Огибающие ДНА РРЛ в диапазоне частот 1…40 ГГц
при разных значениях отношения диаметра антенны da и длины волны λ

При изучении вопросов координации и оценке взаимных помех между радиорелейными
системами ТМТ и между станциями таких систем и другими службами, работающими в той
же полосе частот в диапазоне 1…3 ГГц, рекомендованы эталонные ДНА, приведенные ниже.
В случаях, когда на станции ТМТ применяется антенна с всенаправленной ДНА в гори-
зонтальной плоскости или около нее, используют следующее уравнение для оценки ДНА
в вертикальной плоскости:
F2(ϕ) = max{ga1(ϕ), ga2(ϕ)} – ga max, (2.59)
где ga1(ϕ) = –12(ϕ/ϕ0,5)2; ga2(ϕ) = –12 + 10lg[max{ϕ/ϕ0,5, 1})–1,5 + k]; ϕ — угол в вертикальной
плоскости относительно направления максимального усиления антенны, град.; ga max — мак-
симальный коэффициент усиления антенны, дБ, в горизонтальной плоскости или около нее;
ϕ = 1/{[(10 0,1 g a max + 172,4) /191] 2
− 0,818} — ширина ДНА в вертикальной плоскости; k —
0,5 параметр, учитывающий повышенные уровни БЛ по сравнению с уровнем БЛ идеальной
антенны; в случае типовых антенн k = 1,5, а для антенн с уменьшенными уровнями БЛ k = 0.
На рис. 2.23 в качестве иллюстрации представлены ДНА всенаправленных антенн сис-
тем ТМТ для двух значений коэффициента усиления антенны и различных значениях коэф-
фициента k, описываемых уравнениями, входящими в (2.59).
а) б)
Рис. 2.23. Эталонные диаграммы направленности всенаправленных антенн
радиорелейных систем «точка–многоточка»:
а — ga max = 10 дБ; б — ga max = 13 дБ
В случае использования на абонентских станциях (АС) систем ТМТ антенн с ga max < 20 дБ
должны использоваться следующие уравнения:
⎧− ϕ θ 2
≤ϕ≤ϕ
⎪
⎪− ϕ ≤ ϕ < ϕ ϕ = ⎨
12( / ) при0 ;
0,5 1
14 при ;
2 1 2
− − ϕ ϕ ϕ ≤ ϕ < ϕ 1 2 3
⎩− − ϕ ≤ ϕ ≤ °
amax 3
⎪⎪
( )
14 32lg( / ) при ;
8 при 180 ,
F
g
(2.60)
0,5 2,7 10 ; − g θ = ⋅ ϕ2 = 1,9θ0,5; ( a max 6) / 32
3 2 10 . g − ϕ = ϕ ⋅
где ϕ1 = 1,078θ0,5; (4 0,1 a max )
Эталонные ДНА спутниковых систем фиксированных служб (ФССС) на междуна-
родном уровне определяются Рекомендациями 580 и 465 МСЭ-Р, согласно которым 90%
пиков уровней БЛ не должны превышать значений, определяемых соотношениями [11]:

92 ГЛАВА 2
g
29 25lg при 20 ;
3,5 при 20 26,3 ;
⎪⎪
− ϕ − ϕ ≤ ϕ < ° amax min
⎪− − g
° ≤ ϕ < ° ϕ = ⎨ − ϕ− ° ≤ ϕ < ⎧⎪
° 2 amax
amax
amax
( )
32 25lg при 26,3 48 ;
10 при 48 180 .
F
g
g
⎩− − ° ≤ ϕ ≤ °
(2.61)
В (2.61) параметр ϕmin определяется по формуле
d
1 при 100( / ) 1;
100( / ) при 100( / ) 1.
⎧ λ ≤
a
ϕ = min
⎨ ⎩
λ d λ d
> a a
На рис. 2.24 соотношения (2.61) представлены в графической форме совместно с экспе-
риментальной ДНА (нижний график) неосесимметричной двухзеркальной ПА фирмы Ver-tex
диаметром 2,4 м, имеющей в диапазоне 6 ГГц коэффициент усиления порядка 42 дБ [11].
Из рисунка видно, что ДНА данной антенны соответствует нормам (Рекомендации МСЭ),
причем с запасом. Отметим, что эталонные ДНА (как МСЭ-Р, так и национальные или кор-
поративные) предусматривают определенное превышение допустимых значений. Так, Реко-
мендациями МСЭ, определяемыми соотношениями (2.61), допускается превышение допус-
тимых значений на 10%.
Рис. 2.24. Соответствие реальной огибающей ДНА ФССС
эталонной ДНА, рекомендуемой МСЭ
Эталонные ДНА спутниковой вещательной службы, действующей в полосах частот
18/12 ГГц (СТВ-12), установлены Планом ВАКР (первоначально ВАКР-77 принят в 1977 г.,
а впоследствии уточнен). Следует отметить, что существенным достоинством Плана являет-
ся комплексный характер проработки нормативных показателей СТВ, включая и эталонные
ДНА [18]. При этом эталонные ДНА нормируют направленные свойства антенн как на ос-
новной поляризации, так и на кроссполяризации для всех типов станций СТВ. В Плане пре-
дусмотрено применение передающих антенн ЗС диаметром 5 м с усилением 57,4 дБ на час-
тоте 17,55 ГГц.
Эталонные ДНА передающих ЗС СТВ-12 определяются по соотношениям:
– для основной поляризации

g
g
36 20lg при 0,1 0,32 ;
51,3 53,2 при 0,32 0,54 ;
⎪⎪
− ϕ − ° ≤ ϕ < ° amax
⎪ − ϕ − ° ≤ ϕ < ° ϕ = ⎨ − ϕ − ° ≤ ϕ < ⎧⎪
° 2 amax
amax
amax
( )
29 25lg при 0,54 36 ;
10 при 36 ;
F
g
g
⎩− − ϕ ≥ °
(2.62)
– для кроссполяризации
⎧− ϕ<
⎪
30 при 0,6 / ;
a
2
( ) 9 20lg при 0,6 / 8,7 ;
ϕ = − ϕ − ≤ ϕ < ° amax a
⎨⎪
10 при 8,7 .
amax
d
F g d
g
⎩− − ϕ ≥ °
(2.63)
На рис. 2.25 соотношения (2.62), (2.63) представлены в графической форме.
Рис. 2.25. Эталонные ДНА передающих ЗС СТВ-12
При использовании данных эталонных ДНА имеются следующие ограничения:
– в пределах углов ϕ = 0,1…0,54° уровни БЛ на основной поляризации не должны пре-
вышать значений эталонной ДНА;
– в пределах углов ϕ = 0…(0,6/da) уровни БЛ на кроссполяризации не должны превы-
шать значений эталонной ДНА;
– в пределах углов ϕ = 0,54…180° на основной поляризации 90% пиков БЛ не должно
превышать значений эталонной ДНА.
Огибающие типовых эталонных ДНА (передающих и приемных) космических
станций (КС) СТВ-12 Районов 1 и 3:
– для основной поляризации
2
12( / ) при0 1,58 ;
0,5 0,5
2
( ) 30 при 1,58 3,16 ;
0,5 0,5
17,5 25lg( / ) при 3,16 *
;
0,5 0,5
F
⎧− ϕ ϕ ≤ϕ≤ ϕ
⎪⎪
ϕ = − ϕ ≤ ϕ ≤ ϕ ⎨⎪
⎩⎪− − ϕ ϕ ϕ > ϕ
(2.64)

94 ГЛАВА 2
– для кроссполяризации
40 40lg[( / ) 1] при0 0,33 ;
0,5 0,5
2
( ) 33 при 0,33 1,67 ;
0,5 0,5
40 40lg[( / ) 1] при 1, 67 *
.
0,5 0,5
F
⎧− − ϕ ϕ − ≤ ϕ≤ ϕ
⎪⎪
ϕ = − ϕ ≤ ϕ ≤ ϕ ⎨⎪
⎩⎪ − ϕ ϕ − ϕ > ϕ
(2.65)
Примечание: * До уровня изотропного излучения F2(ϕ) = –ga max.
В Плане предусмотрены также эталонные ДНА (передающих) КС СТВ-12 с повышен-
ной избирательностью, определяемых выражениями:
⎧− ϕ ϕ 2
≤ϕ≤ ϕ
⎪
⎪− ϕ ϕ ϕ − ϕ ≤ ϕ ≤ ϕ +
12( / ) при0 0,5 ;
0,5 0,5
18,75 2 ( / ) 2
при 0,5 1,16;
x x
2 0,5 0,5 0,5 0,5
0,5 0,5
0,5 0,5
( )
25, 23 при 1,16 1, 45 ;
22 20lg( / ) при 1, 45 ,
F
x
ϕ = ⎨
− ϕ + < ϕ ≤ ϕ ⎪⎪
⎩− − ϕ ϕ ϕ > ϕ
(2.66)
где х = 0,5(1 – 0,8/ϕ0,5).
На рис. 2.26 и 2.27 соотношения (2.65)–(2.66) представлены в графической форме.
Можно отметить, что в этом случае эталонные ДНА зависят от параметра ϕ0,5. Наимень-
шее значение этого параметра принято ϕ0,5 = 0,8°, и при этом ДНА с повышенной избира-
тельностью совпадает с типовой ДНА (верхняя кривая на рис. 2.26).
Эталонные ДНА приемных ЗС СТВ-12 в Районах 1 и 3:
– на основной поляризации для индивидуальных ЗС
0 при0 0,25 ;
0,5
12( / ) 2
при 0, 25 0,707 ;
0,5 0,5 0,5
2
( ) 9 20lg( / ) при 0,707 1, 26 ;
0,5 0,5 0,5
8,5 25lg( / ) при 1, 26 9,55 ;
0,5 0,5 0,5
33 при 9,55 ,
0,5
F
≤ ϕ ≤ ϕ ⎧⎪
− ϕ ϕ ϕ < ϕ ≤ ϕ ⎪⎪
ϕ = − − ϕ ϕ ϕ < ϕ ≤ ϕ ⎨⎪
− − ϕ ϕ ϕ < ϕ ≤ ϕ ⎪⎪
⎩− ϕ > ϕ
(2.67)
где ϕ0,5 = 2°;
– для коллективных ЗС (имеющих диаметр антенн > 1,5 м)
0 при0 0,25 ;
0,5
2 2
( ) 12( / ) при 0, 25 0,86 ;
0,5 0,5 0,5
10,5 25lg( / ) при 0,86 ,
0,5 0,5
F
≤ ϕ ≤ ϕ ⎧⎪
ϕ = − ϕ ϕ ϕ < ϕ ≤ ϕ ⎨⎪
⎩− − ϕ ϕ ϕ > ϕ
(2.68)
где ϕ0,5 = 1°;
– на кроссполяризации:
25 при0 0,25 ;
0,5
30 10lg( / 1) при 0, 25 0, 44 ;
2 0,5 0,5 0,5
0,5 0,5
0,5 0,5 0,5
( )
20 при 0, 44 1, 44 ;
30 25lg( / 1) при 1, 4 2 .
F
− ≤ ϕ ≤ ϕ ⎧⎪
⎪− − ϕ ϕ − ϕ < ϕ ≤ ϕ ϕ = ⎨− ϕ < ϕ ≤ ϕ ⎪⎪
⎩− − ϕ ϕ − ϕ < ϕ ≤ ϕ
(2.69)
Соотношения (2.67)–(2.69) представлены в графической форме на рис. 2.28.

Рис. 2.26. Типовые эталонные ДНА (передающих и приемных)
космических станций СТВ-12
Рис. 2.27. Эталонные ДНА (передающих) космических станций СТВ-12
с повышенной избирательностью

96 ГЛАВА 2
Рис. 2.28. Эталонные ДНА приемных ЗС СТВ-12:
1 — индивидуальные ЗС в Районах 1 и 3 на основной поляризации;
2 — коллективные ЗС в Районах 1 и 3 на основной поляризации;
3 — индивидуальные и коллективные ЗС в Районах 1 и 3 на кроссполяризации
Огибающие ДНА базовых (БС) и абонентских (АС) станций систем беспроводного
доступа (СБД) определены в стандарте ETSI [24]. Антенны БС могут быть ненаправленны-
ми и секторными. Ширина сектора, который обслуживается БС с секторной антенной, опре-
деляется углом 2θ (15 ≤ θ ≤ 180°; для ненаправленных антенн θ = 180°). На рис. 2.29 приве-
дена зависимость коэффициента усиления антенн БС от угловой ширины сектора обслужи-
вания θ.
Рис. 2.29. Коэффициент усиления антенны базовой станции СБД
в зависимости от ширины сектора
На рис. 2.30 показаны типовые ДН антенны БС на основной поляризации (сплошная ли-
ния) и на кроссполяризации (пунктирная линия). Отметим, что разность между кривыми на
рис. 2.30 определяет коэффициент поляризационной развязки XPDа. Положения точек Pi и
Qi на этом графике задаются значениями, приведенными в табл. 2.7.

Рис. 2.30. Огибающая ДНА базовой станции СБД
Таблица 2.7. Значения величин на рис. 2.30
Точка Угол ϕ, град. Относительное усиление, дБ
ДНА по основной поляризации
P0 0 0
P1 θ + 5 0
P2 θ + 63 –20
P3 153 –20
P4 158 –25
P5 180 –25
ДНА по кросс-поляризации
Q0 0 –20
Q1 θ + 27,5 –20
Q2 θ + 57,5 –25
Q3 180 –25
Диаграммы направленности АС. Антенны АС являются направленными с коэффици-
ентом усиления 10 дБ [24]. На рис. 2.31 показаны типовые ДНА абонентских станций СБД
на основной поляризации (сплошная линия) и на кроссполяризации (пунктирная линия).
На этом рисунке сплошными линиями показана ДНА на основной поляризации, а пунктир-
ными — кроссполяризационная ДНА. Положения точек Pi и Qi на этом графике задаются
значениями, приведенными в табл. 2.8.
Рис. 2.31. Огибающая ДНА абонентской станции СБД

98 ГЛАВА 2
Таблица 2.8. Значения величин на рис. 2.31
Точка Угол ϕ, град. Относительное усиление, дБ
ДНА по основной поляризации
P0 0 0
P1 8 0
P2 20 –20
P3 90 –22
P4 150 –35
P5 180 –35
ДНА по кросс-поляризации
Q0 0 –25
Q1 90 –25
Q2 150 –35
Q3 180 –35
2.4. Особенности распространения радиоволн
разных диапазонов частот
Общая характеристика распространения радиоволн. При работе систем радиосвязи
в земных условиях уровень радиосигнала, принятого после его прохождения по трассе рас-
пространения от передающей антенны, зависит от характеристик местности на трассе,
а также от изменчивости тропосферы и ионосферы в зависимости от сезона года, времени
суток и ряда других условий. Вследствие этого радиосигнал на входе приемника имеет па-
разитные амплитудно-фазовые случайные изменения, которые, как общее явление, принято
называть замиранием. В ряде случаев в зависимости от специфики условий распростране-
ния радиосигнала замирания имеют конкретные названия, например, мерцание, общие за-
мирания, частотно-селективные замирания и т.д.
Существуют восемь механизмов (видов) распространения радиоволн, а именно: через
тропосферный волновод, посредством земной волны, ионосферной волны, пространствен-
ной волны (состоящей из прямой волны и отраженных волн от различных поверхностей и
слоистых неоднородностей атмосферы), за счет дифракции, путем тропосферного рассея-
ния, в пределах прямой видимости и, наконец, из-за рассеяния гидрометеорами.
На рис. 2.32 и 2.33 схематично показаны основные из перечисленных выше механизмов
распространения сигналов. При этом на рис. 2.32 показаны долгосрочные механизмы рас-
пространения сигналов (тропосферное рассеяние, дифракция и прямая видимость), которые
могут являться носителями как полезного (ПС), так и мешающего (МС) сигналов.
На рис. 2.33 показаны краткосрочные механизмы распространения сигналов, обусловлен-
ные возникновением в тропосфере аномальных условий, таких, как инверсное изменение
температуры с высотой, выпадение гидрометеоров, появление тропосферного волновода и
др. Данные механизмы распространения в силу их краткосрочности действия являются
только носителями МС, хотя также вызывают и увеличение уровней ПС.

Рис. 2.32. Долгосрочные механизмы распространения сигналов
Рис. 2.33. Аномальные (краткосрочные) механизмы
распространения сигналов
Для решения задач ЭМС в общем случае требуется знать характеристики распростране-
ния как ПС, так и МС, которые для повышения надежности статистических данных принято
различать, а именно: данные для ПС соответствуют области значений уровней ниже его ме-
дианного значения, а для МС — в области уровней выше его медианного значения. Однако
в зависимости от вида конкретной задачи и алгоритма ее решения бывает достаточно распо-
лагать только характеристиками распространения МС. Как пример можно привести методи-
ку расчета координационного расстояния (КР) и координационной зоны (КЗ), которая со-
держится в Регламенте радиосвязи и Рекомендациях МСЭ и основана на концепции худше-
го воздействия МС.
В табл. 2.9 приведены сводные данные о видах распространения радиоволн, дальности
их действия, использовании полос частот и возможных уровнях помех для диапазонов час-
тот от ОНЧ до КВЧ [25].

100 ГЛАВА 2
Таблица 2.9. Данные о видах распространения радиоволн
Диа-
пазон Частота Вид Дальность Ширина
Дальность
действия
помех
Использование
ОНЧ 3…30
кГц Волновод Несколько
тысяч км
Очень
ограничена
Очень
большая
В мировом масштабе, ра-
дионавигационная и страте-
гическая связь на большие
расстояния
НЧ 30…300
кГц
Земная волна,
ионосферная
волна
Несколько
тысяч км
Очень
ограничена
Очень
большая
Радионавигационная
и стратегическая связь
на большие расстояния
СЧ 0,3…3
МГц
Земная волна,
ионосферная
волна
Несколько
тысяч км Средняя Очень
большая
Связь пункта с пунктом на
средние расстояния, радио-
вещательная и морская под-
вижная связь
БЧ 3…30
МГц
Ионосферная
волна
До
нескольких
тысяч км
Широкая Очень
большая
большие и короткие рас-
стояния, глобальное радио-
вещание, подвижная связь
ОБЧ 30…300
МГц
Пространст-
венная волна,
тропосферное
рассеяние,
дифракция
До
нескольких
сотен км
Очень
широкая
Ограни-
ченная
короткие и средние расстоя-
ния, подвижная связь, ло-
кальные сети, звуковое и
телевизионное радиовеща-
ние, персональная связь
УВЧ 0,3…3
ГГц
Пространст-
венная волна,
тропосферное
рассеяние,
дифракция, в
пределах пря-
мой видимости
≤ 100 км;
земля–космос
Очень
широкая
Ограни-
ченная
Связь пункта и пунктом на
короткие и средние расстоя-
ния, подвижная
связь, локальные сети, зву-
ковое и телевизионное ра-
диовещание, персональная
связь, спутниковая связь
СВЧ 3…30
ГГц
В пределах
прямой види-
мости
≤ 30 км;
Очень
широкая,
до 1 ГГц
Обычно
ограничен-
ная
короткие расстояния, звуко-
вое и телевизионное радио-
вещание, локальные сети,
подвижная/персональная
связь, спутниковая связь
КВЧ 30…300
ГГц
В пределах
прямой види-
мости
≤ 20 км;
Очень
широкая,
до 10 ГГц
Обычно
ограничен-
ная
короткие расстояния, мик-
росотовые сети, локальные
сети, персональная связь,
спутниковая связь
Наиболее полные и надежные данные по распространению радиоволн представлены в
основных Рекомендациях МСЭ серии Р [25–74], содержание которых отражает реальную и
очень сложную ситуацию в этом вопросе. Следует отметить, что общее число Рекоменда-
ций серии Р составляет несколько десятков и для их корректного использования имеется
Рекомендация Р.1144 [26], которая является кратким руководством по практическому при-
менению Рекомендаций серии Р в зависимости от вида службы связи.

Ниже рассматриваются основные особенности распространения радиоволн различных
диапазонов частот и основные методы прогнозирования характеристик распространения
ПС и МС.
2.4.1. Особенности распространения полезных радиосигналов
Диапазон частот 10 кГц…30 МГц. На частотах ниже 30 кГц потери при распространении
радиосигналов приближаются к уровню потерь при распространении в свободном про-
странстве. На ОНЧ прохождение радиоволн в режиме волноводного распространения меж-
ду ионосферой и поверхностью Земли может наблюдаться в глобальном масштабе.
В этом диапазоне частот важно учитывать два различных режима распространения: ре-
жим земной волны, который часто определяет уровни ПС, и режим ионосферной волны, с
помощью которого часто распространяются МС. Амплитуда отраженного от ионосферы
сигнала характеризуется выраженными суточными колебаниями из-за изменений уровня
поглощения в ионосфере. Природа ионосферного распространения предполагает, что линии
связи большой протяженности будут подвержены искажениям, обусловленным многолуче-
востью, помехам, воздействующим на сигнал, и перерывам в работе.
В рамках моделей распространения на ВЧ применяют числовые карты ионосферных ха-
рактеристик (Рекомендация P.434 МСЭ-Р [27]), а в Рекомендации P.533 МСЭ-Р [28] изло-
жен метод прогноза для любой трассы, любого сезона года и числа солнечных пятен основ-
ной и рабочей МПЧ, уровня напряженности поля, уровня принимаемой мощности и отно-
шения сигнал/шум.
Вопросы распространения земных волн для частот от 10 кГц до 30 МГц рассматривают-
ся в Рекомендации P.368 МСЭ-Р [29]. Ввиду сложности расчетов в Рекомендации Р.368 ис-
пользуется семейство кривых напряженности поля при распространении земной волны для
ряда типичных значений частот и характеристик поверхности Земли (ε — относительной
диэлектрической поницаемости, σ — проводимости) при ЭИИМ передающей станции 1 кВт
(рис. 2.34). Эти кривые могут использоваться для определения напряженности поля только
в случаях, когда известно, что отражения от ионосферы будут незначительны по амплитуде,
и когда приемная антенна расположена низко над поверхностью Земли.
Эти кривые, приведенные для однородных трасс, могут также использоваться для опре-
деления напряженности поля на смешанных трассах в соответствии с методами, приведен-
ными в Рекомендации Р.368 [29].
Основные потери передачи можно получить из значений напряженности поля Е,
дБмкВ/м, по кривым на рис. 2.35 из следующего уравнения:
Lb = 142,0 + 20logf(MГц) – Е, дБ. (2.73)
Влияние окружающей среды на передающую и на приемную антенны рассмотрено в
Рекомендации Р.341 МСЭ-Р [30].
Диапазон частот 30 МГц…1 ГГц. В этом диапазоне частот, за исключением самого
нижнего края полосы, распространения радиоволн через регулярную ионосферу не проис-
ходит. Влияние погоды ограничивается явлениями сверхрефракции и волноводного распро-
странения, которые могут вызываться инверсиями нормального градиента индекса рефрак-
ции в воздухе. Другими существенными отклонениями от распространения в свободном
пространстве являются тропосферное рассеяние и дифракция, вызываемые влиянием пре-
пятствий на трассе распространения, включая выпуклость Земли и дифракцию на рельефе
местности и зданиях.

102 ГЛАВА 2
а)
б)
Рис. 2.34. Кривые распространения земной волны на частотах 10 кГц…30 МГц
над водной поверхностью, морская вода средней солености: σ = 5 с/м; ε = 70 (а)
и над сушей, почва средней сухости: σ = 10–3 с/м; ε = 15 (б)

а)
б)
Рис. 2.35. Напряженность поля на сухопутных и морских трассах на частотах 30…250 МГц
для эффективной высоты передающей антенны h1: 50% времени; ЭИИМ = 1 кВт; h2 = 10м:
а — сухопутные трассы; б — морские трассы

104 ГЛАВА 2
В зависимости от конкретных условий распространения радиоволн для оценки потерь
при распространении могут использоваться следующие данные.
Ослабление радиоволн в свободном пространстве. При некоторых условиях достаточно
будет предположить, что полезный сигнал подвергается только ослаблению, обусловленно-
му распространением в свободном пространстве (Рекомендация P.525 МСЭ-Р [30]).
Дифракция вокруг гладкой поверхности Земли. Для прогнозирования уровня полезного
сигнала на расстояниях, превышающих расстояние прямой видимости, необходимо учиты-
вать кривизну Земли. Эти вопросы рассматриваются в [31].
Распространение радиоволн в конкретных регионах мира или над земной поверхностью
с определенной степенью неровности. В Рекомендациях P.370, P.528 и P.529 МСЭ-Р [32–34]
приведены кривые для различных радиослужб, диапазонов частот, регионов мира и высот
антенн, которые могут применяться для конкретной рассматриваемой ситуации.
Распространение радиоволн в городской инфраструктуре. Эта модель основывается
частично на Рекомендации P.529 МСЭ-Р [34] и использует формулу Окамура–Хата для рас-
чета ослабления в зависимости от расстояния и эквивалентной высоты передающей антен-
ны, процента застройки зданиями вокруг места приема, типа трассы и степени неровности
земной поверхности. Кроме того, может также оказаться необходимым учет и других меха-
низмов распространения, которые могут привести к возникновению помех. Эти механизмы
включают следующие явления.
Ионосферное распространение. В определенные сезоны года и время суток режимы ио-
носферного распространения, такие, как распространение через спорадический слой Е, мо-
гут обеспечивать распространение радиоволн на большие расстояния на частотах примерно
до 70 МГц. Данные вопросы рассмотрены в Рекомендации P.534 МСЭ-Р [35].
Волноводное распространение и cверхрефракция. Эти явления рассматриваются в Реко-
мендациях P.834 и P.452 МСЭ-Р [36, 37].
В Рекомендации Р.370 МСЭ-Р [32] используется метод расчета для вещательных радио-
служб на основе экспериментальных кривых распространения, представляющих значения
напряженности поля в полосах ОВЧ (30…250 МГц) и СВЧ (250 МГц…1 ГГц) как функции
протяженности трассы при различных эффективных высотах передающей антенны на на-
земных и морских трассах и для 1…50% времени. Все кривые соответствуют высоте прием-
ной антенны 10 м, а кривые для наземных трасс относятся к величине неровности местно-
сти Δh = 50 м, которая обычно применяется в расчетах для условий типовой неровной мест-
ности. Определение эффективной высоты антенны должно проводиться в соответствии
с Рекомендацией Р.341 [30]. Для эффективных высот передающей антенны h1, больших
1200 м и меньших 37,5 м, в Рекомендации Р.370 приводится метод и соответствующие фор-
мулы для расчета напряженности поля.
Изменение высоты приемной антенны (h2) в диапазоне 1,5…40 м учитывается в виде
поправки напряженности поля ΔЕh, дБ, относительно значения при высоте 10 м, которая оп-
ределяется по формуле
ΔЕh =
c 20lg(h2/10), (2.71)
6
где с = 4…8 дБ в зависимости от типа зоны (сельская, пригород, город).
Когда трассы проходят над зонами с разными характеристиками распространения, ис-
пользуется следующий метод, который учитывает характеристики различных частей трас-

сы. На СВЧ для времени р < 10% используется следующая процедура для расчета напря-
женности поля Em(p) для смешанных трасс, пересекающих границу земля/море:
Em(р) = El(р) + Ep[Es(p) – El(p)], (2.72)
где El(p) — напряженность поля для наземной трассы длиной, равной длине смешанной
трассы, для p% времени; Es(p) — напряженность поля для морской трассы длиной, равной
длине смешанной трассы, для p% времени; Ep — поправочный коэффициент, определяемый
в соответствии с графиками, представленными на рис. 2.36.
Рис. 2.36. Зависимость поправочного коэффициента
Eр от относительной длины трассы над морем
В случаях, когда трасса пересекает более двух зон (из которых по крайней мере одна —
море), применяется линейная процедура, приведенная выше, сначала к тем частям трассы,
которые пересекают морские зоны, и потом к тем частям, которые пересекают сухопут-
ные зоны. Эти два результирующих значения напряженности поля объединяют, исполь-
зуя процедуру, описанную выше. Для всех других случаев применяется процедура, приве-
денная выше.
В диапазонах ОВЧ и СВЧ для времени р ≥ 10% должна быть использована следующая
формула:
E ( p ) 1 dE ( p
), m
i i = Σ (2.73)
d
где Em(p) — напряженность поля для смешанной трассы для p% времени; Ei(p) — напря-
женность поля в i-й зоне, длина которой равна длине смешанной трассы, для p% времени;
di — длина трассы в i-й зоне; d — длина общего маршрута.
Диапазон частот 3…20 ГГц. Описанные ранее факторы распространения радиоволн
(за исключением ионосферных волн) действуют также и в данном диапазоне частот. Однако
при этом необходимо учитывать явления ослабления, рассеяния и кроссполяризации, вы-
званные влиянием гидрометеоров и других атмосферных частиц. На частотах выше пример-
но 15 ГГц необходимо также учитывать ослабление в атмосферных газах.
Дожди, выпадающие на трассе распространения радиоволн, могут создавать ряд про-
блем. На частотах выше примерно 10 ГГц ослабление в дождевых каплях может привести к

106 ГЛАВА 2
существенному ухудшению качества сигнала. Методы оценки распределения вероятностей
уровней ослабления обычно основаны на значениях интенсивности дождей Ro, мм/ч, превы-
шаемых в течение 0,01% времени. Эти значения должны быть получены при длительных
наблюдениях за выпадением дождей с помощью дождемеров, имеющих временнýю разре-
шающую способность 1 мин. Если для интересующего региона такие данные длительных
наблюдений отсутствуют, то вышеупомянутые значения можно определить по картам, при-
веденным в Рекомендации P.837 МСЭ-Р [37]. Для рассматриваемой частоты и поляризации
«погонное» ослабление можно затем рассчитать согласно Рекомендации P.838 МСЭ-Р [38].
Статистические данные по климатическим изменениям содержатся в Рекомендации P.453
МСЭ-Р [39].
При наземном распространении радиоволн в условиях ясного неба могут иметь место
замирания, обусловленные дифракцией, многолучевым распространением в атмосфере и
вдоль земной поверхности, расширением луча, расфокусировкой антенны, ослаблением в
атмосферных газах, а в некоторых регионах — песчаными и пыльными бурями. В Рекоменда-
ции P.530 МСЭ-Р [40] дается описание методов прогноза распространения на трассах прямой
видимости с учетом большинства этих явлений. При этом используется модель, учитывающая
следующие основные факторы, влияющие на характеристики распространения:
– cубрефракция, приводящая к экранированию радиоволны препятствием;
– усиление сигнала из-за возникновения волноводных условий распространения;
– отражение радиоволн от слоистых неоднородностей тропосферы;
– отражение радиоволн от подстилающей поверхности;
– ослабление в гидрометеорах;
– деполяризация радиоволн из-за многолучевости и дождя;
– искажения сигнала из-за частотно-селективных замираний (ЧСЗ).
Процент времени р, в течение которого превышается глубина замирания А, дБ, для худ-
шего среднего месяца определяется соотношением
p = 100 ⎡⎣1− exp(−10−qA 2 )⎤⎦ , (2.74)
где q = 2 + 10–0,016А[1 + 0,3⋅10–А/2][qt + 4,3(10–А/2 + A/800)]; (2.75)
qt = (–20lg[–ln{(100 – p0 ⋅10–A/10)/100}]/А – 2)/(10–0,016А[1 + 0,3⋅10–А/2]) –
– 4,3(10–А/2 + А/800). (2.76)
В (2.76) параметр p0 — частость появления ЧСЗ, %, определяется в соответствии с формулой
p0 = Kd3(1 + |εp|)–1,2 ⋅100,033f – 0,001hL, (2.77)
где К — геоклиматический коэффициент для усредненного худшего месяца по замираниям
d — длина трассы, км; f — частота, ГГц; hL — меньшая из высот передающей и приемной
антенн; εp — наклон трассы, мрад, определяемый по формуле
|εp | = |h1 – h2 |/d, (2.78)
в которой h1, h2 — высота антенн над уровнем моря, м. Геоклиматический коэффициент К
рассчитывается в соответствии с формулой [39]
К = 10–4,2 – 0,0029ΔN1 , (2.79)
в которой ΔN1 — градиент рефракции на первых 65 м высоты атмосферы, не превышаемый
в течение 1% среднего года, значение ΔN1 определяется в соответствии с Рекомендацией
Р.453 [39].
На рис. 2.37 приведены зависимости р(А), построенные по (2.77)–(2.79) для различных
значений параметра частости ЧСЗ p0 = 0,01…1000%.

Рис. 2.37. Процент превышения глубины замирания А на трассе прямой
видимости для разных значений параметра активности ЧСЗ р0
Пример 4. Рассчитать процент времени, в течение которого будет превышаться глубина
замирания А = 35 дБ на трассе прямой видимости, имеющей параметры: тип трассы — сухо-
путная; регион расположения трассы — Центрально-Европейская часть РФ; рабочая частота —
11 ГГц; длина пролета — 30 км; высоты антенн станций над уровнем моря 250 и 220 м.
Решение. Искомый процент может быть наиболее просто найден по графикам, приве-
денным на рис. 2.37. Решение можно также найти по (2.74)–(2.79). Далее используется пер-
вый способ расчета в следующей последовательности. По (2.78) рассчитывается наклон
трассы εp:
| εp | = |250 – 220| /30 = 1 мрад.
Для расчета параметра К по (2.79) сначала определяется показатель ΔN1 для заданной
территории, в данном случае ΔN1 = –300 1/м. Подставляя это значение в (2.79), получаем
К = 10–4,2 – 0,0029(–300) = 4,7⋅10–4.
Находится значение параметра hL = min (250, 220) = 220 м.
Подставляя в (2.77) эти данные, получаем
p0 = 4,7⋅10–4(30)3(1 + | εp | ) –1,2 ⋅100,033⋅11 – 0,001⋅220 = 7,1%.
По графикам на рис. 2.37 при p0 = 7,1% и А = 35 дБ находим значение искомого процен-
та времени p = 2,2⋅10–3%.
Ослабление радиоволн из-за рассеяния гидрометеорами становится заметным на часто-
тах выше 5 ГГц и для процентов времени p = 0,001…1% рассчитывается в соответствии
с формулой [40]
Аr (p) = 0,12A0,01 p– [0,546 + 0,043lg p], (2.80)
где A0,01 = k(I0,01)α d/[1 + d/35e–0,015I0,01]; (2.81)
k = 0,5[kг + kв + (kг – kв)сos2εpcos2τ]; (2.82)
α = 0,5[kгαг + kвαв + (kгαг – kвαв)сos2εpcos2τ]/k. (2.83)
Здесь I0,01 — интенсивность дождя, превышаемая в течение 0,01% времени; kг, αг, kв, αв —
коэффициенты аппроксимации частотной зависимости погонного ослабления в дожде для
горизонтальной и вертикальной поляризации сигнала, значения которых приведены в
табл. 2.10 [41, 42]; τ — угол между плоскостью поляризации и горизонталью, обычно при
расчетах принимается τ = 45°.

108 ГЛАВА 2
Таблица 2.10. Значения коэффициентов аппроксимации
f, ГГц kг kв αг αв
10 0,0101 0,00887 1,276 1,264
12 0,0188 0,0168 1,217 1,200
15 0,0367 0,0335 1,154 1,128
20 0,0751 0,0691 1,099 1,065
25 0,124 0,113 1,061 1,030
30 0,187 0,167 1,021 1,000
35 0,263 0,233 0,978 0,963
40 0,350 0,310 0,939 0,929
Пример 5. Рассчитать ослабление сигнала в дожде на трассе, имеющей те же парамет-
ры, что в примере 1, для двух значений процента времени p1 = 0,01% и p2 = 0,001%. Принять
значение I0,01 = 30 мм/час.
Решение. По табл. 2.10 находим значения параметров kг, αг, kв, αв и подставляем
в (2.82)–(2.83). Далее полученные значения k и α подставляем в (2.81), откуда при τ = 45°
получаем А0,01. Подставляя полученное значение А0,01 в (2.80), находим при соответствую-
щих значениях p1 и р2 искомые значения ослабления сигнала в дожде Аr (0,01%) и
Аr (0,001%).
Результаты расчетов всех величин приведены в табл. 2.11.
Таблица 2.11
kг αг kв αв α k А0,01,
дБ
Аr (0,01%),
дБ
Аr (0,001%),
дБ
0,01445 1,2465 0,012835 1,2320 1,1429 0,0095 20,5 20,5 44,2
Сильный дождь на трассе распространения сигнала приводит в течение малых процен-
тов времени к уменьшению кроссполяризационной развязки XPD, оценка которой может
быть сделана с помощью соотношения
XPD = U – V(f)lg(CPA), (2.84)
где U = 15 + 30lg(f); V(f) = 12,8f 0,19 для 8 ≤ f ≤ 20 ГГц; V(f) = 22,6 для 20 < f ≤ 35 ГГц;
CPA = |Aг – Aв| — кроссполяризационное ослабление на трассе распространения, т.е. раз-
ность ослабления на горизонтальной поляризации Aг, дБ, и на вертикальной поляризации
Aв, дБ. На реальных трассах как для линейной, так и для круговой поляризации,
CPA = 1,5…2 дБ.
Влияние ЧСЗ учитывается дополнительным процентом нарушения связи по соотношению
( м 20 2 нм 20 2 )
м ,м нм ,нм 2,15 10 B 10 B ,
s s m r m r p = η W ⋅ − τ τ +W ⋅ − τ τ (2.85)
где ηs — параметр активности многолучевости на данной трассе [40],
ηs = 1 – exp(–0,2[p0 /100]); (2.86)
Wм — ширина сигнатуры, ГГц, указывается в технических данных аппаратуры; Вм и Внм —
глубина сигнатуры, дБ, указывается в технических данных аппаратуры; τr,нм — эталонное
значение задержки отраженного сигнала, указывается в технических данных аппаратуры и
обычно имеет место соотношение τr,м = τr,нм = τ0 = 6,3 нс; τm — задержка отраженного сигна-
ла, нс, определяемая по формуле
τm = 0,7d/30. (2.87)

В (2.85) индекс «м» соответствует минимально-фазовым ЧСЗ, а индекс «нм» — неми-
нимально-фазовым ЧСЗ. Определение параметров сигнатуры и описание способа ее получе-
ния приведены в Рекомендации F.1093 МСЭ-Р [41].
Пример 6. Рассчитать процент нарушения связи из-за влияния ЧСЗ на пролете РРЛ при
следующих исходных данных: параметры трассы те же, что в примере 1; ширина сигнатуры
для минимально-фазовых ЧСЗ и неминимально-фазовых ЧСЗ составляет WX = 28 МГц; глу-
бина сигнатуры для минимально-фазовых ЧСЗ и неминимально-фазовых ЧСЗ BX = 22 дБ;
эталонная задержка τ0 = 6,3 нс. (Данные ширины и глубины сигнатуры взяты из технических
данных аппаратуры «InterLink» фирмы Nera, Норвегия.)
Решение. Подстановкой исходных данных в (2.77), (2.78) и (2.79) находим параметры
εp, К и р0, с учетом которых по (2.87) получаем значение параметра ηs. Далее по (2.87) рас-
считываем τm. Подставляя данные в (2.85), находится искомый процент нарушения связи.
Результаты расчетов всех необходимых величин сведены в табл. 2.12.
Таблица 2.12
εp К р0, % ηs WX, МГц BX, дБ τm, нс τ0, нс ps,%
1 4,7⋅10–4 7,4 0,03 28 22 0,7 6,3 2,2⋅10 – 5
На трассах земля–космос важное значение имеют такие явления распространения ра-
диоволн, как ослабление сигнала, замирания за счет мерцаний и деполяризация сигнала,
причем важность каждого из этих явлений определяется геометрией трассы, климатом и па-
раметрами системы связи. Дополнительную информацию можно найти в Рекомендациях
P.679 МСЭ-Р, P.680 МСЭ-Р, P.681 МСЭ-Р и P.682 МСЭ-Р [42–45].
В Рекомендации P.618 МСЭ-Р [46] приведены методы определения потерь сигнала в
случаях поглощения в газах и ослабления в дожде. Пространственное разнесение может
значительно уменьшить уровень ослабления, соответствующий заданному годовому про-
центу времени на трассах, испытывающих большое ослабление, а также уменьшить эффек-
ты мерцания и деполяризации. В Рекомендации P.618 МСЭ-Р также приведен метод про-
гнозирования глубины замираний, обусловленных мерцаниями, для диапазона процентов
времени года между 0,01 и 50%.
Асимметричные рассеивающие объекты (дождевые капли, кристаллы льда) на трассе
распространения радиоволн приводят к деполяризации сигнала в системах связи с повтор-
ным использованием частот и с применением двойной поляризации. В Рекомендации P.618
МСЭ-Р представлен метод оценки кроссполяризационной развязки XPD для частот от 8 до
35 ГГц для углов места на трассе 60° и менее. В качестве фактора, влияющего на ожидае-
мую величину XPD в условиях дождя, дается также описание эмпирической поправки на
деполяризацию за счет льда.
Характеристики распространения радиоволн и методы их предсказания на трассах тро-
посферных РРЛ (ТРЛ) приводятся в Рекомендации МСЭ Р.617 [47] для девяти климатиче-
ских регионов мира в виде среднегодовых потерь передачи для разных частот и процентов
времени и разной протяженности трасс.
Модели распространения радиоволн в вещательных радиослужбах и системах «точка–
зона» («точка–многоточка», беспроводный доступ, локальные радиосети) в диапазоне час-
тот от 300 МГц до 100 ГГц содержатся в Рекомендациях Р.1145, Р.1146, Р.1238, Р.1410,
Р.1411, Р.1546 [48–52].
Диапазон частот выше 20 ГГц. Основные преимущества использования этого диапа-
зона частот, которые обеспечивают необычайные возможности для распределения и при-
своения частот, несомненно состоят в широкой доступной полосе частот и меньших по раз-

110 ГЛАВА 2
мерам антенн. Основной недостаток — высокая подверженность атмосферным эффектам,
которые приводят к большим ослаблениям сигнала и ограничивают или исключают исполь-
зование многих систем радиосвязи. Однако такие эффекты ослабления можно также ис-
пользовать в интересах обеспечения защиты систем от помех вследствие значительно более
высоких потерь в свободном пространстве на этих частотах.
Данный диапазон частот характеризуется «окнами», которые являются полосами с от-
носительно низким ослаблением, и полосами поглощения, где наблюдается очень высокое
ослабление. Окна и полосы поглощения определяются в первую очередь поглощающими
свойствами газов, в основном кислорода и водяного пара. Поглощение в кислороде макси-
мальны на частотах 60 и 119 ГГц, а поглощение в водяном паре максимально вблизи частот
22 и 183 ГГц. Однако следы газов могут значительно влиять на величину ослабления при
отсутствии водяного пара на частотах выше примерно 70 ГГц. Методика определения сред-
них значений плотности водяных паров в атмосфере вблизи земной поверхности, оказываю-
щих существенное влияние на системы, работающие на частотах выше 20 ГГц, дана в Реко-
мендации P.836 МСЭ-Р [53].
Осадки, особенно в виде дождя, вызывают сильное поглощение и рассеяние радиоволн,
а также, в меньшей степени, вращение плоскости поляризации волн. Эти эффекты имеют
тенденцию к объединению вызывающему значительное ослабление. Расчеты погонного
ослабления на данных частотах в очень большой мере зависят от микроструктуры дождя
(например, температуры, распределения конечной скорости, размеров и формы капель
и т.п.) и затрудняются недостатком точных эмпирических данных и сложностью моделиро-
вания микроструктуры дождя.
2.4.2. Распространение мешающих радиосигналов
Механизмы распространения помех. Мешающие сигналы (помехи) между станциями раз-
личных систем радиосвязи могут возникать из-за долгосрочных и краткосрочных механиз-
мов распространения [34]. При этом имеются некоторые особенности действия этих меха-
низмов распространения как носителей МС. Трассы распространения МС могут иметь са-
мые произвольные характеристики. Поэтому проблема надежного прогнозирования уров-
ней МС связана с трудностью учета большого разнообразия типов и параметров трасс и ус-
ловий распространения на них. При этом в некоторые периоды времени на определенном
расстоянии от передающей станции наблюдаются преобладания того или иного механизма
распространения или одновременное действие нескольких механизмов распространения
МС [36]. Особенности основных механизмов распространения МС рассматриваются ниже
(см. также рис. 2.32 и 2.33).
Прямая видимость. Уровни МС могут часто значительно увеличиваться в короткие пе-
риоды времени из-за многолучевого распространения и фокусирующих эффектов, вызывае-
мых слоистой структурой атмосферы.
Дифракция. За прямой видимостью и при нормальных условиях эффекты дифракции
обычно доминируют там, где обнаруживаются значительные уровни сигнала. Дифракцион-
ный прогноз должен достаточно точно учитывать округлость Земли, естественные и искус-
ственные препятствия на трассе распространения МС.
Тропосферное рассеяние. Этот механизм определяет уровень фоновой помехи для трасс
протяженностью более 100…150 км, когда дифракционное поле становится очень слабым.
Тем не менее, за исключением некоторых специальных случаев (земные станции спутнико-
вых систем связи и станции радиолокационных систем), помеха из-за тропосферного рас-
сеяния будет на достаточно низком уровне.

Поверхностный волновод. Этот наиболее важный краткосрочный механизм распростра-
нения МС может вызывать высокие уровни сигнала на больших расстояниях (более 500 км
над морем). Уровень таких МС при определенных условиях может превысить уровень, со-
ответствующий распространению в свободном пространстве.
Отражение и преломление поднимающимися слоями. Отражение и/или преломление от
слоев на высотах до нескольких сот метров имеет большое значение как механизма распро-
странения, обусловливающего при благоприятной геометрии трассы уровни МС выше, чем
при распространении за счет дифракции. Кроме того, влияние данного механизма распро-
странения может быть существенным на очень больших расстояниях (вплоть до 250…300 км).
Рассеяние гидрометеорами может являться потенциальным источником МС между пе-
редатчиками наземных линий связи и земными станциями из-за фактически всенаправлен-
ного характера переизлучения радиоволн и может, следовательно, оказывать мешающее
влияние по трассам, лежащим вне плоскости большого круга. Уровни таких МС могут быть
значительны так же, как и при тропосферном рассеянии, только в специфических случаях
(земные станции спутниковых систем связи или станции радиолокационных систем).
Экранирование локальными неоднородностями (строения, деревья и т.п.). Этот фактор
при распространении МС играет защитную роль, поскольку в определенной степени пони-
жает уровни МС в точке их приема.
Методы прогноза уровней МС в диапазоне частот 0,7…100 ГГц содержатся в Рекомен-
дации Р.452 МСЭ-Р [36]. Ниже кратко рассматривается ее основное содержание, касающееся
особенностей распространения МС и прогнозирования их уровней в различных условиях.
Радиометеорологические данные. В процедурах прогноза характеристик распростране-
ния МС применяются три радиометеорологических параметра [34]:
– ΔN — изменение среднего индекса рефракции атмосферы на 1 км высоты;
– β0 — процент времени, для которого преломляющее индексное превышение погреш-
ности ΔN > 100 ед./км может ожидаться на первых 100 м высоты атмосферы; β0 дол-
жен определяться на географической широте середины трассы;
– N0 — индекс рефракции на уровне поверхности моря.
Радиоклиматические зоны, для которых применимы методы прогнозирования Рекомен-
дации Р.452 [34], приведены в табл. 2.13.
Таблица 2.13. Радиоклиматические зоны
Тип зоны Код Определение
Береговая зона A1
Береговая земля и области берега, т.е. земля, смежная с морем, с высо-
той до 100 м относительно среднего уровня моря или воды, но ограни-
ченная расстоянием 50 км от ближайшей морской зоны
Материки A2 Вся земля, кроме береговой зоны и области берега, определенной выше
как «береговая земля»
Моря B Моря, океаны и другие большие водные пространства (т.е. покрываю-
щие территории не менее 100 км в диаметре)
Эффективный радиус Земли. Медианное значение параметра эффективного радиуса
Земли k50 для трассы определяется из соотношения
50
157 .
157 –
k
N
=
Δ
(2.88)
С учетом действительного радиуса Земли 6371 км, медианное значение эффективного
радиуса Земли
ae = 6371k50 км.

112 ГЛАВА 2
Распространение МС в условиях прямой видимости. Основные потери при передаче,
дБ, не превышаемые для p% времени,
Lb0(p) = 92,5 + 20lg(f) + 20lg(d) + Es(p) + Ag, (2.89)
где f — частота, ГГц; d — длина трассы, км; Es(p) — параметр коррекции, учитывающий
эффекты многолучевого распространения и фокусировки, дБ,
Es(p) = 2,6(1 – e– d /10)lg(p/50), (2.90)
Ag — общее поглощение атмосферными газами, дБ [54],
Ag = [γ0 + γw(ρ)]d; (2.91)
γ0 и γw(ρ) — специфическое ослабление в сухом воздухе и водяных парах соответственно;
ρ — плотность водяных паров.
Пример 7. Определить основные потери передачи для двух значений процентов време-
ни р1 = 0,01% и р2 = 0,001% при распространении МС в пределах прямой видимости на рас-
стояние 50 км над сухопутной территорией на частоте 11 ГГц.
Решение. В соответствии с [54] находим γ0 = 0,13 дБ/км. Поскольку трасса распростра-
нения МС сухопутная, то γw(ρ) = 0. Далее по (2.91) находим показатель Ag и по (2.90) — по-
казатель Es(p). Подставляя данные в (2.89), получаем искомые потери Lb0(p). Результаты рас-
чета представлены в табл. 2.14.
Таблица 2.14
γ0, дБ/км Асв, дБ Es(p), дБ Ag, дБ p, % Lb0(p), дБ
0,13 146,5 –12,2 6,5 0,001 140,5
0,13 146,5 –9,6 6,5 0,01 143,4
Следует отметить, что величина Асв в табл. 2.14 представляет собой потери в свободном
пространстве и ее значение определяется суммой первых трех слагаемых в (2.89). Как видно
из представленных значений, основные потери передачи на трассе распространения МС
в пределах прямой видимости для малых процентов времени меньше, чем в свободном про-
странстве. Причиной этого является интерференция прямой волны и волн, отраженных от
слоистых неоднородностей тропосферы на высоте несколько десятков метров. Причем воз-
никновение такой слоистой структуры тропосферы происходит при определенных погодных
условиях, которые складываются обычно в летние месяцы (утренние и вечерние часы при
отсутствии ветра).
Распространение МС из-за дифракции. Основные потери при передаче, дБ, не превы-
шаемые для p% времени,
Lbd(p) = 92,5 + 20lg(f) + 20lg(d) + Ld(p) + Esd(p) + Ag, (2.92)
где Ld(p) = Ld(50%) – Fi(p)[Ld(50%) – Ld(β0)]. (2.93)
Здесь Ld(50%) — дифракционные потери для p = 50%, вычисляемые в соответствии Реко-
мендацией P.526 [31] для ае(50%); Ld(β0) — дифракционные потери для β0, %, вычисляемые
в соответствии Рекомендацией P.526 [31] для ае(β0); Fi(p) — параметр интерполяции, осно-
ванный на том, что дифракционные потери для процентов β0 < p < 50% подчиняются лог-
нормальному закону распределения,
Fi(p) = I(p/100)/I(β0 /100). (2.94)
Здесь I(⋅) — обращение (обратная функция) интеграла вероятности [31], которое находится
в соответствии с соотношением

( ) 1 exp( 2 2) ;
π ∫
= −
2
x
Ix t dt
−∞
Esd(p) — поправка на многолучевые эффекты между антеннами и препятствиями, дБ, кото-
рая находится по формуле
E ( p) = 2,6 ⎡⎣1− e− ( d lt +d lr ) 10
⎤⎦ lg( p 50), (2.95)
sd где dlt и dlr — расстояния от передающей и приемной антенн до их радиогоризонтов, км, со-
ответственно, эти величины определяются из профиля трассы распространения МС в соот-
ветствии с методикой, описанной в [31].
Пример 8. Рассчитать основные потери передачи на дифракционной сухопутной трассе
распространения МС для условий сферической Земли при следующих исходных данных:
длина трассы — 100 км; расстояние от передающей антенны до радиогоризонта 48 км; рас-
стояние от приемной антенны до радиогоризонта 33 км; частота — 11 ГГц; процент време-
ни — 0,01%; относительная проницаемость земли ε = 3; проводимость земли σ = 10–4 с/м;
географическая широта середины трассы — 40°; высота передающей антенны над землей —
80 м; высота приемной антенны над землей — 50 м. Принять параметр атмосферы
ΔN = 40 ед.
Решение. В соответствии с [34] определяются значения параметров β0 и ае(β0), а затем
по методике [31] рассчитываются значения показателей Ld(50%) и Ld(β0). Далее по (2.94),
(2.93) рассчитываются значения величин Fi(p) и Ld(p), а по (2.95), (2.91) — значения величин
Esd(p) и Ag, подставляя которые в (2.92), получаем искомый результат. В табл. 2.15 приведе-
ны результаты расчета основных величин, полученных по описанной выше методике.
Таблица 2.15
β0, % ae(β0),
км
Aсв,
дБ
Ag,
дБ
Ld(50%),
дБ
Ld(β0),
дБ Fi(p) Ld(p),
дБ
Esd(p),
дБ
Lbd(p),
дБ
0,0022 19113 153,3 13 81,0 14,4 0,911 20,3 –9,6 176,0
Как видно из представленных результатов, на дифракционной трассе в отсутствии зна-
чительных препятствий величина дополнительных потерь по сравнению с потерями в сво-
бодном пространстве составляет около 23 дБ (для р = 0,01%).
Распространение МС путем тропосферного рассеяния. При малых процентах времени
трудно установить действительный тропосферный эффект распространения, поскольку име-
ются и второстепенные эффекты такого способа распространения, такие, как тропосферный
волновод и отражения слоя. Это допускает непрерывный прогноз основных потерь
передаче в пределах процентов времени 0,001% ≤ p ≤ 50%.
Основные потери при передаче Lbs(p), дБ, не превышаемые в течение p ≤ 50%, могут
быть определены по формуле
Lbs(p) = 190 + Lf + 20lgd + 0,573θ – 0,15N0 + Lc + Ag – 10,1[–lg(p/50)]0,7, (2.96)
где θ — угол рассеяния на трассе распространения, мрад; Lf — частотно-зависимые потери, дБ,
Lf = 25lg(f) – 2,5[lg(f/2)]2. (2.97)
Потери усиления антенн Lc, дБ, определяются по формуле
Lc = 0,051e0,055(Gt + Gr ), (2.98)
где Gt и Gr — коэффициенты усиления передающей и приемной антенны соответственно;
Ag — поглощение в газах, рассчитываемое по (2.91) при ρ = 3 г/м3 для полной длины трассы.

114 ГЛАВА 2
Пример 9. Рассчитать основные потери передачи на трассе тропосферного рассеяния
МС при следующих исходных данных: длина трассы — 150 км; частота сигнала — 11 ГГц;
коэффициент усиления передающей антенны мешающей станции в направлении на стан-
цию-реципиент — 40 дБ; коэффициент усиления антенны станции-реципиента в направле-
нии прихода МС — 20 дБ; погонные потери в атмосфере — 0,05 дБ/км; индекс рефракции на
уровне моря — 315 ед.; процент времени — 0,01; высота препятствия над горизонтальной
плоскостью на стороне мешающей станции — 20 м; расстояние до препятствия от мешаю-
щей станции — 45 км; просвет от препятствия до горизонтальной плоскости на стороне
станции-реципиента — 10 м; расстояние до препятствия от станции-реципиента — 10 км.
Решение. В соответствии с [36] определяем углы возвышения на передающей стороне
θt и на приемной стороне θr и далее угол рассеяния θ. Затем по (2.91), (2.97), (2.98) находим
Ag, Lc и Lf, подставляя которые в (2.96) получаем искомые основные потери передачи
Lbs(0,01). Результаты расчета представлены в табл. 2.16.
Таблица 2.16
θt, мрад θr, мрад θ, мрад Ag, дБ Lc, дБ Lf, дБ Lbs(0,01), дБ
–2,18 –8,26 7,1 7,5 0,002 24,7 197,3
Можно отметить, что альтернативно угол рассеяния на трассе θ может определяться
геометрически непосредственно по профилю трассы.
Распространение МС за счет волновода и отражений от слоев. Основные потери пе-
редачи Lba(p), дБ, для этого механизма распространения МС определяются формулой
Lba(p) = Af + Ad(p) + Ag, (2.99)
где Af — общие постоянные потери (за исключением потерь из-за локальных инфраструк-
турных неоднородностей), дБ, обусловленные аномальной структурой распространения
в пределах атмосферы,
Af = 102,45 + 20lg(f) + 20lg(dlt + dlr) + Ast + Asr + Act + Acr. (2.100)
Здесь Ast, Asr — дифракционные потери из-за экранирования местностью для передающей и
приемной станции соответственно; Act, Acr — параметры коррекции, связанные с волноводным
распространением над морем для передающей и приемной станции соответственно; Ad(p) —
потери из-за аномальных условий распространения, зависящие от угла рассеяния [36].
Пример 10. Рассчитать основные потери передачи МС для 0,01% времени на трассе
распространения, имеющей основные параметры такие же, как в примере 9. Дополнитель-
ные параметры трассы: погонные потери в атмосфере — 0,13 дБ/км; средняя неровность ме-
стности по всей трассе — 50 м; высоты передающей и приемной антенн над уровнем моря —
280 и 250 м соответственно; высоты передающей и приемной антенн над средним уровнем
местности («сферической Землей») — 85 и 45 м соответственно.
Решение. В соответствии с [36] определяем углы возвышения на передающей стороне
θt и на приемной стороне θr, угол рассеяния θ, ряд вспомогательных параметров и далее по-
казатель Ad(p). Затем по (2.91), (2.100) находим Ag и Af, подставляя которые в (2.99), полу-
чаем искомые основные потери передачи Lba(0,01). Результаты расчета представлены в
табл. 2.17. В таблицу не включены значения показателей Ast, Asr, Act, Acr, которые для данных
условий равны 0.
Таблица 2.17
θt, мрад θr, мрад θ, мрад Ag, дБ Ad(p), дБ Af, дБ Lba(0,01), дБ
–2,18 –8,26 7,1 19,5 12,0 158,1 196,3
Как видно из полученных результатов, основные потери передачи при волноводном
распространении на трассе распространения МС, идентичной трассе распространения с тро-
посферным рассеянием, имеют примерно одинаковые значения.

Экранирование МС локальными неоднородностями. Этот механизм распространения
МС является источником дополнительных дифракционных потерь в случае размещения ан-
тенн в окружении локальных инфраструктурных неоднородностей (строения, растительность
и т.п.). Когда достоверная информация о таких неоднородностях отсутствует, потери из-за
рассеяния на инфраструктурных неоднородностях не должны учитываться. Потери этого вида
рассчитывают для номинальных параметров типовых неоднородностей (высоты и расстояние
от неоднородности до антенны), данные по которым представлены в табл. 2.18.
Таблица 2.18. Номинальные параметры типовых неоднородностей
Категория неоднородности
(по типу местности)
Номинальная высота,
неоднородности ha, м
Номинальное расстояние
от неоднородности
до антенны, dk, км
Поля, парки, редко растущие
деревья, сады, редко стоящие дома 4 0,1
Центр деревни 5 0,07
Лиственные леса 15 0,05
Хвойные леса 20 0,05
Тропические леса 20 0,03
Пригород 9 0,025
Пригород с плотной застройкой 12 0,02
Город 20 0,02
Город с плотной застройкой 25 0,02
Промышленная зона 20 0,05
Дополнительные потери из-за экранирования локальными неоднородностями
Ah = 10,25e–dk {1 – th(6[h/ha – 0,625])} – 0,33, (2.101)
где dk — расстояние от точки расположения неоднородности до антенны, км; h — высота
антенны над локальным уровнем земли, м; ha — номинальная высота неоднородности над
локальным уровнем земли, м.
Пример 11. Определить потери из-за экранирования локальными неоднородностями го-
родской застройки при высоте антенны 10 м.
Решение. По табл. 2.18 находим типовые значения ha = 20 м и dk = 0,02 км, подставляя
которые в (2.101), получаем искомые потери
Ah = 10,25e – 0,02 {1 – th (6[10/20 – 0,625])} – 0,33 = 16,1 дБ.
Распространение МС из-за рассеяния гидрометеорами. Модель этого механизма рас-
пространения МС базируется на двух фундаментальных предположениях [31, 38]:
– рассеяние происходит только в пределах ячейки дождя, имеющей цилиндрическое по-
перечное сечение, диаметр которой зависит от интенсивности дождя в ячейке. В пре-
делах ячейки дождя интенсивность дождя и, следовательно, отражаемость являются
постоянными вплоть до высоты дождя, среднее значение которой зависит от геогра-
фической широты, но со специфическим распределением относительно этого значе-
ния. Выше высоты дождя принимается линейное уменьшение отражаемости;
– ослабление происходит как внутри, так и снаружи ячейки, но только ниже высоты до-
ждя. Внутри ячейки принимается хорошо известная зависимость специфического ос-
лабления от интенсивности дождя.

116 ГЛАВА 2
С помощью данной модели можно вычислять уровни МС как на длинных трассах
(более 100 км), так и на коротких (вплоть до нескольких километров) с произвольными уг-
лами возвышения на обоих терминалах, а также на трассах с боковым рассеянием (т.е. вне
плоскости большого круга) и на трассах распространения МС через боковой лепесток ДНА
одной станции и главный лепесток ДНА другой станции.
Диаметр дождевой ячейки dc, км, зависит от интенсивности дождя R, мм/ч, как
dc = 3,3R–0,08. (2.102)
Ячейка центрируется на точке пересечении ДНА взаимодействующих станций, как по-
казано на рис. 2.38.
Рис. 2.38. Геометрия трассы распространения МС
из-за рассеяния радиоволн дождевой ячейкой
Потери передачи LR, дБ, из-за раcсеяния гидрометеорами для данной интенсивности до-
ждя R и высоты дождя hR могут быть выражены соотношением
LR(p) = 197 – 10lg(ηE) + 20lg(dT) – 20lg(f) – 10lg(zR) + 10lg(S) + Ag – 10lgC, (2.103)
где ηE — параметр эффективности антенны ЗС (ηE < 1), типовое значение ηE = 0,6; dT —
расстояние между станциями через объем рассеяния (ОР), км; f — частота, ГГц; zR — пара-
метр отражаемости единичного объема дождя ниже или выше высоты дождя, мм6/м3,
zR = 400R(p)1,4. (2.104)
Здесь R(p) — среднеминутная интенсивность дождя в точке, превышаемая в течение р%
времени; S — поправочный параметр на отклонение закона рассеяния от релеевского
на частотах выше 10 ГГц [31]:
⎧ R ( p ) 0,4 ⋅ 10 − 3 ⎡ ⎣
4( f
− 10) 1,6
(1 + cos θ ) 2
+ ⎪ = ⎨+ − 1,7
+ θ ⎦⎤ >
⎪
⎩ ≤
S f f
10lg( ) 5( 10) (1 cos ) 2 для 10 ГГц;
f
0 для 10 ГГц,
(2.105)
где θ — угол рассеяния трассы распространения МС; Ag — ослабление в кислороде и парах
воды, рассчитываемое по (2.94) при ρ = 7,5 г/м3 [36]; C — эффективная передаточная функ-
ция рассеяния,
max
C = g ∫ g h h A h A h dh (2.106)
min
0
( ) ζ( ) ( ) ( ) 1 ,
sin ε
h
T T T E
h E

где hmin, hmax — минимальная и максимальная высота интегрирования; gT0 — коэффициент
усиления антенны наземной станции; gT — ДНА наземной станции в направлении на ОР;
εE — угол возвышения оси ДНА земной станции; ζ(h) — отражаемость объема рассеяния,
нормализованная к zR,
h h
1 для ;
≤ ⎧⎪
h h
0,65( )
( )
R
10 R для .
R
h
− − h h
ζ = ⎨
⎩⎪ >
(2.107)
Здесь hR — средняя высота дождя, значения которой приведены в Рекомендации P.838 [38];
AT, AE — ослабление в дожде от наземной станции до ОР и от ОР до земной станции, соот-
ветственно.
При данных расчетах ДНА наземной станции аппроксимируется гауссовской функцией
вида
gT(h) = exp{–4ln[2(h – hR + 0,36)/Δh0,5]2}, (2.108)
где Δh0,5 — разность высот точек пересечения осью антенны земной станции луча антенны
наземной станции по уровню 0,5 (точки –3 дБ).
Пример 12. Рассчитать основные потери передачи при распространении МС между
земной станцией ФСС и наземной станцией НФС за счет рассеяния дождем для 0,01% вре-
мени при следующих исходных данных: частота сигнала — 11 Гц; коэффициент усиления
антенны наземной станции в направлении на объем рассеяния — 40 дБ; интенсивность дож-
дя для 0,01% времени — 100 мм/ч; расстояние между станциями — 50 км; угол возвышения
антенны земной станции — 20°; погонные потери в атмосфере — 0,13 дБ/км.
Решение. По [38] находим значение hR. Далее по (2.106) с учетом (2.107), (2.108) рас-
считываем показатель С. Затем по (2.104) и (2.105) получаем zR и 10 lg (S). По очевидным
геометрическим соотношениям рассчитываем dT. Далее, принимая типовое значение ηE = 0,6
и подставляя данные в (2.103), получаем искомый результат. Результаты расчета основных
показателей расчета, выполненного по программе на ЭВМ, представлены в табл. 2.19.
Таблица 2.19
ηE hR, км hmin, км hmax, км С θ, град. S, дБ zR Ag, дБ LR(р), дБ
0,6 3,36 7,6 9,2 3,1⋅10–4 76,5 0,03 4,5⋅105 7,0 198,4
Контрольные вопросы по главе 2
1. Дайте определение понятия класса излучения. Расшифруйте следующие классы излучений: F8EJF,
G7EBT, F3FNN, G1EBN.
2. Назовите виды нежелательных излучений радиопередатчиков и охарактеризуйте роль каждого из
них в формировании условий ЭМО и ЭМС.
3. Укажите основные причины возникновения внеполосных излучений и проиллюстрируйте это рисунком.
4. Укажите основные причины и виды побочных излучений. Какие способы уменьшения побочных излу-
чений применяются в РЭС?
5. Дайте определение побочным каналам приема и охарактеризуйте их роль в формировании условий
ЭМО и ЭМС.
6. Определите частоты побочных каналов приема при следующих данных: частота сигнала 4000 МГц;
частота гетеродина 4070 МГц.
7. Поясните, каким образом можно уменьшить влияние побочных каналов приема.
8. Дайте определение максимальной и реальной чувствительности приемника. Проиллюстрируйте от-
вет рисунком.
9. Что такое односигнальная и многосигнальная избирательность приемника?

118 ГЛАВА 2
10. Дайте определение и поясните с помощью рисунка понятие избирательности (односигнальной) по
соседнему каналу.
11. Дайте определение и поясните с помощью рисунка понятие избирательности (односигнальной) по
зеркальному каналу.
12. Назовите основные типы антенн и виды РЭС, в которых они находят применение.
13. Объясните наличие трех зон основного излучения антенн и назовите основные особенности структу-
ры электромагнитного поля в этих зонах.
14. Почему характеристики антенн необходимо измерять в дальней зоне?
15. Дайте качественное и количественное определение диаграммы направленности антенны.
16. Изобразите типовую форму идеализированной и реальной диаграммы направленности антенны на
основной поляризации и кроссполяризации.
17. Укажите основные причины, влияющие на характеристики антенн.
18. Дайте качественное и количественное определение и назовите основные особенности показателя
«кроссполяризационная защита антенны».
19. Укажите физическую сущность и различие усредненной и гарантированной диаграммы направленно-
сти антенн.
20. Укажите физическую сущность эталонных диаграмм направленности антенн и особенности их при-
менения при расчетах ЭМС.
21. Каковы особенности использования при расчетах ЭМС диаграммы направленности антенн на кросс-
поляризации.
22. Дайте определение полезного радиосигнала. Какие требования с точки зрения условий распростра-
нения предъявляются к нему?
23. Перечислите основные механизмы распространения полезных радиосигналов.
24. Дайте определение мешающего радиосигнала (радиопомехи, помехи). Какие требования с точки зре-
ния условий распространения предъявляются к нему?
25. Перечислите основные механизмы распространения мешающих радиосигналов.
26. Что такое замирания радиосигнала и каковы их основные характеристики? Изобразите замирания
графически.
27. Назовите основные причины и виды замираний радиосигналов.
28. Дайте определение трассы распространения сигнала и назовите ее основные характеристики.
29. Дайте определение профиля трассы и назовите его основные характеристики.
30. Назовите причины появления интерференции и ее влияния.
31. Назовите причины возникновения рефракции и изобразите ее на рисунке.
32. В чем причины возникновения дифракции и как она учитывается при расчетах
33. Что из себя представляют гидрометеоры? Как влияют гидрометеоры на распространение радиосиг-
налов?
34. Что такое локальные неоднородности и каковы их основные виды? Как они влияют на распростране-
ние радиосигналов?
35. Что такое кроссполяризация? Какова ее роль в формировании условий ЭМО и ЭМС.
36. Что такое деполяризация? Изобразите ее на рисунке.
37. Что такое ДТР и каковы основные причины этого явления?
38. Что такое тропосферный волновод и каково его влияние на распространение радиоволн?

Глава 3
МЕТОДЫ ОБЕСПЕЧЕНИЯ
ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ СОВМЕСТИМОСТИ
РАДИОЭЛЕКТРОННЫХ СРЕДСТВ
3.1. Методы определения защитных отношений
Защитное отношение по высокой частоте определяется как минимально-допустимое (по-
роговое) отношение Qм доп мощности полезного сигнала (ПС) к мощности мешающего сиг-
нала (МС) на входе приемника, которое позволяет получить на его выходе заданное качест-
во полезного сигнала [1, 2]:
Qм доп = (Рс вх /Рм вх)доп, (3.1)
где Рс вх, Рм вх — соответственно мощности ПС и МС на входе приемника.
Обычно защитные отношения (ЗО) выражаются в децибелах в соответствии с выраже-
нием
qм доп = 10lg(Рс вх /Рм вх)доп. (3.2)
Защитные отношения наиболее часто используют в качестве критерия ЭМС аналоговых
и цифровых систем радиосвязи. Выбор такого критерия объясняется тем, что качество сиг-
нала на выходе приемника обычно монотонно зависит от входного отношения сигнал/помеха
Qвх = Рс вх /Рм вх. Действие помех приводит к ухудшению характеристик ПС на выходе при-
емника, например, к увеличению коэффициента ошибок, ухудшению качества выходного
изображения и (или) разборчивости речи.
На величину ЗО влияют многие факторы, такие, как частотный разнос между несущими
ПС и МС, вид и глубина их модуляции, способ обработки сигнала и метод его кодирования,
характеристики приемника (его чувствительность, избирательность) и др.
Заданное качество приема ПС в присутствии МС обеспечивается, если выполняется
критерий ЭМС в виде
qвх ≥ qм доп, (3.3)
где qвх, qм доп — соответственно отношение сигнал/помеха на входе приемника и требуемое
ЗО, дБ.
Отношение сигнал/помеха на входе приемника Qвх изменяется во времени случайным
образом, вследствие чего условие ЭМС (3.3) в определенном проценте времени (Т%) рабо-
ты канала связи может не выполняться и соответственно качество выходного полезного
сигнала в некоторые временны΄ е интервалы (при qвх < qм доп) будет хуже по сравнению с за-
данным. Например, в цифровых системах передачи в этом случае коэффициент ошибок
превысит допустимое значение в течение Т% времени. Поэтому в совмещаемых радиослуж-
бах нормируется процент времени любого месяца (Т%), в течение которого коэффициент
ошибок может быть больше допустимой величины. Например, в цифровых РРЛ прямой ви-

120 ГЛАВА 3
димости при помехах со стороны фиксированной спутниковой службы допускается увели-
чение длительности периода времени, когда коэффициент ошибок превышает 10–6, не бо-
лее, чем в 0,04% времени любого месяца [1].
Требуемая величина ЗО зависит от характеристик модуляции ПС и МС, а также от раз-
ности их несущих частот. Обычно при передаче аудио- или видеоинформации определение
ЗО для систем радиосвязи осуществляется путем субъективных оценок качества сигналов
на их выходе. Условия измерений ЗО определены рекомендациями МСЭ, а качество приема
оценивается по пятибалльной шкале [1]. В телевизионных каналах качество выходного сиг-
нала с оценкой 4,5 балла соответствует появлению едва заметной помехи на изображении.
Потери качества выходного ПС под действием помех и зависимость этих потерь от входно-
го отношения сигнал/помеха оценивают непосредственно получатели сообщений или груп-
па квалифицированных экспертов. Результаты их субъективных оценок подвергаются ста-
тистической обработке и представляются в виде таблицы или графика.
На рис. 3.1 показаны полученные методом экспертных оценок защитные отношения для
телевизионного сигнала стандарта SЕКАМ D,K при действии на входе приемника помех в ви-
де гармонического колебания или ЧМ сигнала звукового радиовещания [2]. Защитные отно-
шения на рис. 3.1 представлены в виде функции от разности частот несущих полезного (ТВ) и
мешающего (ОВЧ ЧМ) радиосигналов. Такие помехи могут создаваться радиостанциями ОВЧ
ЧМ звукового радиовещания (диапазон рабочих частот 88…108 МГц) при настройке телеви-
зионного приемника на пятый ТВ канал, занимающий полосу частот 92…100 МГц [2].
Рис. 3.1. Нормы на защитные отношения для системы SEKAM K, D
при помехе от гармонического колебания или ЧМ радиосигнала звука:
1 — порог заметности; 2 — хорошее качество; 3 — удовлетворительное качество
Пример 1. Определить требуемую величину ЗО на входе телевизионного приемника,
работающего в пятом ТВ канале, если на его вход поступает мешающий радиосигнал ОВЧ
ЧМ радиостанции на частоте 95 МГц.
Решение. Несущая частота радиосигнала изображения в пятом ТВ канале равна
93,25 МГц [2]. Частотная расстройка между несущими полезного (ТВ) и мешающего (ОВЧ
ЧМ) сигналов равна 95 – 93,25 = 1,75 МГц. Для этого значения частотной расстройки по дан-
ным графика на рис. 3.1 ЗО, которое обеспечит хорошее качество изображения на экране те-
левизора, должно быть не менее 55 дБ.
Необходимое ЗО на входе приемника может быть определено аналитическим (расчет-
ным) путем, если известны максимально допустимые значения уровня помех на выходе
приемника (в канале связи), либо на входе демодулятора (для цифровых систем). Нормы на

МЕТОДЫ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ЭМС РЭС 121
предельно допустимые уровни взаимных помех для обеспечения ЭМС различных космиче-
ских и наземных радиослужб, соответствующие рекомендациям МСЭ, приведены в [1]. На-
пример, в случае совместного использования полос частот выше 1 ГГц фиксированными
наземными (РРЛ) и фиксированными спутниковыми службами при передаче телефонных
сообщений в аналоговой форме допустимая среднеминутная псофометрическая мощность
шумов на выходе телефонного канала (1000 пВт) может быть превышена не более чем в
20% времени любого месяца. При совмещении цифровых фиксированной спутниковой и
фиксированной подвижной служб максимальная мощность МС на входе приемника не
должна превышать такого значения, при котором доля помехи составляет не более 10% об-
щей мощности шумов на входе демодулятора, вызывающих появление ошибок на его выхо-
де с вероятностью 10–6. Допускается увеличение коэффициента ошибок до 10–4, но не бо-
лее чем в 0,03% месяца [1]. Приведенные примеры норм определяют критерии ЭМС раз-
личных космических и наземных радиослужб и позволяют рассчитать допустимые уровни
взаимных помех и требуемые ЗО при их совместной работе в перекрывающихся полосах
частот.
Воздействие помех на приемник аналоговой системы радиосвязи. Полезный сигнал
представляет собой радиосигнал несущей, модулированной по частоте многоканальным те-
лефонным сообщением с частотным разделением каналов (сигнал вида ЧРК–ЧМ, класс из-
лучения F8EJF). Мешающим сигналом может быть произвольный сигнал — аналоговый
или цифровой. На выходе приемника (канала ТЧ) в точке с нулевым относительным уров-
нем ПС (Рс = 1 Мвт) псофометрическая взвешенная мощность помехи Рп, пВт, определяется
выражением [1]
Pп = Рм вхΔFкkп 2 10 9 Fк 2 D(b,δ) ⎡⎣Рc вхFcвB 2 (Fк )Δfк 2
⎤⎦ , (3.4)
где Рм вх — мощность мешающего радиосигнала на входе приемника; Рс вх — мощность по-
лезного радиосигнала; ΔFк = 3,1 кГц — ширина полосы пропускания канала ТЧ; kп = 0,75 —
псофометрический коэффициент; Fк — средняя частота канала в линейном спектре; Fсв —
верхняя граничная частота спектра полезного сообщения; В(Fк) — коэффициент предыска-
жений; Δ fк — эффективная девиация частоты, приходящаяся на один канал.
Функция D(b,δ) представляет собой свертку энергетических спектров ПС и МС:
υ ⎧⎪ ⎪⎫ δ = ⎨ γ υ − δ + γ γ + γ υ + δ − γ γ⎬
[ ] [ ] c м c м ( , ) ( ) ( ) ( ) ( ) ,
∫ ∫ (3.5)
Db g g b d g g b d
2
+∞ +∞
⎩⎪ −∞ −∞
⎪⎭
где gc(γ), gм(γ) — нормализованные энергетические спектры ПС и МС; γ = (ω –
– ωо)/Ωсв = F/Fсв; b = Ω/Ωсв; υ = Ωсв /Ωмв; δ = –δω/Ωсв = (ωc – ωм)/Ωсв; Ωсв, Ωмв — верхние
граничные частоты спектров полезного и мешающего модулирующих сигналов.
Значения функций gc(γ) и gм(γ), входящих в выражение (3.5), могут быть определены по
графикам нормализованных энергетических спектров, приведенных в [1]. Одно из семейств
таких графиков, характеризующих спектры ЧМ радиосигналов в зависимости от значений
эффективного индекса модуляции Мэ = Δfдэ /Fв, показано на рис. 3.2. По оси ординат отло-
жена величина 10lg g(γ), а по оси абсцисс — относительная частота γ.
Наибольшую мощность помехи имеют в верхнем телефонном канале при Fк = Fсв, b = 1.
В этом случае с учетом (3.4) защитное отношение выражается в виде [1]
qм доп = 88,43 – 10lgPп доп + 20lg(Fсв /Δfк) – 10lgFсв + 10lg D(1,δ), (3.6)
где Pп доп — максимально допустимая величина мощности помехи от одного источника на
выходе канала ТЧ, равная 800 пВт, превышаемая не более 20% времени месяца [1].

122 ГЛАВА 3
Рис. 3.2. Нормализованные энергетические спектры
радиосигналов вида ЧРК-ЧМ
Формула (3.6) пригодна для любых видов мешающих сигналов, которые будут разли-
чаться только своим вкладом в выражение для функции D(1,δ).
В общем случае значения D(1,δ) рассчитываются численным интегрированием по фор-
муле (3.5). Для некоторых частных случаев, рассмотренных далее, формула (3.5) упрощается.
Мешающий радиосигнал — аналоговый (ЧРК–ЧМ). Если спектр МС значительно
шире спектра ПС, то функция gм [υ(b ± δ ± γ)] приблизительно постоянна в пределах боль-
шей части спектра ПС и ее можно вынести за знак интеграла в выражении (3.5). Для остав-
шегося под знаком интеграла нормализованного спектра ПС справедливо равенство
∫ γ γ =
gc ( ) d 1,
+∞
−∞
вследствие чего выражение (3.5) при b = 1 преобразуется к виду [1]
D(1,δ) ≈ 0,5υ{gм [(δ – 1)υ] + gм [(δ + 1)υ]}. (3.7)
При совпадении частот несущих полезного и мешающего радиосигналов δ = 0, и из
(3.7) следует
D(1,0) ≈ (Fсв /Fмв)gм (Fсв /Fмв). (3.8)
Если, кроме того, мешающая система той же емкости, что и полезная, т.е. Fмв = Fсв, то из
(3.8) следует
D(1,0) = gэкв(1), (3.9)
где gэкв определяется по графикам нормализованных энергетических спектров при индексе
модуляции 2 2
экв с м M = М + М .
В другом случае, когда спектр ПС значительно шире спектра МС, функция D(1,δ) вы-
числяется по формулам (3.7)–(3.9) после замены в них gм(γ) на gc(γ). Вычисления по этим
приближенным формулам обеспечивают достаточную точность, если в пределах ширины

спектра одного из взаимодействующих радиосигналов, измеренном на уровне (–25…–30) дБ,
спектральная плотность мощности другого радиосигнала уменьшается относительно макси-
мальной не более чем на 3…5 дБ [1].
Мешающий радиосигнал — несущая, модулированная по фазе цифровым сигна-
лом (сигнал типа ИКМ–ФМ, класс излучения G7EBT). Если спектр цифрового МС зна-
чительно шире спектра ПС ЧРК–ЧМ, а их несущие частоты совпадают (δ = 0), то можно ис-
пользовать выражение [1]
D(1,0) = (Fсв /βR)(sinx/x)2, (3.10)
где R — скорость передачи, бит/с; β = 1 при двухпозиционной ФМ; β = 0,5 при четырехпо-
зиционной ФМ; x = πFсв /βR. Величина Fсв /βR определяет долю мощности МС, попадаю-
щую на выход канала ПС.
Мешающий радиосигнал цифровой типа «один канал на каждой несущей». Ме-
шающий сигнал состоит из множества несущих, каждая из которых модулируется цифро-
вым сигналом одного канала (один канал на каждой несущей, ОКН). Приближенно можно
полагать, что энергетический спектр такого сигнала равномерен с верхней граничной часто-
той Fмв = βR. Если в полосу частот полезного сигнала ЧРК–ЧМ попадают N каналов систе-
мы ОКН, то
N
[ ] c c
1
δ = Σ δ − + δ + (3.11)
D g g
(1, ) 0,5 ( 1) ( 1) ,
i i
i
=
где δi = δfi /Fсв — относительная разность частоты несущей ПС и частоты i-й несущей сигна-
ла ОКН.
Пример 2. Определить необходимое ЗО в случае, когда на вход приемника фиксирован-
ной спутниковой службы поступает полезный радиосигнал типа ЧРК–ЧМ с параметрами:
число каналов ТЧ в модулирующем телефонном сигнале n = 24, верхняя граничная частота
линейного спектра Fсв = 108 кГц, девиация частоты на канал Δ fк = 164 кГц, эффективный ин-
декс модуляции Мэ = 2,55 и ширина полосы частот радиосигнала 1,25 МГц [1]. Мешающий
радиосигнал от совмещаемой спутниковой службы также типа ЧРК–ЧМ с параметрами: чис-
ло каналов ТЧ в модулирующем сигнале n = 60, верхняя граничная частота линейного спек-
тра Fсв = 252 кГц, девиация частоты на канал Δ fк = 270 кГц, эффективный индекс модуляции
Мэ = 2,16 и ширина полосы частот радиосигнала 5 МГц [1]. Согласно критерию ЭМС, допус-
тимая среднеминутная псофометрическая мощность шума в телефонном канале 2500 пВт
может быть превышена не более чем в 20% времени любого месяца. При этом максимально-
допустимая мощность мешающего радиосигнала от одного источника 800 пВт [1].
Решение. Расчет ведется для худшего случая, когда несущие частоты ПС и МС совпа-
дают и для верхнего телефонного канала.
Для расчета функции D(1,0) можно применить приближенную формулу (3.8):
D(1,0) ≈ (Fсв /Fмв)gм(Fсв /Fмв) = (108/252)gм(108/252).
По графику нормализованного спектра на рис. 3.2 для индекса модуляции МС Мэ = 2,16
и относительной частоты γ = Fсв /Fмв ≈ 0,4 находим gм(0,4) ≈ –7,5 дБ. Значение функции
10lgD(1,0) при этом равно – 11,5 дБ. По формуле (3.6) при мощности помехи Pм = 800 пВт
требуемое защитное отношение
qм доп = 88,4 – 10 lg 800 + 20lg (108/164) – 10lg108 – 11,5 ≈ 24 дБ.
При действии на этот же полезный радиосигнал ЧРК–ЧМ мешающего радиосигнала с
четырехпозиционной фазовой модуляцией (4-ФМ) при скорости передачи цифрового потока
R = 2,048 Мбит/с по формуле (3.10) получаем
D(1,0) = (2Fсв /R)[(sin(2πFсв /R) / (2πFсв /R)]2 =
= (2⋅108/2048)[(sin (6,28⋅108/2048) / (6,28⋅108/2048)]2 ≈ 0,1.
Требуемое защитное отношение по формуле (3.6)
qм доп = 88,4 – 10 lg 800 + 20lg (108/164) – 10lg108 + 10lg0,1 ≈ 25,4 дБ.

124 ГЛАВА 3
Воздействие помех на приемник цифровой системы радиосвязи. В космических сис-
темах цифровой радиосвязи полезным сигналом, как правило, является сигнал с М–позици-
онной ФМ (М-ФМ). Помехи, поступающие на вход приемника вместе с ПС, приводят к уве-
личению количества ошибочно принятых символов на выходе демодулятора. В соответст-
вии с критерием ЭМС [1], мощность помехи от одного источника не должна превышать
а процентов полной мощности шумов Рш на входе демодулятора приемника, при которой
обеспечивается заданное качество связи, соответствующее коэффициенту ошибок 10–6. Ес-
ли номинальное отношение мощности сигнала к мощности шума С/Ш = Сном = 10lg(Рс /Рш)вх
на входе демодулятора обеспечивает коэффициент ошибок 10–6, то, согласно критерию
ЭМС, минимально-допустимое отношение мощности ПС к мощности МС от одного источ-
ника (т.е. защитное отношение) составит
qм доп = Сном + 20 – 10lga.
Если в спектре ПС размещается N мешающих сигналов одинаковой мощности, то ЗО
должно быть увеличено в N раз, т.е.
qм доп = Сном + 20 – 10lga + 10lgN. (3.12)
В идеальной системе цифровой радиосвязи с 4-ФМ, в которой может быть реализована
теоретическая (потенциальная) помехоустойчивость, вероятность появления ошибок 10–6
обеспечивается при номинальном отношении мощности сигнала к мощности теплового шу-
ма на входе демодулятора Сном ≈ 14 дБ [1]. Если на входе приемника, кроме тепловых шу-
мов, действует одиночный мешающий радиосигнал, то значение Сном удобно определять по
полученным расчетным путем графикам, показанным на рис. 3.3 [1]. Графики характеризу-
ют зависимость вероятности появления ошибок Рош на выходе демодулятора сигналов
с 4-ФМ от отношения ПС к МС (С/П = qвх = 10lgРс вх /Рм вх) на входе приемника. Парамет-
ром семейства является отношение сигнал/шум на входе демодулятора. Из графиков на
рис. 3.3 следует, что при С/Ш ≈ 14 дБ заданное качество приема цифрового сигнала на выхо-
де приемника с коэффициентом ошибок 10–6 обес-
печивается, если на его входе отношение полезного
сигнала к мешающему (С/П) не менее 25 дБ.
Выражение (3.12) и данные графиков на
рис. 3.3 справедливы для идеального канала связи.
В реальных каналах всегда имеются определенные
энергетические потери, ухудшающие их помехо-
устойчивость по сравнению с потенциальной (тео-
ретически возможной). Причинами появления по-
терь являются искажения АЧХ и ФЧХ элементов
тракта передачи сигналов, погрешности синхрони-
зации, нестабильность частоты гетеродинов, коле-
бания уровней сигналов и др. На основе опытных
данных и в соответствии с рекомендациями МСЭ
эти потери могут быть учтены с помощью соотно-
шения [1]
Δ = 3 + 0,7log2М,
где Δ — энергетические потери, дБ; М — число
уровней манипуляции фазы радиосигнала.
Энергетические потери показывают, на какую
величину нужно увеличить отношение сиг-
нал/шум на входе демодулятора приемника в ре-
Рис. 3.3. Вероятность ошибки
для четырехпозиционной ФМ

альном канале связи по сравнению с идеальным, чтобы получить на его выходе то же самое
качество цифрового сигнала, т.е. такую же вероятность появления ошибок (10–6 в данном
случае). Поэтому с учетом (3.13) и данных рис. 3.3 величина отношения сигнал/шум на вхо-
де демодулятора приемника реального канала связи с 4-ФМ должна быть не менее
ном C′ = Сном + 3 + 0,7log2М = 14 + 3 + 1,4 = 18,4 дБ.
Тогда из (3.12) для требуемого защитного отношения получаем при а = 6%
qм доп = 18,4 + 20 – 10lga + 10lgN = 30,6 + 10lgN. (3.14)
Формула (3.14) пригодна для мешающих сигналов любого вида [1].
Пример 3. Определить величину ЗО для случая, когда полезный радиосигнал спутнико-
вой системы МДВУ-40, модулированный по фазе цифровым потоком со скоростью передачи
R1 = 40 Мбит/с, передается в полосе частот Δ f1 = 34 МГц. Мешающий радиосигнал модули-
рован по фазе цифровым потоком со скоростью R2 = 2,048 Мбит/с. Оба радиосигнала имеют
модуляцию типа 4-ФМ.
Решение. В соответствии с принятой методикой оценки требуемых ЗО в случае, когда
ширина спектра ПС значительно больше ширины спектра МС, при расчетах следует предпо-
лагать, что мешающие радиосигналы могут заполнять всю полосу пропускания приемника
ПС [1].
В данном случае спектр МС с четырехпозиционной фазовой модуляцией при его фор-
мировании с помощью идеального фильтра Найквиста занимает полосу частот шириной
Δ f2 = 1,024 МГц. Поэтому в полосу частот 34 МГц попадает 34 узкополосных сигнала
(N = 34). В соответствии с формулой (3.14) необходимое ЗО при попадании в полосу пропус-
кания приемника нескольких МС одинаковой мощности
qм доп = 30,6 + 10 lgN = 30,6 + 10 lg (34/1,024) ≈ 30,6 + 15,2 = 45,8 дБ.
Полученная оценка является завышенной, так как не учитывает расширение спектров
мешающих радиосигналов вследствие их скругления и введение защитных частотных интер-
валов между ними. Учет этих факторов уменьшит полученную величину защитного отноше-
ния примерно на 2…2,5 дБ.
Полезный сигнал цифровой, вида «один канал на каждой несущей (ОКН)». Практи-
чески все виды мешающих радиосигналов имеют спектры, существенно более широкие,
чем спектр одноканального сигнала ОКН. Поэтому можно считать, что спектральная плот-
ность мощности МС постоянна в пределах полосы пропускания одного канала системы
ОКН. При аналоговом МС вида ЧРК–ЧМ защитное отношение [1]
qм доп = ном C′ + gм(0) + 10lg(Δfокн /Fмв) – 10lgа, (3.15)
где gм(0) — максимальная величина нормализованной спектральной плотности мощности
мешающего сигнала; Δfокн — ширина полосы одного канала в системе передачи ОКН.
Для цифрового МС типа ИКМ-ФМ требуемое ЗО [1]
qм доп = 30,6 + 10lg(Δfокн /βR), (3.16)
где 1/βR — максимальная относительная величина спектральной плотности мощности циф-
рового МС.
Отношение Δfокн /βR в (3.16) определяет долю мощности МС, попадающую в полосу
пропускания канала ОКН. Если мешающим сигналом является сигнал ОКН, такой же, как и
полезный, и их несущие частоты совпадают, то вся мощность помехи попадает на вход де-
модулятора приемника полезного сигнала. В этом случае защитное отношение [1]
qм доп = 30,6 дБ. (3.17)

126 ГЛАВА 3
Пример 4. Определить требуемое ЗО для приемника системы ОКН, на вход которого
поступает ПС с параметрами: скорость цифрового канального потока 64 Кбит/с; модуляция
несущей 4-ФМ; ширина полосы пропускания канала Δ fокн = 38 кГц. Мешающий сигнал мо-
дулирован по закону 4-ФМ цифровым потоком со скоростью R = 40 Мбит/с. Несущие часто-
ты сигнала и помехи совпадают.
Решение. Спектральная плотность мощности МС, модулированного по фазе цифровым
сигналом, определяется выражением [1]
W(х) = (1/βR) (sinx/x)2,
где x = πF/βR; F = fо – f; β = 0,5 для модуляции 4-ФМ.
Максимальная спектральная плотность мощности помехи при fо = f
W(0) = 1/βR = 1/0,5R.
Мощность МС, попадающая в полосу пропускания канала системы ОКН,
Рм окн = Δ fокнW(0) = Δ fокн /0,5R = 38⋅103/(0,5⋅40⋅106) = 1,9⋅10–3.
Мощность широкополосной помехи на выходе узкополосного канального фильтра при-
емника системы ОКН ослабляется в 1/Рм окн = 103/1,9 ≈ 526 раз (на 27,2 дБ по уровню)
по сравнению с входной мощностью. В соответствии с формулой (3.16) требуемое защитное
отношение в этом случае
qм доп = 30,6 + 10lg (Δ fокн /βR) = 30,6 – 27,2 = 3,4 дБ.
3.2. Критерии ЭМС для различных служб
и условия их выполнения
Под критерием ЭМС (КЭМС) понимается допустимое значение показателя ЭМС (ПЭМС)
или нескольких ПЭМС, однозначно определяющее условия выполнения ЭМС радиослужб в
определенной электромагнитной обстановке (ЭМО). По своей структуре ПЭМС можно раз-
делить на три группы: простые, групповые и обобщенные. К простым ПЭМС относятся эле-
ментарные энергетические параметры, характеризующие ЭМО [3, 4]:
– расстояние между источником мешающего сигнала (мешающей станцией) и его реци-
пиентом (станцией-реципиентом, т.е. станцией, подверженной воздействию помех) Rм;
– угол прихода МС ϕм, т.е. угол между осью ДНА станции-реципиента и направлением
из точки ее расположения на источник МС;
– расстройка несущих частот ПС и МС Δfр, определяемая как
Δfр = | fc – fм |, (3.18)
где fс и fм — несущие частоты ПС и МС соответственно;
– уровень МС на входе приемника станции-реципиента рм вх, дБВт.
К групповым ПЭМС относятся такие, которые представляют совокупность элементар-
ных энергетических параметров или некоторый системный показатель, являющийся функ-
цией от такой совокупности [3, 5, 6]:
– эквивалентная изотропно-излучаемая мощность (ЭИИМ) мешающей станции ри м,
дБВт;
– плотность потока мощности (ППМ) мешающей станции Wм, дБВт/м2;
– отношение сигнал-помеха (ОСП) qм и процент его уменьшения ниже фиксированного
значения Тм на входе приемника станции-реципиента, дБ;
– частотно-территориальный разнос (ЧТР), представляющий групповой показатель,
учитывающий перечисленные выше простые ПЭМС (т.е. ТР, УР и ЧР);
– коэффициент ослабления помех (КОП) æ, дБ.
К обобщенным ПЭМС относятся такие, которые включают практически все элементар-
ные параметры взаимодействующих радиослужб [3]:

– мощность помех Рп и процент ее появления Тп на выходе станции-реципиента анало-
говых систем радиосвязи;
– вероятность ошибок Рош и процент ее появления Тп на выходе станции-реципиента
цифровых систем радиосвязи;
– эффективность использования радиоспектра Эf ;
– дополнительные затраты на реализацию выполнения условий ЭМС Cэмс.
Таким образом, количественно КЭМС представляют допустимые значения одноимен-
ных ПЭМС, перечисленных выше. В отдельных случаях критерии ЭМС имеют специфиче-
ские названия, например:
– минимально-допустимое расстояние Rм доп между источником МС и станцией-реципи-
ентом МС — территориальный разнос (ТР) или координационное расстояние (КР);
– минимально-допустимый угол прихода МС ϕм доп — угловой разнос (УР);
– минимально-допустимая расстройка несущих ПС и МС Δfр доп — частотный разнос
(ЧР);
– совокупность ТР и ЧР — частотно-территориальный разнос (ЧТР);
– минимально-допустимое ОСП qм доп — защитное отношение (ЗО).
При этом отметим, что данный КЭМС является необходимыми ограничением только
определенной ЭМО, т.е. его действие распространяется на определенную полосу частот и
фиксированный вариант взаимодействия радиослужб.
В международном масштабе КЭМС разрабатываются МСЭ и отражаются в соответст-
вующих Рекомендациях МСЭ-Р и Регламенте радиосвязи (РР). При этом национальные Ад-
министрации связи могут допускать некоторые отклонения от официально установленных
КЭМС, например некоторое увеличение взаимных помех между службами в трудных слу-
чаях совмещения полосы частот, если это не затрагивает интересы других Администраций
связи. В соответствии с этим в РР определены градации помехи:
– допустимая помеха — наблюдаемая или прогнозируемая помеха, соответствующая
количественным критериям помехи и критериям совмещения, содержащимся в РР
или Рекомендациях МСЭ-Р;
– приемлемая помеха — помеха с более высоким уровнем, чем допустимая помеха и ко-
торая согласована между двумя или несколькими Администрациями связи без ущерба
для других Администраций связи.
При большом числе станций совмещаемых радиослужб определение оптимальных ус-
ловий ЭМС для всех станций является весьма сложной задачей. Такое положение существу-
ет, например, при совмещении станций НФС и ФСС, так как число наземных станций НФС
(РРЛ) может быть очень велико. В таких случаях дополнительно используются простые или
групповые КЭМС, определяющие условия обеспечения выполнения основных КЭМС. Та-
кими КЭМС, например, являются ППМ космических станций (КС) у поверхности Земли,
ЭИИМ радиостанций НФС и земных станций ФСС, угловой разнос между главным направ-
лением излучения станций НФС и направлением от нее на точку стояния геостационарной
КС ФСС [7].
3.2.1. Принципы определения видов и значений критериев ЭМС
для различных радиослужб
При определении видов и значений КЭМС должны учитываться следующие особенности
совместного использования полос радиочастот радиослужбами. Критерии ЭМС не долж-
ны затруднять развитие совмещаемых радиослужб, а должны быть основаны на компро-

128 ГЛАВА 3
миссе между максимально допустимым уровнем помех для каждой из этих служб и мини-
мальной ЭИИМ, обеспечивающей заданное качество их работы [1]. Поэтому значения
КЭМС выбирают таким образом, чтобы обеспечивалась нормальная работа всех совме-
щаемых радиослужб в данной полосе частот при допустимом уровне взаимных помех.
При этом допускается относительно небольшая доля (10…20%) от полного допустимого
уровня помех, как, например, принято в НФС и ФСС. В то же время для наземной радио-
вещательной службы (НРС) и радиовещательной спутниковой службы (РСС) в качестве
КЭМС нормируются значения qм и Тм. Для некоторых радиослужб в качестве КЭМС слу-
жит уровень МС (на входе станции-реципиента), значения которого выбираются на
5…10 дБ ниже уровня ПС.
Некоторое ухудшение качества работы совмещаемых радиослужб из-за конечного до-
пускаемого уровня МС должно компенсироваться улучшением технических характеристик
систем, повышением их энергетических параметров, что в конечном счете связано с опреде-
ленными дополнительными затратами Сэмс на реализацию обеспечения условий ЭМС.
При разработке КЭМС должны учитываться две категории помех [8]:
– помехи, создаваемые службами, совместно использующими полосы частот на первич-
ной основе; эти помехи будут полностью или частично попадать в полосу пропуска-
ния приемника;
– помехи от служб, отличных от тех, которые используют полосы частот на первичной
основе; эти помехи могут быть многочисленными и весьма разнообразными и могут
учитываться как гауссов шум.
В силу того, что помехи изменяются во времени, одного значения КЭМС для коррект-
ного расчета условий ЭМС недостаточно. В [9] определены два значения КЭМС — долго-
временное (для 20% времени) и кратковременное (< 1% времени). Точное значение процен-
та времени действия кратковременной помехи связано с показателями качества функциони-
рования рассматриваемой системы. Методы определения значений КЭМС для совместного
использования полос частот НФС и ФСС приводятся в [9–12].
На практике существует большое количество потенциальных источников помех, вызы-
вающих ухудшение показателей качества функционирования систем радиосвязи, и ситуа-
ций, когда одна помеха действует на различные части одной системы, такой, например, как
многопролетная РРЛ. В таких случаях необходимо распределить общие показатели качест-
ва между отдельными участками, а затем в пределах участка показатели качества пропор-
ционально делятся между различными источниками помех [8, 13].
Принцип деления показателей качества и готовности, по которым можно вычислить до-
пустимый уровень долговременной помехи, приведен в [13], где показано, что в случае ре-
леевских замираний помех, суммарный уровень которых на 10 дБ ниже уровня собственных
шумов приемника, ухудшение показателей качества не будет превышать 10%.
Расчет уровней кратковременных помех и соответствующих процентов времени должен
проводиться с учетом влияния на качество/готовность характеристик замираний, включая
возможную корреляцию уровней ПС и МС на входе приемника станции-реципиента [8].
При определении КЭМС должна оцениваться также вероятность появления помех на
входе антенны станции-реципиента. При такой оценке следует использовать современные
модели распространения радиоволн, рассмотренные в разд. 2.4. Расчеты потерь передачи
должны включать такие факторы, как поглощение в атмосфере, дифракционные потери, по-
тери из-за рассеяния гидрометеорами и локальными неоднородностями местности, потери
из-за деполяризации, влияние многолучевого распространения. Кроме того, может потребо-
ваться учет как суммарного уровня помех, так и уровня одного МС.

3.2.2. Критерии ЭМС для основных радиослужб,
рекомендуемые МСЭ
В табл. 3.1–3.6 указаны рекомендации МСЭ и приведены соответствующие критерии ЭМС,
на основе которых решаются вопросы совмещения в общих полосах частот РЭС с разными
видами модуляции.
Таблица 3.1. Фиксированная спутниковая служба (ФСС)
Рекомендация SF.356 [14]
Полезный сигнал: аналоговый многоканальный телефонный сигнал с частотным разделением
и с ЧМ несущей.
Совмещаемая служба: НФС.
Критерий ЭМС: среднеминутная мощность помех в телефонном канале 1000 пВт не более 20%
месяца; 50000 пВт не более 0,03% месяца.
Условия обеспечения: координация сетей
Совмещаемая служба: другие сети ФСС.
месяца; помеха от одной сети 800 пВт.
Полезный сигнал: цифровой сигнал с 8-разрядной ИКМ и цифровой ФМ несущей.
Критерий ЭМС: 25% полной мощности шума на входе демодулятора, при которой Рош = 10–6;
помеха от одной сети 6% полной мощности шума.
Совмещаемая служба: НФС.
Критерий ЭМС: средняя за 10 мин мощность помехи не должна превышать в течение более 20% ме-
сяца 10% полной мощности шума на входе демодулятора, которая обусловливает Рош = 10 –6; мощ-
ность мешающего РЧ сигнала не должна вызывать уменьшение готовности более чем на 0,03% вре-
мени месяца, в течение которого среднеминутная Рош > 10–4; мощность мешающего РЧ сигнала не
должна вызывать уменьшение готовности более чем на 0,005% времени месяца, в течение которого
среднесекундная Рош > 10–3.
Условия обеспечения: координация станций, ограничение ЭИИМ
Полезный сигнал: аналоговый телевизионный сигнал с ЧМ несущей.
Критерий ЭМС: 10% допустимой мощности шумов в видеоканале не более 1% месяца; помеха от
одной сети — 4% допустимой мощности шума.

130 ГЛАВА 3
Совмещаемая служба:НФС
Критерий ЭМС: допустимая плотность потока мощности КС у поверхности Земли не должна превы-
шать в любой полосе 4 кГц:
– в диапазоне 2,5…2,69 ГГц: –152 дБВт/м2
для β ≤ 5°; (–152 + 0,75[β – 5]) дБВт/м2
для 5°< β ≤25°; –137 дБВт/м2
для 25°< β ≤90°;
для β ≤ 5°; (–152 + 0,5[β – 5]) дБВт/м2
для 5°< β ≤25°; –142 дБВт/м2
для 25°< β ≤90°;
для β ≤5°; (–150 + 0,5[β – 5]) дБВт/м2
для 5°< β ≤25°; –140 дБВт/м2
для 25°< β ≤90°;
для β ≤ 5°; (–148 + 0,5[β – 5]) дБВт/м2
для 5°< β ≤25°; –138 дБВт/м2
для 25°< β ≤90°;
для β ≤ 5°; (–115 + 0,5[β – 5]) дБВт/м2
для 5°< β ≤25°; –105 дБВт/м2
для 25°< β ≤90° (в полосе 1 МГц).
* β — угол прихода радиосигнала от КС
Совмещаемая служба:НФС.
Критерий ЭМС: ЭИИМ земной станции в любом направлении к горизонту не должна превышать
следующих значений:
– в полосах частот 1…15 ГГц: + 40 дБВт в любой полосе шириной 4 кГц для β ≤ 5°;
(40 + 3β) дБВт в любой полосе шириной 4 кГц для 0°< β ≤5°;
– в полосах частот выше 15 ГГц: + 64 дБВт в любой полосе шириной 1 МГц для β≤5°;
(64 + 3β) дБВт в любой полосе шириной 1 МГц для 0°< β ≤5°;
ЭИИМ не ограничена при β > 5°
Таблица 3.2. Наземная фиксированная служба (НФС)
Совмещаемая служба: ФСС.
месяца; 50000 пВт не более 0,01% месяца.
Условия обеспечения: ограничение ППМ земных станций (ЗС) ФСС; координация расположения ЗС
Совмещаемая служба: ФСС
Критерий ЭМС: мешающие излучения не должны ухудшать качество, вызывая увеличение более
чем 0,0054% месяца, в течение которого среднесекундная Рош > 10–3; мешающие излучения не долж-
ны ухудшать качества, вызывая увеличение количества секунд с ошибками в канале со скоростью
64 кбит/с более, чем на 0,032% месяца.
Условия обеспечения: ограничение ППМ земных станций (ЗС) ФСС; координация расположения ЗС

Совмещаемая служба: ФСС.
Критерий ЭМС: ЭИИМ радиорелейных станций не должна превышать:
– в полосах частот 1…10 ГГц: + 55 дБВт при любых условиях; + 47 дБВт в направлении геоста-
ционарной орбиты (ГСО) в секторе 0…0,5°; 47…55 дБВт в направлении ГСО в секторе углов
0,5…1,5°;
– в полосах частот 10…15 ГГц: +55 дБВт при любых условиях; +45 дБВт в направлении геоста-
ционарной орбиты (ГСО) в секторе 0…1,5°;
– в полосах частот выше 15 ГГц: + 55 дБВт при любых условиях.
Кроме того, мощность передатчиков радиорелейных станций, подводимая ко входу антенны,
не должна превышать следующих значений: +13 дБВт в полосах частот 1…10 ГГц; +10 дБВт
выше 10 ГГц
Полоса частот: 1452…1492 МГц.
Совмещаемая служба: РСС.
Критерий ЭМС: допустимая плотность потока мощности КС у поверхности Земли не должна
превышать:
– для аналоговых систем в любой полосе 4 кГц: –152 дБВт/м2
для β ≤ 5°;
(–152 + 0,5[β – 5]) дБВт/м2
для 5°< β ≤ 25°; –142 дБВт/м2
для 25°< β ≤ 90°;
– для цифровых систем в любой полосе 1 МГц: –128 дБВт/м2
для β ≤ 5°;
(–128 + 0,5[β – 5]) дБВт/м2
для 5°< β ≤ 25°; –118 дБВт/м2
для 25°< β ≤ 90°
Полоса частот: 21,4…22,0 ГГц
Совмещаемая служба: РСС
Критерий ЭМС: допустимая плотность потока мощности КС у поверхности Земли не должна
превышать в любой полосе 1 МГц при любых условиях: –115 дБВт/м2
для 0°< β ≤5°;
(–115 + 0,5[β – 5]) дБВт/м2
для 5°< β ≤ 25°; –105 дБВт/м2
для 25°< β ≤ 90°
Полоса частот: 1…3 ГГц.
Совмещаемая служба: СПС.
Критерий ЭМС: максимальная суммарная помеха от СПС, включая базовые и подвижные станции,
должна быть такой, чтобы снижение чувствительности приемника НФС не превышало 1 дБ
при нормальных условиях распространения радиоволн.
Условия обеспечения: координация станций
Таблица 3.3. Наземная радиовещательная служба (НРС)
Рекомендация BТ.655 [25]
Полезный сигнал: аналоговый телевизионный сигнал с АМ несущей с частично подавленной
боковой полосой.
Совмещаемая служба: та же служба, РСС
Критерий ЭМС: Защитное отношение 50 дБ без СНЧ и 36 дБ при СНЧ.
Условия обеспечения: частотно-территориальное планирование, ограничение ППМ, координация

132 ГЛАВА 3
Таблица 3.4. Радиовещательная спутниковая служба (РСС)
Рекомендация ВS.634 [26]
Полезный сигнал: аналоговый вещательный сигнал с ЧМ несущей.
Совмещаемая служба: НРС, РСС, ФСС, НФС.
Критерий ЭМС: Защитное отношение 19…30 дБ.
Условия обеспечения: частотно-территориальное планирование, координация
Таблица 3.5. Подвижная спутниковая служба (ПСС)
Отчет МСЭ 358 [27]
Полезный сигнал: аналоговый сигнал с ЧМ несущей, цифровой с ФМ несущей.
Совмещаемая служба: ФСС, РСС, НРС.
Критерий ЭМС: защитное отношение 8…17 дБ.
Условия обеспечения: ограничение ППМ, частотно-территориальный разнос
Таблица 3.6. Сухопутная подвижная служба (СПС)
Отчет МСЭ 1098 [28]
Полезный сигнал: аналоговый сигнал с ЧМ несущей; диапазон частот 44…960 МГц.
Совмещаемая служба: НРС.
Критерий ЭМС: допустимая напряженность поля 16…38 дБмкВ/м.
Условия обеспечения: частотное планирование и координация
3.3. Расчет норм ЧТР и назначение частотных каналов для РЭС
Одной из главных задач анализа ЭМС РЭС является определение минимально-допустимых
территориальных разносов (ТР) потенциально несовместимых радиопередатчиков и радио-
приемников совмещаемых служб при различных частотных расстройках и при различных
вариантах взаимной ориентации их антенн. Если реальные значения ТР больше требуемых
ТР, которые также называют координационным расстоянием (КР), то считается, что усло-
вия ЭМС рассматриваемых РЭС выполняются.
Одним из эффективных способов согласования условий ЭМС РЭС является применение
норм ЧТР между взаимодействующими РЭС. Нормы ЧТР представляют собой совокуп-
ность взаимосвязанных значений КР, ЧР и УР, при которых обеспечивается ЭМС РЭС. На
основе норм ЧТР определяют конкретные рабочие частоты (присвоения) приемопередатчи-
ков РЭС совмещаемых служб на определенной территории. Кроме того, нормы ЧТР позво-
ляют сформулировать более конкретно требования к характеристикам направленности и
ориентации антенн взаимодействующих РЭС при заданных рабочих частотах.
Определение норм ЧТР производят из условия выполнения КЭМС, которые статистиче-
ски нормируют показатели ЭМС, имеющие случайный характер из-за влияния замираний
ПС и МС. Замирания ПС и МС возникают в процессе их распространения и имеют случай-
ный характер. Распределения вероятностей уровней ПС и МС на входе приемника задаются
эмпирически на основании результатов измерений в виде моделей распространения, кото-

рые рассмотрены в разд. 2.4. В службах подвижной связи и вещания распределение уровней
ПС и МС сигналов принимается логнормальным [29].
Критерий ЭМС (см. разд. 3.2) допускает ухудшение качества приема информации в за-
данном проценте времени Тп доп, в течение которого может превышаться допустимое значе-
ние помех на выходе системы Рп доп. При этом условие выполнения ЭМС имеет вид
Тп(Рп доп) ≤ Тп доп, (3.19)
где Тп(Рп доп) — значение интегральной функции распределения (ИФР) помех при условии
Рп = Рп доп.
Для аналоговых систем НФС и ФСС, по которым передаются многоканальные телефон-
ные сигналы, КЭМС нормируют в качестве допустимого показателя помех мощность шума
Ртф доп на выходе телефонного канала в точке относительного нулевого уровня (ТОНУ),
в которой мощность сигнала на выходе канала Рс вых = 1 мВт. При передаче аналоговых те-
левизионных сигналов КЭМС нормируют ОСШ на выходе канала изображения qтв доп
и ОСШ на выходе канала звукового сопровождения qзв доп в зависимости от класса качества
канала [30].
В цифровых системах НФС и ФСС в качестве КЭМС используется вероятность оши-
бочного приема символов Рош доп. При этом в КЭМС могут содержаться несколько градаций
показателей ЭМС в виде нескольких значений пар {Рп доп; Тп доп}. При анализе ЭМС обычно
используют показатели ЭМС для малых Тп доп, поскольку они являются определяющими
в выполнении условий ЭМС [3].
Для ряда служб (ПСС, СПС, РCC, НРС) в качестве КЭМС используется ЗО qм доп на вхо-
де приемника станции-реципиента, ниже которого текущее значение ОСП qм может быть
не более Тп доп процентов времени месяца. В этом случае условие ЭМС, эквивалентное
(3.3.3), имеет вид
Тп (qм доп) ≤ Тп доп, (3.20)
где Тп(qм доп) — значение интегральной функции распределения (ИФР) ОСП qм при условии
qм = qм доп.
Для ряда служб (СПС, НРС) в качестве КЭМС используется допустимое значение на-
пряженности поля МС Ем доп в точке размещения антенны станции-реципиента. В этом слу-
чае условие ЭМС аналогично (3.20) и имеет вид
Тп (Ем доп) ≤ Тп доп, (3.21)
где Тп(Ем доп) — значение ИФР напряженности поля мешающего сигнала Ем при условии
Ем = Ем доп.
В некоторых случаях в качестве КЭМС может использоваться допустимое значение
уровня МС Рм доп на входе приемника станции-реципиента, для которых условие ЭМС ана-
логично (3.21):
Тп(Рм доп) ≤ Тп доп, (3.22)
где Тп(Рм доп) — значение ИФР мощности МС Рм при условии Рм = Рм доп. При этом конкрет-
ный расчет ЧТР связан с определением значения координационного расстояния Rк, дБВт,
из выражения
Pм доп(Тп доп) = Zм(α,ϕ) – ам(Rк, Тп доп), (3.23)
где Zм — обобщенный энергетический параметр МС, дБВт; ам(Rк, Тп доп) — допустимые по-
тери на трассе распространения МС протяженностью Rм = Rк для Тп доп % времени. Обоб-
щенный энергетический параметр Zм определяется по формуле
Zм(α,ϕ) = Pпд + gа пд(α) + gа пр(ϕ) – аф пд – аф пр – Вп, (3.24)

134 ГЛАВА 3
где Pпд — уровень выходной мощности передатчика МС, дБВт; gа пд(α) — коэффициент
усиления передающей антенн под углом α, дБ; α — угол исхода МС между осью ДНА ме-
шающего передатчика и направлением трассы распространения МС; gа пр(ϕ)— коэффициент
усиления приемной антенны под углом ϕ, дБ; ϕ — угол прихода МС между осью ДНА при-
емной РС и направлением трассы распространения МС; Вп — выигрыш за счет поляризаци-
онной развязки между ПС и МС, дБ; аф пд — потери в передающем АФТ мешающей стан-
ции; аф пр — потери в приемном АФТ станции-реципиента.
При расчете норм ЧТР параметры УР α и ϕ являются неизвестными, и для того чтобы
имелась возможность численного анализа, их задают в виде вариантов взаимной ориента-
ции антенн станции-реципиента и мешающих станций [4, 29]. Возможны следующие соче-
тания ориентации ДНА, характеризующие взаимное влияние РЭС:
Г–Г — главный лепесток (ГЛ) ДНА одной станции направлен на ГЛ другой станции; та-
кой вариант ориентации ДНА станции-реципиента и мешающей станции называют «дуэль-
ной ситуацией» [31], в этом случае α = 0; ϕ = 0;
Г–Б — мешающая станция ориентирована своим ГЛ на боковой лепесток (БЛ) ДНА
станции-реципиента; в этом случае α = 0; ϕ = ϕ1, где ϕ1 — угол, определяющий ориентацию
первого БЛ станции-реципиента (см. разд. 2.3);
Б–Г — мешающая станция ориентирована своим БЛ на ГЛ станции-реципиента; в этом
случае α = α1; ϕ = 0, где α1 — угол, определяющий ориентацию первого БЛ мешающей
станции;
Б–Б — обе станции ориентированы своими БЛ навстречу друг другу, в этом случае
α = α1; ϕ = ϕ1.
Таким образом, использование такого подхода к определению норм ЧТР позволяет све-
сти общую задачу к анализу четырех вариантов ЭМО с фиксированными УР.
Из (3.23) находятся координационные потери, дБВт,
ак = Zм(α,ϕ) – Pм доп(Тм доп), (3.25)
откуда находим
Rк = ξ–1[ак, Тм доп], (3.26)
где ξ–1[⋅] — функция, обратная функции ам(Rм,Тм).
Потери передачи МС ам(Rм,Тм) зависят от высот подвеса приемной и передающей ан-
тенн, диапазона частот, в котором работают РЭС, характеристик трасс трассы, климатиче-
ских параметров региона и имеют сложное аналитическое математическое описание
(см. разд. 2.4). В связи с этим реализацию процедуры (3.26) при оценке условий ЭМС, вы-
полняемой ручным способом, целесообразно проводить графическим способом. Для этой
цели, очевидно, необходимо располагать графическим представлением функции ам(Rм,Тм).
В ряде работ, например [32, 33], такие графики имеются, и ниже они будут использо-
ваться в примерах расчетов ЧТР. При практических расчетах ЧТР необходимо построить
аналогичные зависимости с использованием современных моделей распространения МС,
описанных в разд. 2.4.
При использовании в качестве КЭМС защитного отношения имеем в общем случае воз-
действия на станцию-реципиент Nм МС
qм 10lg (Qм ), Σ
= (3.27)
где м Q Σ — результирующее ОСП на входе приемника, определяемое соотношением
1 м
1;
= Σ (3.28)
м 1 м
i
N
Q i Q Σ =

здесь мi Q — ОСП на входе приемника, определяемое i-м МС:
мi Q = æАЧХi Qм медi
2 2
c м . i ΔV ΔV (3.29)
В (3.29) приняты следующие обозначения: æАЧХi — коэффициент ослабления мощности МС
АЧХ приемника, зависящий от формы АЧХ приемника станции-реципиента и расстройки
несущих частот ПС и МС; ΔVc — глубина замираний ПС, ΔVc = Vc/Vc мед; ΔVмi — глубина за-
мираний i-го МС, ΔVмi = Vмi /Vм медi; Qм медi — медианное значение ОСП (в разах),
2 ( 2 )
м мед c0 c мед м0 м мед . i i i Q = P V Р V (3.30)
i
дЗдесь Рс0 — мощность ПС при распространении в свободном пространстве; Р — мощ-
м0i ность i-го МС при распространении в свободном пространстве; V — медианное значе-
м мение множителя ослабления i-го МС.
В этом случае левая часть (3.20) определяется в соответствии c известными законами
функционального преобразования случайных величин и может быть записана следующим
образом:
∞ ∞
( ) ( )
∫ ∫

(3.31)
T ( q ) w V ...
w V
= Δ Δ ×
N N
м м
раз
, , ..., ... ,
N
( )
× Δ = ψ −
⎡⎣ Δ Δ ⎤⎦ Δ Δ
T V Q V V d V d V
N N
м м
п мдоп 1 м1
0 0
м
1
c c м доп м1 м м1 м
где wi(ΔVмi) — плотность распределения глубины замираний i-го МС, в общем случае
имеющая вид, соответствующий механизму распространения i-го МС; Тс(ΔVс) — ИФР глу-
бины замираний ПС; ψ–1[⋅] — функция, обратная функции (3.31); 0,1 м доп
м доп 10 . q Q =
Следует отметить, что теоретически имеются и иные формы записи для определения
Тп(qм доп), но так или иначе при строгом ее вычислении необходимо выполнять многократ-
ное интегрирование (Nм раз). В большинстве случаев это можно сделать только численным
интегрированием с применением ЭВМ и было выполнено, например, в [34, 35].
При воздействии одного МС соотношения (3.28)–(3.31) существенно упрощаются и
(3.31) принимает вид
∞
= ∫ Δ Δ = ψ− 1
Δ Δ (3.32)
Т (q ) w ( V )T ( V [Q , V ]) d V .
п мдоп м м c c м доп м м
0
Вычисление Тп по формуле (3.32) также достаточно сложно. Поэтому в инженерной
практике вместо (3.32) можно использовать приближенное соотношение [36]
Тп(qм доп) = Тс(ΔVc = ψ–1[qм доп, ΔVм = 1) + Тм(ΔVм = ψ–1[qм доп, ΔVc = 1]), (3.33)
где Тм(ΔVм) — ИФР глубины замираний МС.
В [37] было показано, что использование формул (3.33) при анализе ЭМС дает некото-
рую погрешность при оценке Тп(qм доп), которая увеличивается с уменьшением Тп доп и при
Тп доп 0,1% может быть порядка 10 дБ. Однако следует отметить, что данная погрешность
будет создавать определенный запас в выполнении условий ЭМС и поэтому в принципе до-

136 ГЛАВА 3
пустима, а даже ее максимальное значение (порядка 10 дБ) также приемлемо при данных
расчетах. При особых требованиях к условиям ЭМС РЭС проверочный расчет возможно це-
лесообразно выполнять по точным формулам (3.31), (3.32), в которых математически кор-
ректно учтены замирания ПС и МС в области малых значений Тп доп [31, 38, 39].
Из (3.33) находится допустимое значение
Тм доп = Тп(qм доп) – Тс(ΔVc = ψ–1[qм доп, ΔVм = 1]) (3.34)
и допустимое значение глубины замираний МС
ΔVм доп = ψ–1(qм доп, ΔVc = 1). (3.35)
Значение Rк далее находится по графикам Тм(ΔVм, Rмэ) при Тм = Тм доп и ΔVм = ΔVм доп,
которые являются аналогом зависимостей ам(Rм, Тм) и могут быть построены в соответст-
вующих координатах с использованием последней. Здесь Rмэ — эквивалентная длина трас-
сы распространения МС, учитывающая углы возвышения мест расположения мешающей
станции Δм и приемной станции Δс.
Значение Rмэ определяется по формуле [32]
Rмэ = Rм + аэ(Δм + Δс),
где аэ = 8500 км — эквивалентный радиус Земли; углы Δм и Δс выражены в радианах.
На рис. 3.4–3.6 приведены статистические распределения глубины замираний МС для
трех основных механизмов распространения МС: в условиях прямой видимости для сухопут-
ных трасс (рис. 3.4), за счет дифракции на трассах с открытой местностью с умеренным кли-
матом (рис. 3.5) и за счет тропосферного рассеяния на сухопутных трассах (рис. 3.6) [32, 33].
Рис. 3.4. Статистическое распределение глубины замираний МС
на открытых трассах с прямой видимостью

на дифракционных трассах распространения с открытой местностью
на сухопутных трассах распространения из-за тропосферного рассеяния
Для случаев воздействия нескольких МС полученное значение Тм доп распределяется по
отдельным МС либо поровну, если их условия распространения примерно идентичны, либо
неравномерно. Причем для трасс с меньшими потерями передачи МС рекомендуется отво-
дить большую часть Тм доп и, наоборот, для трасс с большими потерями передачи — мень-
шую часть. Дальнейшая процедура определения ЧТР не отличается от описанной выше,
применяемой в случае воздействия только одного МС.

138 ГЛАВА 3
3.3.1. Методика определения норм ЧТР для аналоговых систем
Мощность помех, пВт, на выходе телефонного канала в точке относительного нулевого уровня
определяется соотношением [3]
Ртф = 109/(æQм), (3.36)
где æ — коэффициент ослабления помех (КОП), зависящий от расстройки несущих частот
ПС и МС, параметров энергетических спектров ПС и МС, а также от характеристики радио-
приемника станции-реципиента; Qм — текущее значение ОСП, раз.
Важно отметить, что коэффициент æ является постоянным и его значения для типовых
вариантов взаимодействия систем можно найти в [3, 29, 40].
Для вычисления ИФР Ртф запишем (3.36) с учетом (3.28)–(3.30) при i = 1 в виде
2 2
Pтф = ZтфΔVм ΔVс , (3.37)
где Zтф — обобщенный энергетический параметр ЭМС,
Zтф = 109/(æQм мед). (3.38)
На основании (3.30) и с учетом (3.37) получаем
( ) ( ) п тфпод с c тф тф доп м м тф тф доп Т (Р ) = Т ΔV = Z Р +Т ΔV = Р Z . (3.39)
Тогда по аналогии с (3.34), (3.35) можно записать рабочие формулы для определения Тм доп,
ΔVм доп и ΔVc доп:
Тм доп = Тп(Ртф доп) – Тс(ΔVc доп); (3.40)
ΔVc доп = тф тф доп Z Р ; (3.41)
ΔVм доп = тф доп тф Р Z . (3.42)
Далее, используя полученные значения, по графикам на рис. 3.4–3.6 находим значение
координационного расстояния (минимально-допустимого территориального разноса).
Пример 5. Определить минимально-допустимый территориальный разнос между ра-
диостанцией аналоговой системы с ЧМ/ЧУ, действующей в составе НФС (РРЛ), при воздей-
ствии на нее МС от земной станции ФСС, работающей в той же полосе частот. Принять сле-
дующие значения параметров: рабочая частота радиостанций — в диапазоне 6 ГГц; длина
пролета РРЛ — 30 км; æ = 17 дБ; qм мед = 60 дБ; радиостанции расположены в сухопутном ре-
гионе; Δм = Δс = 0.
Решение. В этом случае имеем следующие значения КЭМС (см. разд. 3.2):
Ртф доп = 50000 пВт; Тп доп = 0,01% месяца.
Значения параметров æ и Qм мед в разах будут: æ = 50; Qм мед = 106. По (3.38) находим
Zтф = 109/(50⋅106) = 20.
По (3.41), (3.42) рассчитываем ΔVc доп = 20 / 5⋅104 = 2⋅10–2; ΔVм доп = 5⋅104 / 20 = 50.
Значение Тс(ΔVc доп), %, может быть найдено по формуле [30]
Т ( ΔV ) = К ΔV 2
, (3.43)
с c доп Q c доп где 4 2 1,5
c Q 4 10 К = ⋅ − ξR f — постоянный коэффициент; ξ — климатический параметр, для
сухопутной трассы ξ = 1; Rc — длина пролета РРЛ, км; f — рабочая частота, ГГц.
Вычисляя значение КQ = 4 ⋅10–4 ⋅9⋅102 ⋅14,7 = 6% и подставляя его в (3.43), получаем
Тс(ΔVc доп) = 6 ⋅4⋅10–4 = 2,4⋅10–3%.
По (3.40) получаем значение Тм доп = 0,01 – 0,0072 = 0,0076%.
Далее по графикам на рис. 3.4–3.6 необходимо определить при найденных значениях
Тм доп и ΔVм доп протяженность и тип трассы МС, для которой выполняются эти показатели.

Поскольку глубина замираний МС на этих графиках отложена в децибелах, переведем
ΔVм доп в децибелы по формуле ΔVм доп (дБ) = 20lg (ΔVм доп (раз)) = 20 lg (50) = +34 дБ.
Данной паре {Тм доп; ΔVм доп} соответствуют только графики на рис. 3.6, по которым по-
лучаем при Тм = Тм доп = 0,0028% и ΔVм = ΔVм доп = 34 дБ значение территориального разноса
Rк = Rмэ ≈ 150 км.
Отметим, что частотный разнос (ЧР) в данной ЭМО определен значением показателя æ,
а требования к УР формулируются на основании соотношения (3.24) и энергетических пара-
метров ПС таким образом, чтобы обеспечивалось требуемое медианное значение ОСП
qм мед = 60 дБ на входе приемника радиорелейной станции.
Уменьшение ТР можно достичь без изменения ЧР и УР, а также других параметров
взаимодействующих станций увеличением æ за счет использования сигнала дисперсии (СД)
мощности радиосигнала на пролете РРЛ [3, 31] или применения специальных экранов [41].
3.3.2. Методика определения норм ЧТР для цифровых систем
Для цифровых систем связи методика анализа ЭМС и определения ЧТР в принципе не от-
личается от рассмотренной выше. Численные же результаты указанных процедур при тех
же условиях распространения ПС и МС будут отличаться в зависимости от метода цифро-
вой передачи.
Функциональная зависимость Рош учитывает влияние ПС, МС и теплового шума (ТШ)
приемника (в отличие от аналоговых систем, где ТШ не оказывает существенного влияния
на значения Рп, соответствующие установленным значениям КЭМС). Обычно такие зависи-
мости представляются в виде функционала
Рош = ψ[qш, qм], (3.44)
в котором qш — отношение сигнал-шум (ОСШ) на входе приемника станции-реципиента.
Аналитический вид функционала (3.44) является достаточно сложным даже при учете
воздействия одного МС, что делает целесообразным при определении ЧТР использовать
графоаналитический метод определения ИФР T(Рош доп), который в целом не отличается от
определения ИФР T(Ртф доп) в аналоговых системах, определение которой было рассмотрено
в предыдущем разделе.
Показатель ОСШ Qш в разах может быть записан через глубину замираний ПС следую-
щим образом:
2
Qш = Qш медΔVc , (3.45)
где Qш мед — медианное значение ОСШ,
Qш мед = Рс0 /Рш, (3.46)
здесь Рш — мощность ТШ, отнесенных ко входу приемника.
В графическом виде выражение (3.44) показано на рис. 3.7 для 64-КАМ, а на рис. 3.8
для 256-КАМ [42].
Следует отметить, что данные зависимости рассчитаны методом гауссовского прибли-
жения, который, как показано в ряде работ, имеет незначительную для данных расчетов по-
грешность [1, 42]. Кроме того, важно иметь в виду, что для воздействия МС в цифровых
системах характерно то, что влияние вида модуляции МС при фиксированной расстройке
несущих частот ПС и МС практически не сказывается, и поэтому при расчетах ЭМС этот
параметр учитывается при определении коэффициента ослабления мощности МС за счет
АЧХ приемника станции-реципиента.

140 ГЛАВА 3
Рис. 3.7. Вероятность ошибок в цифровой
системе с модуляцией 64-КАМ
Рис. 3.8. Вероятность ошибок в цифровой
системе с модуляцией 256-КАМ
По аналогии с (3.34), (3.35) можно записать рабочие формулы для определения Тм доп,
ΔVм доп и ΔVc доп:
Тм доп = Тп(Рош доп) – Тс(ΔVc доп); (3.47)
ΔVc доп = ψ–1(Рош доп, ΔVм = 1); (3.48)
ΔVм доп = ψ–1(Рош доп, ΔVc = 1), (3.49)
которые позволяют, используя графики на рис. 3.4–3.6, определять ЧТР графоаналитиче-
ским методом. Порядок расчета в этом случае иллюстрируется ниже в примере 6. Процеду-
ра определения ЧТР аналогична процедуре, описанной в разд. 3.3.2, и особых комментариев
не требует. Следует отметить только, что в этом примере расчеты выполняются с использо-
ванием зависимостей Рош = ψ[qш, qм], показанных на рис. 3.7–3.8, которые при необходимо-
сти выполнения аналогичных расчетов по более точным (в теоретическом смысле) соотно-
шениям могут быть в расчетной процедуре легко скорректированы с помощью некоторой
поправки.
Пример 6. Определить минимально-допустимый территориальный разнос между ра-
диостанцией цифровой системы с 64-КАМ, действующей в составе НФС (РРЛ), при воздей-
ствии на нее МС от земной станции ФСС, работающей в той же полосе частот. Принять сле-
дующие значения параметров: рабочая частота радиостанций — в диапазоне 6 ГГц; длина
пролета РРЛ — 30 км; qш мед = 60 дБ, qм мед = 50 дБ; радиостанции расположены в сухопутном
регионе; Δм = Δс = 0.
Решение. В этом случае имеем следующие значения КЭМС (см. разд. 3.3.2):
Рош доп = 10–3; Тп доп = 0,01% месяца.
Рассчитываем Тс(ΔVc доп), для чего по рис. 3.7 по кривой для qм = qм мед = 50 дБ при
Рош = 10–3 находим значение qш = 24,5 дБ, которое соответствует идеальному приему. Прини-
мая энергетический запас Δqш = 2 дБ, получаем допустимое значение ОСШ для реальной
системы qш доп = 26,5 дБ.
Далее на основании (3.45) рассчитываем значения ΔVc доп, дБ, по формуле
ΔVc доп (дБ) = qш доп – qш мед = 26,5 – 60 = –33,5 дБ,

которое затем переведем в разы по формуле
ΔVc доп (раз) = 100,05ΔVс доп (дБ) = 10–1,675 = 2,8⋅10–2.
По (3.43) определяем значение Тс(ΔVc доп) с учетом значения постоянного коэффициента
КQ = 6% (см. пример 1):
4 3
Tc ( Vс доп ) 6 8 10 4,8 10 %. Δ = ⋅ ⋅ − = ⋅ −
По (3.47) получаем Тм доп = 0,01 – 0,0048 = 0,0052%.
По графику на рис. 3.7 при Рош доп = 10–3 и qш = qш мед = 60 дБ находим допустимое ОСП
на входе приемника qм доп = 24 дБ и далее определяем значение ΔVм доп по формуле
ΔVм доп (дБ) = qм мед – qм доп = 60 – 24 = +36 дБ.
Далее по графикам на рис. 3.4–3.6 необходимо определить при найденных значениях
Тм доп и ΔVм доп протяженность и тип трассы МС, для которой выполняются эти показатели.
Данной паре {Тм доп; ΔVм доп} соответствуют только графики на рис. 3.6, по которому получа-
ем при Тм = Тм доп = 0,0052% и ΔVм = ΔVм доп = 36 дБ значение территориального разноса
Rк = Rмэ ≈ 130 км.
3.3.3. Особенности определения норм ЧТР для систем
сотовой подвижной связи
В диапазоне 800 МГц региональные сотовые сети сухопутной подвижной связи России соз-
давались на базе стандарта AMPS (D-AMPS), а сети фиксированной сотовой связи с кодо-
вым разделением каналов (CDMA) — стандарта IS-95. Сети стандартов AMPS и CDMA ра-
ботали в совпадающих диапазонах частот (в совмещенных частотных каналах) и размеща-
лись часто в одном регионе. Поэтому возникала необходимость обеспечения ЭМС РЭС
средств этих сетей.
Поясним основные положения методики обеспечения их ЭМС. При анализе межсистем-
ной ЭМС РЭС следует рассматривать влияние базовых станций (БС) одной системы на або-
нентские станции (АС) другой, а также обратное воздействие АС на БС (далее БСAMPS,
АСAMPS, БСCDMA, АСCDMA). Символически влияние помех сетей CDMA и AMPS на сети AMPS
и CDMA будем обозначать следующим образом: АСCDMA → БСAMPS, БСCDMA → АСAMPS;
АСAMPS → БСCDMA, БСAMPS → АСCDMA.
На рис. 3.9 показаны помеховые ситуации в рассматриваемой ЭМО и введены обозна-
чения ТР между РЭС совмещаемых сетей (R1, R2, R3, R4). Стрелками показаны направления
воздействия радиопомех. Из рис. 3.9 видно, что величина max(R1, R4) определяет необходи-
мое расстояние между БСAMPS и АСCDMA, обеспечивающее ЭМС между ними. Аналогично
территориальный разнос max(R2, R3) обеспечивает ЭМС между БСCDMA и АСAMPS. С практи-
ческой точки зрения целесообразно определить минимальное допустимое расстояние между
базовыми станциями рассматриваемых сетей, при котором обеспечивается совместная рабо-
та всех РЭС этих сетей с заданным качеством. Методология расчета величин R1, R2, R3 и R4
подобна той, которая изложена в предыдущем разделе.
Для обеспечения ЭМС РЭС необходимо, чтобы ТР между БСCDMA и БСAMPS выбирался
из условия максимума:
Rк = max[R0CD + max(R1, R4); R0АM + max(R2, R3)],
где R0АM, R0CD — радиусы зон обслуживания БС в системах AMPS и CDMA.
На рис. 3.10 схематично показан вариант взаимного расположения БС сетей CDMA и
AMPS. Секторные антенны БС этих сетей ориентированы в направлении своей зоны обслу-
живания, а в направлении соседней сети радиопомеха излучается задним лепестком ДНА.
Радиусы зон обслуживания БС в направлении соседней сети показаны стрелкой: R0CD — ра-
диус зоны обслуживания БСCDMA, R0AM — БСAMPS.

142 ГЛАВА 3
Рис. 3.9. Помеховые ситуации при взаимодействии двух сетей подвижной связи
Рис. 3.10. Необходимый территориальный разнос между границами сот двух сетей
Обеспечение ЭМС РЭС сотовых сетей связи стандартов AMPS и CDMA в совмещенных
частотных каналах возможно только в том случае, если установлены ограничения на энер-
гетические параметры этих РЭС, а зоны покрытия радиосетей разделены некоторой ней-
тральной областью, определяемой требуемым территориальным разносом между границами
сетей. Размер этой области может быть уменьшен, если на БС применяются секторные ан-
тенны со сниженным уровнем боковых и задних лепестков ДНА, что позволяет снизить
мощность помехи, излучаемой БС в направлении соседней сети.
Необходимый ТР между границами зон обслуживания сетей AMPS и CDMA, как видно
из рис. 3.10, может быть рассчитан следующим образом:
d = max[max(R1, R4) – R0АM; max(R2, R3) – R0CD].
Значения ТР, рассчитанные по описанной методике, приведены в табл. 3.7 [35].
Таблица 3.7. Значения территориального разноса
G0, дБ R0CD, км R0AM, км R1, км R2, км R3, км R4, км D, км d, км
13 1,8 5,3 4,0 3,1 15,4 6,1 20,7 13,6
–7 0,5 1,4 1,0 0,82 4,0 1,6 5,4 3,5
–27 0,12 0,37 0,27 0,21 1,0 0,42 1,37 0,88
Анализ этих норм ЧТР показывает, что радиус зоны обслуживания БСCDMA составляет
R0CD = 1,8 км, а для БСAMPS — R0AM = 5,3 км. При использовании секторных антенн БС с
уровнем боковых лепестков –7 дБ радиусы зон обслуживания БС в направлениях излучения
этих лепестков уменьшаются до R0CD = 0,5 км и R0AM = 1,4 км. Если применить специальные

меры, расположив, например, антенны БС на стенах зданий, экранирующих излучение в об-
ратном направлении, то уровень излучения задних лепестков ДНА может быть снижен до
–27 дБ. При этом радиусы зон обслуживания БС в направлениях излучения этих лепестков
составляют: R0CD = 0,12 км, R0AM = 0,37 км.
Для работы сотовых систем подвижной связи третьего поколения были выделены поло-
сы частот 1885…2025 и 2110…2200 МГц. В этих же диапазонах работают зоновые РРЛ. По-
этому, рассматривая вопросы развития систем подвижной связи 3-го поколения в диапазоне
2 ГГц, необходимо определить возможности совместного использования этих диапазонов
частот системами подвижной связи стандарта CDMA и РРЛ. Такое совместное использова-
ние может быть достигнуто только за счет территориального и/или частотного разноса меж-
ду этими системами.
Методика анализа ЭМС и расчет норм ЧТР для этих РЭС приведены в [34]. Эта методи-
ка в основных своих положениях соответствует подходам, изложенным выше. Ее основные
особенности связаны с определением мощности помех, создаваемых передатчиками сети
подвижной связи на входе приемника радиорелейной станции (РРС).
Расчеты, выполненные по данной методике, показывают, что для сети подвижной связи
стандарта CDMA и аналоговой РРС, занимающей канал с шириной полосы частот 28 МГц,
ЭМС обеспечивается в случае, если частотный разнос между ПС и МС превышает 35 МГц.
Для цифровой РРС, занимающей канал с шириной полосы частот 2 МГц, ЭМС обеспечива-
ется, если частотный разнос между ПС и МС более 3,4 МГц.
3.3.4. Назначение частотных каналов для РЭС
Назначение частотных каналов как способ обеспечения ЭМС РЭС осуществляется либо
централизованно государственными радиочастотными органами (РЧО), либо децентрализо-
ванно местными РЧО (республиканскими, краевыми и областными) и заключается в при-
своении (назначении) конкретной частоты для работы каждого РЭС из числа выделенных
РЭС частот или полос частот.
Централизованное назначение частотных каналов осуществляется для работы наиболее
важных и мощных РЭС (например, для радиостанций правительственной сети связи, веща-
тельных радиостанций и передающих телецентров и т.п.). Децентрализованное назначение
частот осуществляется для работы, как правило, маломощных РЭС массового применения
(в частности, радиостанций сухопутной подвижной службы, маломощных радиорелейных
станций и т.п.). При децентрализованном назначении частотных каналов учитывают основ-
ные положения Регламента радиосвязи (прежде всего Таблицу распределения частот), а при
децентрализованном, кроме того, постановления (указания) государственных РЧО. Напри-
мер, частотные каналы, назначенные централизованно, запрещаются для использования
другими РЭС в пределах территории, где возможны непреднамеренные помехи от них.
Основная цель назначения частотных каналов состоит в том, чтобы исключить прежде
всего работу РЭС на одних и тех же частотах при размещении РЭС в общих территориаль-
ных районах в пределах координационных зон радиостанций, т.е. зон вокруг станции РЭС,
за пределами которой станции других РЭС, совместно использующие ту же полосу частот,
не создают мешающих излучений, превышающих допустимый уровень, и не подвергаются
их воздействию [43].
Для исключения непреднамеренных помех между РЭС при одновременной их работе в
общих территориальных районах большинство РЭС, особенно массового применения, име-
ют сетки или несколько фиксированных частотных каналов с определенным минимальным

144 ГЛАВА 3
разносом по частоте. Например, для радиостанций сухопутной подвижной службы, рабо-
тающих в полосе частот 1,6…8 МГц, минимальный частотный разнос между соседними ка-
налами сетки частот составляет 5 кГц, а работающих в диапазоне свыше 30 МГц — 25 кГц
[44]. Для РЭС с плавной перестройкой частоты в пределах присвоенных полос частот частот-
ный разнос каналов может быть установлен любым, но, в принципе, не менее требуемого.
Для работы РЭС различных радиолиний без взаимных радиопомех рабочие частоты
РЭС назначаются так, чтобы ЧР между ними составлял не менее некоторого требуемого
значения Δfтр, которое в общем случае должно удовлетворять условию
Δfтр = | fc – fм | ≥ (Δfс + Δfм)/2, (3.50)
где Δfс — ширина полосы пропускания приемника станции-реципиента; Δfм — полоса час-
тот, занимаемая излучением передатчика МС на заданном уровне –30 дБ или –60 дБ.
При назначении частотных каналов конкретным РЭС должны учитываться нормы ЧТР,
которые определяют взаимные удаления между РЭС, допустимые мощности излучения пе-
редатчиков и чувствительности приемников, допустимые значения защитных отношений,
коэффициенты усиления антенн, наличие в РЭС сеток или выделенных номиналов частот
и ряд других характеристик. Минимально необходимый ЧР Δfтр, обеспечивающий работу
РЭС без взаимных помех, определяется прежде всего видом модуляции используемых
в РЭС сигналов. Поэтому с достаточной для практики точностью численные значения Δfс
и Δfм должны соответствовать общесоюзным нормам на ширину полосы радиочастот ра-
диопередающих устройств [45].
Задача рационального назначения частот особо актуальна при организации работы РЭС
без взаимных помех в метровом, дециметровом и сантиметровом диапазонах радиоволн, где
работает наибольшая часть различных РЭС фиксированной и подвижной служб, радио- и
телевизионного вещания, а также других служб [44, 46, 47, 48].
Если в процессе назначения частотных каналов оказывается, что выделенное при рас-
пределении какой-либо службе число каналов оказывается меньше необходимого для рабо-
ты РЭС, то одни и те же частоты могут повторно назначаться другим РЭС, в том числе и од-
нотипным. Условием такого назначения является строгое выполнение норм ЧТР и размещ-
ения совмещаемых РЭС за пределами координационных зон соответствующих станций или
работы РЭС в различные интервалы времени. Такой метод назначения частотных каналов
РЭС существенно повышает эффективность использования радиоспектра и широко исполь-
зуется, например, в современных сухопутных системах подвижной связи. Основой реализа-
ции способа повторного назначения частотных каналов в таких системах является примене-
ние принципов сотового покрытия общей территории обслуживания, принципа кластирова-
ния частотно-территориального ресурса системы и принципа секторирования сот [49, 50].
Результатом такой организации сотовой инфраструктуры связи достигается возможность
многократного использования относительно небольшого числа частотных каналов на не-
большой территории.
Для РЭС, расположенных на одном объекте, частотные каналы назначаются так, чтобы
исключить работу РЭС не только на совпадающих частотах, но и на таких частотах, кото-
рые приводят к совпадению излучений передатчиков на гармониках с основными каналами
приема совмещаемых РЭС или основных излучений передатчиков с побочными каналами
приемников совмещаемых РЭС.
Эффективность назначения частотных каналов как один из основных и наиболее важ-
ных способов обеспечения ЭМС РЭС характеризуется следующим:
– разнос частотных каналов РЭС в соответствии с условием (3.50), как правило, практи-
чески полностью исключает взаимные помехи между РЭС, поскольку в зависимости
от значений Δfс и Δfм уровень взаимных помех ослабляется на –(40…60) дБ;

– назначение частотных каналов не требует значительных временны΄ х и материальных
затрат по сравнению, например, с территориальным разносом РЭС и осуществляется
при выдаче разрешения на эксплуатацию РЭС или в ходе эксплуатации.
Для незначительных по числу (единицы) совокупностей РЭС на ограниченных по тер-
ритории районах назначение частотных каналов выполняется достаточно просто методом
перебора выделенного числа частотных каналов с учетом условия (3.50) и норм ЧТР. Для
значительных по числу (десятки — сотни и более) совокупностей РЭС в больших районах
методы назначения частотных каналов достаточно сложны, основываются на использова-
нии ЭВМ и подробно излагаются, например, в [51, 52].
3.4. Автоматизация управления использованием
радиочастотного спектра
3.4.1. Общие задачи автоматизации управления
использованием спектра
Если объем информации велик, а требования в отношении аналитических исследований
сложны и разнообразны, применение методов автоматизации становится необходимостью.
Автоматизация может также улучшить внедрение методов ограниченного анализа и баз
данных. Компьютерные системы располагают средствами, позволяющими хранить данные
в легкодоступной форме, а также обрабатывать их, выдавать отчеты, касающиеся этих дан-
ных, и выполнять численный анализ показателей ЭМС [53–59].
В последние годы стали широко использовать компьютерные системы на основе персо-
нальных компьютеров (ПК), которые обрабатывают большие массивы данных или выпол-
няют сложные задачи численного анализа при решении различных задач в области связи и
радиосвязи, в частности. Благодаря последним технологическим разработкам снизилась
стоимость компьютерных систем, существенно увеличились их вычислительные возможно-
сти, и стало возможным широко применять компьютерные методы для целей управления
использованием спектра (УИС).
В зависимости от размера, частоты и сложности процесса УИС компьютерные системы
следует применять частично или полностью во всех видах работ по УИС на национальном
уровне. В общем случае потребности разных Администраций в УИС значительно различа-
ются, поэтому каждая Администрация должна располагать (и соответственно создать) соб-
ственные базы данных (БД) и условия применения, которые удовлетворяют их конкретные
потребности. При определении этих потребностей любая Администрация должна учиты-
вать как национальные потребности в УИС, так и международные соглашения по этому во-
просу. Эти БД должны содержать информацию о дислокации всех РЭС, развернутых на
территории страны, данные об их технических характеристиках, определяющих ЭМС с дру-
гими РЭС, данные об их владельцах, выданных им лицензий и т.д.
Автоматизация может обеспечивать различные функции по УИС, которые включают:
присвоения частот; расчеты ЭМС; хранение и обновление БД; лицензирование и сбор платы
за лицензии; частотно-территориальное планирование; координацию частот; экспертизу ра-
диочастотных заявок; взаимодействие с системой радиоконтроля; обмен данными по УИС
между заинтересованными Администрациями и РЧО.

146 ГЛАВА 3
Автоматизация УИС на практике осуществляется в виде автоматизированных систем
УИС (АСУИС) и, как правило, на базе современных компьютерных систем, имеющих дос-
таточные вычислительные ресурсы и возможности подключения необходимых периферий-
ных устройств и средств связи (модем, беспроводный адаптер и т.д.). При этом АСУИС мо-
гут быть специализированными, т.е. выполняющими только одну или несколько схожих
функций из числа названных выше, или интегрированными, реализующими практически
все эти функции.
3.4.2. Преимущества автоматизации УИС
Поскольку с ростом объема данных о действующих в стране РЭС, а также количества и
сложности операций, связанных с хранением и обработкой этих данных, расходы на экс-
плуатацию ручной системы УИС увеличиваются, применение АСУИС становится неизбеж-
ным. Важно отметить, что современные компьютерные системы на основе ПК обладают не-
обходимыми возможностями обработки и хранения информации, обеспечивая тем самым
высокие эксплуатационные показатели при приемлемых расходах. Переход от ручных к ав-
томатизированным методам анализа имеет многочисленные преимущества и становится не-
обходимым, когда обработка данных касается огромных массивов.
Одной из таких задач является распределение и назначение частотных каналов в боль-
ших системах РЭС. При этом такие задачи при ручной реализации приходилось выполнять
по упрощенным алгоритмам. Решение подобной задачи в составе АСУИС позволяет ис-
пользовать значительно более сложные, но и более эффективные алгоритмы назначения
частотных каналов. Один из них рассмотрен ниже. Здесь более высокий уровень сложности
критерия назначения рабочих частот обусловлен учетом влияния продуктов интермодул-
яции РЭС, расположенных на одном объекте. Продукты интермодуляции, как известно
(см. разд. 3.2.1, 3.2.2 и гл. 7), могут иметь разрушительный характер с точки зрения ЭМО
при размещении РЭС на одном объекте. При этом действует следующий критерий выбора:
предлагаемая частота не может быть присвоена новому передатчику на данной станции, ес-
ли какой-либо продукт интермодуляции третьего порядка, образованный любыми частота-
ми, уже присвоенными данной станции, эквивалентен предлагаемой частоте.
На рис. 3.11 представлен возможный метод автоматизации процедуры выбора для дан-
ного примера. В этом случае очевидно, что ручное выполнение задачи будет крайне трудо-
емко, а реализовать эти процедуры даже в небольшой компьютерной системе можно быстро
и просто, не внося упрощений в алгоритмы обработки информации.
Другое эффективное применение ПК связано с уточненным учетом реалистических ха-
рактеристик распространения волн, например учетом влияния земной поверхности. Расчет
потерь при распространении, отличном от распространения в свободном пространстве (сфе-
рическое расширение), может оказаться сложной задачей. Использование методов опреде-
ления потерь при распространении в свободном пространстве на расстояния, превышающие
расстояния прямой видимости, приводит к неэффективному использованию спектра. Авто-
матизированные методы расчета потерь с учетом реальных условий (кривизна Земли, пре-
пятствия, различные характеристики почвы) позволяют с помощью стандартной программы
осуществлять точное прогнозирование распространения радиоволн, повышая тем самым
точность результатов анализа ЭМС.

Рис. 3.11. Машинный алгоритм назначения частотных каналов РЭС
В табл. 3.8 в качестве примера представлены результаты автоматизированного расчета
потерь передачи радиосигнала в зависимости от длины трассы распространения для глад-
кой земной поверхности в сравнении с потерями при распространении в свободном про-
странстве.
Приведенный пример показывает существенную роль точного учета реального механизма
распространения радиоволн в расчетах, связанных с решением задач УИС, и целесообраз-
ность автоматизации расчетов, поскольку предполагаемый объем вычислений очень велик.

148 ГЛАВА 3
Таблица 3.8. Потери передачи радиосигнала
Расстояние, км Потери в свободном
пространстве, дБ
Потери для гладкой земной
поверхности, дБ
1
2
5
10
20
50
100
90,5
96,5
104,5
110,5
116,5
124,5
130,5
90,5
97,5
108,5
119,5
135,5
166,5
212,1
Автоматизированные методы позволяют учитывать статистическую информацию о за-
мираниях ПС и МС и реальные характеристики земной поверхности. Характеристики зем-
ной поверхности, как правило, хранятся в банке топографических данных, доступ к кото-
рым автоматически предоставляется программе расчета показателей распространения.
Используя хранящиеся данные о земной поверхности, можно построить профиль трас-
сы (рис. 3.12) между двумя любыми географическими точками, включенными в БД с топо-
графическими данными. Такие профили используются для определения характеристик
трасс распространения ПС и МС, обусловленных влиянием поверхности Земли, такими, как
неровность местности, тип подстилающей поверхности (тип почвы, вода, лес и др.), пара-
метры локальных неоднородностей (искусственных и естественных) в местах расположения
передающей и приемной станций.
Рис. 3.12. К автоматическому построению профиля трассы

Можно отметить, что процедура построения профиля трассы распространения выполня-
ется по топографическим картам (на бумажном носителе или цифровым картам местности,
ЦКМ), имеющих определенное разрешение (точность представления данных). В свою оче-
редь этот показатель связан с масштабом топографических карт и должен составлять по
расстоянию не более 50…20 м :1 см и по высоте не более 3 м :1 см [33, 58, 59]. На рис. 3.12
показан фрагмент ЦКМ с линией трассы распространения между двумя точками и соответ-
ствующий профиль, определенный автоматически.
3.4.3. Общая структура автоматизированной системы УИС
Чтобы оценить применение компьютерных систем в конкретной ситуации по УИМ, следует
проанализировать различные типы имеющегося компьютерного оборудования и программ-
ного обеспечения. Их использование должно быть внедрено в четко определенную структу-
ру с вполне определенными функциями УИМ на национальном уровне.
На рис. 3.13 показана структура типовой АСУИС. С технической точки зрения АСУИС
представляет собой аппаратно-программный комплекс, который включает аппаратные сред-
ства вычислительной техники (СВТ) и программное обеспечение (ПО). В состав аппарат-
ных СВТ обычно входят: ПК или локальная вычислительная сеть (ЛВС) из нескольких ПК,
сервер(ы) БД (СБД — только для больших БД), периферийные устройства (ПУ), такие, как
дисплей, принтер, дополнительные накопители информации, специальные устройства ввода
информации и устройства связи (модем, выделенная линия, беспроводный адаптер).
Рис. 3.13. Структура типовой автоматизированной системы УИС
Программное обеспечение состоит из двух частей: операционной системы ПК (ОС)
и прикладного ПО, состоящего из управляющей программной системы, реализующей об-

150 ГЛАВА 3
щую концепцию УИС, заложенную в данную АСУИС, и пользовательских программных
модулей, которые могут модифицироваться.
Все оборудование АСУИС организуется в виде отдельного автоматизированного рабо-
чего места (АРМ) эксперта-оператора. ЛВС позволяет организовать несколько АРМ, что
повышает эффективность использования АСУИС. При ее разработке должны быть опреде-
лены параметры поступающего в нее потока информации (должно быть ясно, откуда посту-
пают данные, какие операции следует произвести с ними и куда они должны направляться),
структура файлов данных, а также записи и поля, подлежащие хранению. Должны быть оп-
ределены объем данных, частота их обновления и процедуры обновления данных. Рекомен-
дации SM.1048 и SM.1370 МСЭ-Р [53, 54] содержат руководство по разработке структуры
БД для базовой и усовершенствованной АСУИС, рекомендуемых МСЭ. Форматы данных
также должны быть скоординированы с БР МСЭ (см. Рекомендацию SM.667 МСЭ-Р [55]).
Полное описание структуры БД для этих АСУИС представлено в [56]. Аналогичные струк-
туры целесообразно использовать при разработке собственных АСУИС, что существенно
облегчит в случае необходимости процедуры обмена данными.
3.4.4. Данные, необходимые для работы АСУИС
Важной частью каждой системы управления использованием спектра является БД с различ-
ной информацией. В интересах скорейшего и эффективного с экономической точки зрения
применения автоматизации в области УИС рекомендуется, чтобы Администрации включа-
ли только те элементы данных, файлы данных и базы данных, которые необходимы для
удовлетворения их потребностей по УИС. Необходимо также учитывать список элементов
данных, требуемых для международной координации.
В интересах установления общего подхода к сбору, обновлению и поиску данных ин-
формация по УИС может включать следующие категории: данные по распределению час-
тот; данные по присвоениям частот; информация о владельце лицензии; данные по характе-
ристикам оборудования; платежи; географические данные о местности в виде цифровых то-
пографических карт местности с необходимым масштабом; данные по координации частот;
данные о радиочастотных заявках; данные по контролю частот.
Общее число элементов данных довольно велико. Потребности во многих элементах
данных в значительной мере зависят от целей и задач Администрации связи. Например, ко-
личество данных, требуемых для проведения значимых и достоверных расчетов ЭМС, воз-
растает в зависимости от степени перегруженности спектра частот. Это связано с насыщен-
ностью данной страны используемым оборудованием радиосвязи. В большинстве случаев
необходимая информация может быть сокращена до ограниченного числа основных эле-
ментов данных. Тем самым можно свести массив информации до сотен полей данных для
всех файлов [56].
3.4.5. Примеры организации автоматизации УИС
Базовая АСУИС WinBASMS была разработана в соответствии со спецификацией, подго-
товленной Бюро развития электросвязи (БРЭ) и Бюро радиосвязи (БР) МСЭ на основе Реко-
мендации МСЭ-R SM.1048 [53]. BASMS является многофункциональной и многоязычной
компьютерной программой, обеспечивающей специалистов по УИС автоматизированными
средствами поддержки для учета всех лицензий на радиослужбы и связанной с ними техни-

ческой и административной информации; ведения данных по частотным присвоениям и
расчетам помех для фиксированной, подвижной, радиовещательной и других подобных
служб; координации частот для применений как на национальном, так и на международном
уровне; ведения данных о регистрации и заявлениях по оплате лицензий; выдачи лицензий
на использование частот на национальном уровне.
Рис. 3.14. Структура базовой АСУИС WinBASMS
WinBASMS — это автономная компьютерная система для работы в операционной среде
Microsoft Windows. Простая в применении и обслуживании, она спроектирована для инди-
видуального пользователя. Многочисленные копии WinBASMS могут использоваться в
рамках организации по управлению использованием спектра для облегчения выполнения
различных функциональных требований, описанных в Справочнике МСЭ «Управление ис-
пользованием спектра на национальном уровне». При проектировании АСУИС выделяются

152 ГЛАВА 3
функции, чаще всего необходимые специалистам по УИС. Эти функции обеспечиваются
имеющими широкое применение базовыми методами и процедурами, которые может легко
изучить и применять персонал, не прошедший формальной подготовки по вопросам УИС.
На рис. 3.14 приведена блок-схема, иллюстрирующая функциональную взаимосвязь ме-
жду WinBASMS и УИС. Из рисунка видно, что система WinBASMS может использоваться
для выполнения большинства функциональных требований, определенных в Справочнике
МСЭ «Управление использованием спектра на национальном уровне».
Возможности системы. В системе обеспечивается:
– создание учетных записей; редактирование и модификация; аннулирование; проверка,
резервирование и архивирование данных; запрос данных;
– расчеты помех и выбор частот для нового присвоения в полосе частот выше 30 МГц
для систем «точка–многоточка» (радиовещательная и сухопутная подвижная служ-
бы) и систем «точка–точка» (НФС);
– поддержка службы лицензирования;
– приграничная координация;
– процедура одобрения типа оборудования;
– составление отчета.
Автоматизированная система анализа ЭМС и экспертизы радиочастотных заявок
(РЧЗ) для ФСС. АСУИС [57] учета данных и экспертизы РЧЗ предназначена для проведе-
ния анализа ЭМС для РЭС гражданского назначения, работающих в диапазоне выше 1 ГГц
(систем радиорелейной связи прямой видимости, радиолокации и земных станций спутни-
ковой связи). Данная система позволяет решать как информационно-поисковые, так и рас-
четные задачи.
На рис. 3.15 показана функциональная схема АСУИС, позволяющая эксперту РЧО при-
нимать обоснованные решения по вопросам частотного присвоения для РЭС или частотно-
го планирования.
Рис. 3.15. Укрупненная структура АСУИС анализа ЭМС
и экспертизы радиочастотных заявок
Информационно-поисковые задачи в данной АСУИС решаются на основе базы данных
(БД), содержащей сведения о частотных присвоениях (ЧП): дислокации действующих в

стране РЭС гражданского назначения, параметров, определяющих использование этих РЭС
в конкретных местах дислокации (тип оборудования используемых РЭС, высоты подвеса
антенн, азимут и угол места установки антенн этих РЭС, используемые частоты, сведения о
владельце данных РЭС и т.п.). На основе этих данных в АСУИС решается целый ряд поис-
ковых задач, позволяющих формировать отчеты по сформулированным запросам РЧО, ка-
сающихся вопросов эксплуатации РЭС, занесенных в БД.
Из этой схемы видно, что РЧЗ, поступающие в РЧО, проходят контроль содержащихся
в них данных, после чего эти данные заносятся в БД. После этого проводится комплекс рас-
четов, необходимых для анализа ЭМС нового РЭС, занесенного в БД, и тех РЭС, которые
были занесены в нее ранее. По результатам проведенных расчетов АСУИС формирует за-
ключение о возможности обеспечения ЭМС нового РЭС, на которое поступила РЧЗ. Это за-
ключение используется РЧО для принятия решения о назначении частотного канала для
этого РЭС.
Автоматизированная система анализа ЭМС сотовых и транкинговых сетей под-
вижной связи и других РЭС. Данная АСУИС предназначена для частотно-территориаль-
ного планирования сетей сотовой и транкинговой подвижной связи [58] и позволяет опти-
мизировать использование частотного ресурса в таких сетях. Оптимизация проводится
по критерию минимума используемой в сети подвижной связи полосы частот. При этом
сеть подвижной связи должна функционировать с требуемым качеством при заданных огра-
ничениях (территориальных, пространственных, нагрузки на БС и др.). Частотно-террито-
риальное планирование таких сетей с помощью разработанной АСУИС осуществляется с
использованием ЦКМ, что позволяет учесть с высокой точностью характер и рельеф мест-
ности региона, в котором развертывается проектируемая сеть подвижной связи.
На рис. 3.16 представлен алгоритм частотно-территориального планирования сетей под-
вижной связи, реализованный на базе системы автоматизированного проектирования сетей
СПС с использованием ЦКМ. Алгоритм включает процедуры и результаты работы, которые
функционально объединены в этапы планирования.
Задача разработки оптимального частотно-территориального плана (ЧТП) решается ме-
тодом последовательных приближений, начиная с оценки предварительного ЧТП (с воз-
можностью его получения автоматизированным способом экспресс-анализа без использова-
ния ЦКМ) с дальнейшим изменением частотных, энергетических и пространственных пара-
метров РЭС планируемой сети на основе эвристических соображений.
Важным самостоятельным этапом является этап натурных измерений. Современные
АСУИС должны иметь возможность использования результатов натурных измерений, по-
скольку расчетные поля радиопокрытий определены на основе математических моделей
распространения радиоволн, которые в ряде случаев требуют коррекции по результатам из-
мерений [59].
На следующем этапе осуществляется подготовка района работ на ЦКМ, редактирование
содержимого БД исходных параметров сети подвижной связи и характеристик оборудова-
ния и формирование дополнительной информации для ЧТП, а также анализ топологии заяв-
ленной сети, технических характеристик оборудования и разработка предварительного
ЧТП.
После этого следует этап расчетов, включающий:
– прогноз зон покрытия БС сети подвижной связи с оценкой внутрисистемной ЭМС
РЭС;
– прогноз зон покрытия БС сети подвижной связи с оценкой межсистемной ЭМС РЭС с
учетом влияния радиопомех от РЭС других сетей и систем (рассчитывается суммар-
ная радиопомеха как от РЭС своей сети, так и от РЭС других назначений);

154 ГЛАВА 3
– прогноз нагрузки БС состоит в расчете: трафика БС, плотности трафика, запаса по на-
грузке БС;
– проверку условий, по результатам которой необходимо принять следующие решения:
а) удовлетворяют ли зоны покрытия потребности сети?; б) возможно ли наращивание
емкости сети?; в) обеспечивает ли разработанный единый ЧТП условия совместной
работы с РЭС других сетей связи?
Рис. 3.16. Автоматизированный алгоритм частотно-территориального
планирования сетей подвижной связи
При невозможности принятия положительных решений на основе полученных расчет-
ных данных ЧТП корректируется введением пространственных, энергетических и частот-
ных ограничений.

Завершающим этапом час-
тотно-территориального плани-
рования является формирование
отчетного документа. Он вклю-
чает окончательный вариант
ЧТП сети и результаты расчетов
полей радиопокрытия отдельных
БС для разных режимов работы,
а также технические требования
к оборудованию и условиям со-
вместной работы сети подвиж-
ной связи с РЭС других назначе-
ний. Кроме того, оценивается по-
казатель спектральной эффектив-
ности для каждой БС и для сети в
целом.
Рис. 3.17. Зависимость территориального разноса
от параметра Z для двух моделей распространения
На рис. 3.17 в качестве примера представлены графики зависимости ТР от обобщенного
энергетического параметра Z (см. разд. 3.3.3), рассчитываемые в данной АСУИС по модели
Хата и по модели свободного пространства. Графики рис. 3.17 позволяют определить тре-
буемый ТР между станций сети подвижной связи или РЭС других назначений и станций
проектируемой сети подвижной связи.
Контрольные вопросы по главе 3
1. Поясните использование ЗО в качестве критерия ЭМС систем радиосвязи.
2. Укажите причины возникновения энергетических потерь в системах радиосвязи.
3. Как влияют энергетические потери на показатели работы систем радиосвязи?
4. Дайте определение и приведите пример ЭМО.
5. Дайте определение и приведите пример ЭМС.
6. В чем состоят различия между понятиями ЭМО и ЭМС?
7. Дайте определение понятия и приведите пример ПЭМО.
8. Дайте определение понятия и приведите пример ПЭМС.
9. В чем состоят различия между понятиями ПЭМО и ПЭМС?
10. Что такое ситуационный план? Изобразите примерный вид такого плана.
11. Что такое КЭМС и каковы их виды?
12. Назовите КЭМС для аналоговых систем радиосвязи.
13. Назовите КЭМС для аналоговых систем радиосвязи.
14. В чем состоит отличие КЭМС для фиксированных, радиовещательных и подвижных служб.
15. Дайте определение ЧТР и приведите его графическую интерпретацию.
16. Каков критерий определения ЧТР?
17. Что такое ТР и в чем его отличие от ЧТР?
18. Что такое КР и в чем его отличие от ТР?
19. Что такое УР и как он влияет на значение ЧТР?
20. Что такое ЧР и отчего он зависит? Поясните это с помощью рисунка.
21. Дайте определение КОП? Поясните это с помощью рисунка.
22. Какова роль автоматизации УИС в процессе использования РЧС?
23. Перечислите типы и источники данных, необходимых для работы АСУИС.
24. Назовите технические средства, входящие в состав типовой АСУИС.
25. Изобразите упрощенную (но полную) структуру типовой АСУИС.
26. Изобразите упрощенный алгоритм функционирования типовой АСУИС.

Глава 4
МЕТОДЫ ЧАСТОТНОГО ПЛАНИРОВАНИЯ
СЕТЕЙ РАДИОСВЯЗИ И ВЕЩАНИЯ
4.1. Принципы частотного планирования
сетей радиосвязи и радиовещания
Частотное планирование сетей радиосвязи и вещания является необходимым инструментом
решения вопросов выделения частотных каналов для бурно развивающихся сетей звукового
(ЗВ) и телевизионного (ТВ) вещания, сотовых сетей подвижной связи и др. Только исполь-
зуя частотное планирование, можно достичь высокой эффективности использования полос
частот, выделенных для развития этих сетей.
На ранних этапах развития радиотехники планирование частот вводимым радиосредс-
твам проводилось лишь с целью минимизации помех, т.е. уровни потенциальных помех бы-
ли первой целевой функцией. Однако это приводило к большим расходам частотного ресур-
са. За последние годы рост пригодного для использования частотного ресурса резко замед-
лился, а спрос на него продолжает возрастать по экспоненте [1]. Это привело к необходимо-
сти рассматривать в качестве целевой функции частотный ресурс, экономное расходование
которого с учетом требования обеспечения ЭМС радиосредств стало первостепенной зада-
чей. При решении этой задачи было предложено использовать весьма близкую связь между
задачами присвоения частот и раскраски графов. К числу очевидных преимуществ, обу-
словленных этой связью, относится возможность применения хорошо известных алгорит-
мов раскраски графов для решения задач присвоения частот.
Присвоение частот рассматривается как функция, которая каждому передатчику, при-
надлежащему некоторому множеству, приписывает рабочую частоту из некоторого множе-
ства имеющихся частот. В типичной задаче присвоения частот отыскивается частотное при-
своение, которое удовлетворяет определенным ограничениям и минимизирует участок
спектра, используемый этим присвоением.
Обычно рассматривают два вида ограничений: частотно-пространственные, когда пере-
датчики могут быть разнесены в пространстве и по частоте, и частотные, когда передатчики
расположены на одном объекте. Второй тип ограничений на помехи налагает запрет на не-
которые комбинации присвоения для данной пары передатчиков. Такие ограничения опре-
деляют лишь частотный разнос для уменьшения уровней помех.
При минимизации участка спектра, используемого частотными присвоениями, также
различают два вида задач [1].
Любое присвоение частот должно экономно расходовать спектр. Как правило, это озна-
чает, что ширина выделяемой для заданной совокупности передатчиков полосы спектра
должна быть минимальной. (Ширина полосы присвоения определяется как разность между
наивысшей и наинисшей частотами, присвоенными передатчикам из заданной совокупно-
сти.) Задача присвоения, в которой ищется минимальная ширина полосы присвоенных час-
тот, называется задачей с минимальной шириной полосы частот.

МЕТОДЫ ЧАСТОТНОГО ПЛАНИРОВАНИЯ СЕТЕЙ РАДИОСВЯЗИ И ВЕЩАНИЯ 157
Может ли присвоение с минимальной полосой частот полностью использовать выде-
ленный участок спектра? Утвердительный ответ получается для задач присвоения канала, в
которых ограничения на помехи отличны от ограничений на помехи по совмещенному ка-
налу. Иными словами, в таких задачах для обеспечения минимальной ширины полосы пере-
датчикам, как правило, присваивается больше частот, чем в любом другом присвоении, ко-
торое может быть, а может и не быть присвоением с минимальной шириной полосы. Вооб-
ще говоря, для многих обычных задач присвоения частот невозможно отыскать присвоение
с минимальной шириной полосы, которое действительно использует минимальное число
требуемых частот. Это потенциально полезное явление делает важным формулировку ново-
го типа задачи присвоения. Число частот, реально используемое присвоением, будем назы-
вать порядком присвоения, а задачу присвоения, в которой отыскивается минимальная ши-
рина полосы присвоения и дополнительно минимизируется ее порядок, задачей присвоения
минимального порядка.
Построение передающих сетей, позволяющих организовать обслуживание населения
многопрограммным телевизионным, звуковым вещанием и мобильной радиосвязью при опре-
деленных параметрах сети, сводится к частотно-пространственному распределению станций
на заданной территории. Решить эту задачу в общем виде позволяют идеализированные сети,
в основу построения которых заложены два принципа: геометрически правильная (равномер-
ная) сетка и линейная схема распределения каналов (частот). Для реализации этих принципов
вводят следующие ограничения: все станции сети имеют одинаковые эффективные излучае-
мые мощности, эффективные высоты передающих и приемных антенн, поляризацию, условия
распространения радиоволн и круговую диаграмму направленности передающих антенн [2].
Станции идеализированной сети располагают в вер-
шинах одинаковых равносторонних треугольников, на-
зываемых элементарными (рис. 4.1). Радиусы зон об-
служивания Rз одинаковы и в оптимальном случае пере-
секаются в одной точке — центре треугольника. При
этом осуществляется сплошное покрытие территории
вещанием с минимальным перекрытием зон вещания ка-
ждой станции, составляющим примерно 21% площади
треугольника (на рис. 4.1 заштрихованы).
Расстояние между соседними станциями R0 связано
с радиусом полезной зоны обслуживания Rз соотноше-
нием
Рис. 4.1. Пример регулярной сети
R0 = 3Rз . (4.1)
Как правило, помехи в совмещенном канале являются наиболее сильными из всех видов
помех, и поэтому пространственный разнос между станциями, работающими в совмещен-
ном канале, максимален. Расположив эти станции в вершинах равностороннего треугольни-
ка, называемого треугольником совмещенного канала, и совместив его вершины с вершина-
ми элементарных треугольников, называемых узлами, из двух смежных треугольников со-
вмещенного канала получают ромб совмещенного канала (рис. 4.2) c вершинами в узлах 0.
Внутри ромба в узлах располагают станции, имеющие другие номера каналов, причем нет
двух станций с одинаковыми номерами. Идеализированная сеть содержит примыкающие
друг к другу ромбы совмещенного канала с одинаковым распределением каналов внутри
него, т.е. сеть однородна. Это позволяет ограничиться анализом одного ромба. При расстоя-
нии D между станциями, работающими в совмещенном канале, необходимое для создания
идеализированной сети вещания минимальное число частотных каналов

158 ГЛАВА 4
N = 1+ int ⎡⎣(D Rз ) 2
3⎤⎦ , (4.2)
где int[Х] — целая часть числа Х. Для исследования идеализированной сети используют ко-
соугольную систему координат ху, угол между осями в которой составляет 60°. Расстояние
от начала координат до любой точки плоскости в этой системе
d = x2 + xy + y2 .
Рис. 4.2. Распределение каналов методом триад для N = 19
Из условия однородности сети вытекает, что, поскольку каждая сторона ромба совме-
щенного канала принадлежит двум смежным ромбам, узлы элементарной сетки, лежащие
на этой стороне, могут принадлежать только совмещенному каналу, что ограничивает число
узлов до двух, т.е. сторона ромба не может быть совмещена с осями координат ху. Если за
размерность в этой системе координат принять расстояние между узлами, то можно найти
два целых числа а и b соответственно по осям х и y, которые не имеют общего делителя и
удовлетворяют равенству a2 + ab + b2 = N, где N — число каналов, принадлежащих одному
ромбу совмещенного канала; N называют также ромбическим числом. Расстояние между со-
вмещенными каналами в таком ромбе равно N. В табл. 4.1 приведены значения а и b
и соответствующие этим значениям ромбические числа.
Таблица 4.1. Ромбические числа
а
b 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
1 3 7 13 21 31 43 57 73 91 111 133 157
2 19 39 67 103 147
3 37 49 79 97 139 163
4 61 93 133 181
5 91 109 129 151 201 229
6 127 223

После определения геометрии идеализированной сети надо перейти к распределению N
каналов внутри ромба, необходимых для полного охвата территории при минимальной по-
мехе. При этом каждый ромб совмещенных каналов является лишь элементом общей идеа-
лизированной сети, покрывающей рассматриваемую территорию, и, следовательно, резуль-
тат распределения каналов внутри такого ромба в силу однородности структуры сети будет
периодически повторяться во всех остальных ромбах.
Условие однородной сети предполагает также, что в каждом узле будет присутствовать
одинаковая комбинация помех от всех передатчиков, и, таким образом, достаточно рассмот-
реть всего три узла, образующих элементарный треугольник.
Одним из методов частотного планирования в однородных сетях регулярной структуры
является метод триад. Триада — группа из трех целых положительных чисел t1, t2, t3, сумма
которых равна числу распределяемых каналов (в пределах ромба совмещенных каналов), т.е.
t1 + t2 + t3 = N.
Число триады представляет собой разность номеров каналов, присваиваемых передатчикам,
расположенным в вершинах элементарных треугольников (см. рис. 4.2).
Номера частотных каналов всех передатчиков, расположенных по оси y или по прямой,
параллельной ей, отличаются друг от друга на t1 (при отсчете сверху вниз). Номера частотных
каналов передатчиков, расположенных по оси x или по прямой, параллельной ей, отличаются
друг от друга на t2. Номера отсчитываются по модулю N. Номер канала, расположенного в на-
чале координат, равен 0. При выборе триад нужно руководствоваться следующим:
– используются только триады, которые содержат разные числа, а не их перестановки;
– не должны использоваться триады, все числа которых имеют общий делитель с чис-
лом каналов N.
Присвоим номер канала 0 узлам сети, соответствующим узлам ромба совмещенных ка-
налов, тогда расстояние между остальными узлами будут 0, 1, 2, …, N – 1. Из этого ряда не-
обходимо исключить значения интервалов, которые по своим защитным отношениям не мо-
гут располагаться в соседних узлах сети, т.е. в соседних зонах обслуживания. Кроме номера 0,
к таким значениям, как правило, относят смежные каналы, расположенные на интервале ±1,
зеркальные каналы на интервале ±2fпр, каналы, совпадающие с частотами гетеродинов при-
емников fгет. Из оставшегося ряда выбирают значения интервалов t1, t2 и t3, расположенных
в строго определенном направлении обхода элементарного треугольника, как это показано
на рис. 4.2.
После того как выбраны триады, для каждой из них строят параллелограмм совмещен-
ных каналов. Выбирают ту триаду, при которой может быть получен ромб совмещенных ка-
налов (или параллелограмм, наиболее близкий к ромбу). Этим обеспечивается наиболее
равномерное распределение совмещенных каналов по всей территории. Определив террито-
риальное расположение передатчиков, работающих в совмещенных каналах, непосредст-
венно по сетке определяют координаты остальных передатчиков, расположенных в верши-
нах элементарных треугольников, заполняющих площадь параллелограмма.
На рис. 4.2 приведен пример распределения каналов методом триад для N = 19 и для
триады: t1 = 3, t2 = 2, t3 = 14. Для этой триады параллелограмм совмещенных каналов явля-
ется ромбом.
Число каналов, необходимое для организации сети, из-за дополнительных ограничений,
накладываемых частотной несовместимостью между различными сочетаниями каналов,
возрастает по сравнению с минимальным.
Таким образом, при построении идеализированной сети учтены помехи от совмещенно-
го канала и исключены те из них, которые могут возникнуть в соседних зонах. Однако не-

160 ГЛАВА 4
обходимо учитывать влияние последних помех и их защитные отношения. Для этого после
выбора шагов сетки частот определяют расстояния между смежными каналами порядка
n ± 1 и соседними более высоких порядков n ± 2, n ± 3 и т.д. [2].
После оптимизации и обеспечения полного охвата территории при минимальном числе
каналов одной программой можно построить многопрограммную сеть. Число каналов, не-
обходимое для охвата т программами, составляет N = Nm. Строить ее можно двумя спосо-
бами.
Первый способ — циклический — предполагает использование m блоков из N каналов,
что избавляет от необходимости анализировать каждый блок в отдельности, поскольку по-
меховая ситуация в каждом блоке одинакова. Однако при составлении блоков необходимо
учитывать возможность совмещения нескольких каналов в одном пункте, т.е. учитывать по-
мехи от гетеродина приемника и по зеркальному каналу, а также технические возможности
обеспечения развязки между излучениями станций, работающих на одном передающем
центре. Второй способ — рассмотрение Nm каналов как единое целое, т.е. как одну сетку.
При этом в каждом пункте группируют вместе т присвоений, выбирающихся из узлов сет-
ки, расположенных в непосредственной близости друг к другу.
Оба способа имеют свои достоинства и недостатки. При первом способе помеховая об-
становка и, следовательно, зоны обслуживания каждой программой будут одинаковы, но он
более консервативен по числу передаваемых программ. Второй способ более гибок и позво-
ляет организовать разное число программ в каждом пункте, но помеховая обстановка и зо-
ны обслуживания по каждой программе могут быть различны. Если планируют новую сеть
без учета действующей или в новом диапазоне с жесткой программой, применяют первый
способ, если же планируют развитие сети с учетом действующей или с разным числом про-
грамм в каждом пункте — второй.
Из рис. 4.1 следует, что в регулярной однородной сети зоны обслуживания трех сосед-
них передающих станций пересекаются в одной точке. Соединив точки пересечения, можно
получить зоны обслуживания передающих станций в виде шестиугольника (рис. 4.3), назы-
ваемого сотой. Такая структура сети используется в сотовых системах связи [3]. При час-
тотно-территориальном планировании составляют кластер. Кластер — это совокупность
ближайших сот, в которых используются неповторяющиеся частотные каналы. Число таких
сот в кластере называется его размерностью.
Рис. 4.3. Пример регулярной сотовой сети
Если сравнить однородную сеть регулярной структуры, принятой для планирования
в сетях телевизионного и звукового вещания [2] (рис. 4.2), и сеть сотовой структуры
(рис. 4.3), то понятие кластера в последней соответствует ромбу совмещенных каналов. При

этом размерность кластера должна соответствовать ромбическим числам, приведенным
в табл. 4.1. Однако в действующих сетях сотовой связи используют размерности кластеров
3, 4, 7, 9, 12, т.е. кластеры размерностью 4, 9, 12 не являются ромбическими числами, полу-
чаемыми в регулярной однородной сети [2]. Это противоречие устраняется, если использо-
вать универсальную модель регулярной сети [4, 5].
Универсальная модель однородной сети. В качестве модели принимаем однородную
сеть регулярной структуры, в которой каждая передающая станция находится в равных ус-
ловиях по расположению и уровню помех. Сплошное обслуживание территории обеспечи-
вается при мозаичном покрытии, когда за зону обслуживания передающей станции прини-
мается равносторонний шестиугольник с центром в точке ее расположения. Поскольку ре-
альная зона обслуживания передающей станции в рассматриваемых условиях является кру-
гом, то использование в модели зоны шестиугольника обеспечивает минимальное перекры-
тие зон соседних передающих станций 18% (в отличие от квадрата и треугольника,
ср. рис. 4.1 и 4.3).
В рассматриваемой сети расстояние между всеми соседними станциями одинаково —
обозначим его через R0 и назовем модулем сети. Если за зону вещания передающей станции
принять круг, в который вписан шестиугольник, то ее радиус Rз связан с модулем сети R0
соотношением
Rз = R0 3. (4.3)
При синтезе модели однородной сети радиовещания необходимо определить располо-
жение передатчиков, работающих в совмещенных каналах, для чего предлагается использо-
вать универсальную модель однородной сети (рис. 4.4). В этой модели передающие стан-
ции, помещенные в центры шестиугольников с одинаковыми номерами, образуют ромб со-
вмещенных каналов. Поскольку расстояние между передатчиками, работающими в совме-
щенных каналах, одинаково, его нетрудно определить из геометрии сети. Рассмотрим, как
нумеруются шестиугольники в сети (рис. 4.4, а).
Если передатчики, работающие в совмещенных каналах, размещены в центрах шести-
угольников под номерами 1 (рис. 4.4, б), то расстояние между ними равно модулю сети
D = R0, или в относительных модулях сети
0 0 r = D R = 1 (4.4)
Расстояние между передатчиками, размещенными в центрах шестиугольников под но-
мерами 2 (рис. 4.4, в), можно определить из треугольника АВС (рис. 4.5, а):
D = (AB)2 − (BO)2 + (BC)2 − (BO)2 . (4.5)
Учитывая, что AB = ВС = R0, ВО = R0 /2, из (4.5) получим
0 0 D = 2R 3 4 = R 3. (4.6)
мерами 3, можно определить из рис. 4.4, а, очевидно, что
0 D = 2R . (4.7)
мерами 4, определим из рис. 4.5, б, из которого следует, что АВ = 3Rз, AC = 2R0, тогда с уче-
том (4.3) можно записать
2 2
0 0 0 D = (AB) + (AC) = 9R 3+ 4R = R 7. (4.8)

162 ГЛАВА 4
а) б)
в)
Рис. 4.4. Определение расстояний
до передатчиков, работающих
в совмещенных каналах:
а — модель однородной сети;
б — размещение передатчиков при D = R0;
в — размещение передатчиков при D = 3R0
а) б)
Рис. 4.5. Определение расстояний в универсальной модели однородной сети

Аналогичным образом определяются расстояния между передатчиками, работающими
в совмещенных каналах для других сетей 4, 5, …, 15 и т.д. (табл. 4.2). Штрихами 4′, 7′ и т.д.
обозначены сети, которые имеют одинаковое расстояние D с сетями 4, 7 и т.д., но другое
расположение передатчиков.
В центральный выделенный на рис. 4.4, а элемент, согласно проведенным расчетам, не-
обходимо помещать номер рассматриваемой сети из табл. 4.2.
Таблица 4.2. Номера сетей в универсальной модели однородной сети
№ сети 1 2 3 4, 4′ 5 6 7, 7′ 8 9 10, 10′ 11 12
D/R0 1 3 2 7 3 12 13 4 19 21 5 27
N 1 3 4 7 9 12 13 16 19 21 25 27
Зная для различных сетей расстояния D между передатчиками, работающими в совме-
щенных каналах, определим число частотных каналов, необходимое для организации этих
сетей. В однородной сети [2] для сплошного покрытия заданной территории однопрограмм-
ным радиовещанием необходимое число частотных каналов определяется соотношением
( )2
N 1 int D Rз 3 . = + ⎡ ⎤ ⎣ ⎦ (4.9)
Используя соотношения (4.3), (4.4) и (4.9) и данные табл. 4.2, можно определить значе-
ние N, при котором передатчики, работающие в совмещенных каналах, размещаются в вер-
шинах ромбов:
( )2 2
0 0 N = 1+ int ⎡⎣ D R ⎤⎦ = r . (4.10)
Таким образом, в предложенной универсальной модели однородной сети ее относитель-
ный модуль r0 однозначно определяет число необходимых частотных каналов. Подобные
результаты получены в [2] другим способом.
Полученная в предложенной универсальной модели однородной сети взаимосвязь (4.10)
между значениями N и r0 позволяет при заданном числе каналов синтезировать структуру
однородной сети или же при заданной структуре сети определить необходимое число час-
тотных каналов для обеспечения сплошного покрытия территории радиовещанием.
На рис. 4.6 приведены примеры распределения каналов для размерностей кластера
N = 4, 9 и 12, полученные с использованием универсальной модели однородной сети.
N = 4
N = 9
N = 12
а) б) в)
Рис. 4.6. Распределение каналов при N = 4, 9 и 12

164 ГЛАВА 4
4.2. Методы частотного планирования сетей звукового
и телевизионного вещания
В настоящее время во всем мире происходят революционные изменения в области ЗВ и ТВ
вещания, обусловленные переходом на цифровые системы, позволяющие гораздо более эф-
фективно по сравнению с аналоговыми системами использовать выделенный для вещания
РЧС. В 2004 г. состоялась первая сессия Региональной конференции по планированию се-
тей цифрового вещания в Европейской зоне. Новый региональный план развития цифрово-
го вещания принят на второй сессии Региональной конференции в 2005 г. Этот план заме-
няет Стокгольмский план, разработанный в 1961 г. и многие десятилетия определявший
развитие сетей вещания в европейских странах и в СССР. В данном разделе излагаются тех-
нические основы и методология частотного планирования сетей аналогового и цифрового
вещания. Принципы частотного планирования аналоговых и цифровых сетей вещания оди-
наковы. Однако технические основы вещания существенно отличаются.
4.2.1. Технические основы планирования сетей звукового
и телевизионного вещания
В соответствии с [2] радиовещательной службе для наземных передающих сетей ТВ и ЗВ
вещания в Районе 1, в который входит Россия, выделены частоты от 47 до 960 МГц. Выде-
ленные для ТВ вещания полосы частот разбиваются на диапазоны: I — 48,5…66 МГц; II —
76,0…100,0 МГц; III — 174,0…230,0 МГц; IV–V — 470,0…958,0 МГц.
В России для ТВ вещания используются стандарты Д и К и система цветного телевиде-
ния SЕCАМ. Для этих стандартов число строк в кадре 625, частота кадров 25 Гц, при этом
частота строк fстр = 15625 Гц. Полоса частот, занимаемая полным телевизионным сигналом,
равна 6 МГц. В ТВ передатчиках используется амплитудная модуляция несущей с частично
подавленной нижней боковой полосой. Поскольку одновременно с полным телевизионным
сигналом передается сигнал звукового сопровождения с частотной модуляцией, то ширина
полосы радиоканала в ТВ вещании составляет 8 МГц.
Для ОВЧ ЧМ вещания в Районе 1 [2] выделены полосы частот 65,9…74 и 100,0…
108,0 МГц. При монофоническом вещании звуковое сообщение (высший класс) занимает
полосу частот 30…15000 Гц. Поскольку в ОВЧ диапазоне в настоящее время используется
частотная модуляция несущей с девиацией частоты 50 кГц, то ширина полосы радиоканала
составляет около 130 кГц.
Частотный разнос между несущими соседних каналов в полосе 65,9…74 МГц составля-
ет 30 кГц, а в полосе 100…108 МГц — 100 кГц, т.е. используются соседние каналы с пере-
крывающимися спектрами. Таким образом, в полосе 65,9…74 МГц можно организовать 271
вещательный канал, а в полосе 100…108 МГц — 81 канал звукового вещания.
В настоящее время наибольшее распространение получила стереофоническая система
вещания, в которой комплексным стереосигналом с полярной модуляцией, принятой в Рос-
сии, в передатчике осуществляется частотная модуляция несущей с девиацией частоты
50 кГц. При этом ширина полосы радиоканала составляет около 200 кГц.
Одним из важнейших аспектов решения проблемы ЭМС РЭС является обеспечение
их оптимального частотно-пространственного размещения с учетом частотно-пространст-
венных ограничений, накладываемых сетями ТВ и ЗВ вещания. При размещении передат-
чиков ТВ и ЗВ вещания на одной станции (в одном пункте) при назначении им частот необ-

ходимо учитывать частотные ограничения, определяемые необходимыми защитными отно-
шениями сигнал/помеха на входе приемника.
При работе нескольких ТВ передатчиков возникают взаимные помехи в совмещенном
канале, в смежных каналах, в зеркальных каналах и от излучений гетеродинов. Наибольшее
защитное отношение Аз = 45 дБ (рис. 4.7) требуется в совмещенном канале, когда частоты
несущих полезного и мешающего передатчиков равны. Известно, что спектр ТВ сигнала яв-
ляется дискретным с концентрацией энергии возле частот, кратных частотам строк и полей.
Если два ТВ сигнала расположить по частоте так, чтобы спектр одного из них располагался
в незаполненных промежутках другого, то заметность на изображении сигнала с меньшей
амплитудой значительно снизится.
Сдвиг спектров ТВ сигналов осуществляется взаимным смещением несущих частот
(СНЧ) передатчиков. При обычном режиме СНЧ учитывается дискретность ТВ сигнала
с частотой строк, и стабильность частоты изображения должна составлять ±500 Гц. При
прецизионном СНЧ учитывается дискретность ТВ сигнала с частотой полей, стабильность
частоты изображения должна составлять ± 1 Гц, а стабильность строчной частоты должна
быть не хуже ±10–6. Зависимость защитного отношения от СНЧ приведена на рис. 4.7.
Рис. 4.7. Зависимость защитного отношения от СНЧ
При планировании наземной сети ТВ вещания значения защитных отношений нормиру-
ются для двух случаев интерференции. Первый из них — когда уровень помехи флуктуиру-
ет в значительных пределах. Такую помеху называют тропосферной, она соответствует 10%
или 1% времени, и обозначают такое защитное отношение Ат. Второй — когда уровень по-
мехи практически не меняется либо его флуктуации не существенны. Такую помеху назы-
вают продолжительной, она соответствует 50% времени, и обозначают такое защитное от-
ношение Ас.
Защитное отношение для верхнего и нижнего смежных каналов составляет –6 дБ.
В IV и V диапазонах необходимо учитывать помеху по зеркальному каналу, который опре-
деляется как n + 8 для поднесущей звукового сопровождения и n + 9 для несущей изображе-
ния. Защитное отношение по зеркальному каналу для поднесущей звукового сопровожде-
ния равно –9 дБ, а для несущей изображения +13 дБ. Учитывая защитные отношения, мож-
но определить частотные ограничения на присвоение частот передатчикам, расположенным
в одном пункте [2].
Для определения частотно-пространственных ограничений на присвоение частотных
каналов передатчикам, разнесенным в пространстве, необходимо рассчитать напряжен-
ность полей сигнала и помехи, для которых на границе зоны вещания должны выполнять-
ся условия:

166 ГЛАВА 4
Е Е
Е Е А
;
,
= ⎧⎨
⎩ − =
с мин
с п з
(4.11)
где Емин — минимальная напряженность поля сигнала на входе приемника, при которой
обеспечивается хорошее качество изображения, при отсутствии помех от других станций,
дБ/мкВ/м [2]; Ес, Еп — напряженности полей сигнала и помехи в рассматриваемой точке
дБ/мкВ/м; Аз — требуемое защитное отношение, дБ.
Напряженность поля E(R), дБ, в точке на расстоянии R от передатчика определяется вы-
ражением
E(R) E(T, L) P K(L) K(T) K( h), Σ = + + + + Δ (4.12)
где E(T,L) — напряженность поля, определяемая по кривым, полученным эксперименталь-
ным путем и рекомендованным МККР [3] для 1 кВт излучаемой мощности относительно
полуволнового вибратора и высоты приемной антенны 10 м при определенной эффектив-
ной высоте передающей антенны Hа (рис. 4.8, 4.9, 4.10); Т — процент времени наблюдений,
равный 50% для полезного передатчика, 10 и 1% для полей мешающих передатчиков; L —
процент мест приема, равный 50% для полей полезного и мешающего передатчиков;
PΣ = Рпер + Gпер + η пер — излучаемая мощность передающей станции; Рпер — мощность пе-
редатчика; Gпер — коэффициент усиления передающей антенны; η пер — потери в фидере;
K(L), K(T), K(Δh) — поправочные коэффициенты, учитывающие процент мест, процент вре-
мени и холмистость (рис. 4.11) соответственно.
Поскольку число радиовещательных станций велико, а число частотных каналов огра-
ничено, то они используются в сети многократно [2, 5]. Это приводит к появлению множе-
ственности помех, для учета которых в условии (4.11) используется вероятностный метод.
Рис. 4.8. Напряженность поля для 1 кВт эффективно излучаемой мощности;
частота 30…250 МГц (полосы I, II и III); суша и Северное море; 10% времени; 50% мест

частота 450…1000 МГц (полосы IV и V); 50% времени; 50% пунктов
частота 450…1000 МГц (полосы IV и V), 1% времени, 50% пунктов

168 ГЛАВА 4
Рис. 4.11. Зависимость поправочного коэффициента от холмистости Δh
при расстояниях до передающей станции R 200 км и R 100 км
Рис. 4.12. Отношение напряженности поля для заданного процента приемных пунктов
к напряженности поля для 50% приемных пунктов
Качественный прием считается обеспеченным, если его вероятность Y при учете дейст-
вия всех помех равна 0,45. Эта вероятность рассчитывается по формуле
= Π (4.13)
Y l
1
,
M
i
i
=
где М — число мешающих станций; li = Li — вероятность качественного приема в рассмат-
риваемой точке при действии i-й помехи, %/100; Li — процент приемных пунктов, в кото-
рых обеспечивается заданное качество приема.
Величина Li, %, определяется из рис. 4.12 по значению поправочного коэффициента
K(Li), дБ, который можно определить из (4.11), (4.12) и (4.13):
( i ) з Пi ( ,50) Пi с , KL A Е T P Р S Σ Σ = + + − +Δ (4.14)

где ΔS — ослабление помехи направленной приемной антенной (рис. 4.13); при Аз = Ат
Т = 10% или 1%; при Аз = Ас Т = 50%; Li — процент приемных пунктов, в которых обеспечи-
вается заданное качество приема; K(Li) — поправочный коэффициент, который учитывает
процент мест, в которых обеспечивается заданное качество приема; Аз — защитное отноше-
ние (отношение напряженности поля полезного сигнала к напряженности поля мешающего
сигнала); ЕПi (T, 50) — напряженность поля i-го мешающего сигнала для Т процентов време-
ни наблюдений (Т = 10 или 1%) и 50% мест приема; РΣПi – излучаемая мощность передаю-
щей станции i-го мешающего сигнала; РΣс – излучаемая мощность передающей станции по-
лезного сигнала; ΔS – ослабление напряженности поля мешающего сигнала за счет направ-
ленных свойств приемной антенны.
Рис. 4.13. Защищенность приемной антенны
Передающие антенны имеют круговую диаграмму направленности в горизонтальной
плоскости, и в некоторых случаях в них используется сектор ослабления для уменьшения
помех станциям, работающим в совмещенных каналах.
В табл. 4.3 приведены рассчитанные по (4.1)–(4.14) радиусы зон обслуживания Rз и ко-
ординационные расстояния Rк между двумя ТВ передающими станциями, имеющими оди-
наковые технические параметры. При этом Аз = Ат, Т = 10% для I диапазона и 1% для IV и V
диапазонов.
Таблица 4.3. Зависимость радиуса зоны и координационного расстояния ТВ передатчика
от параметров аппаратуры
Диапазон Емин, дБ/мкВ/м РΣ, дБкВт Hа, м Rз, км Rк, км
I 50
–9
13
22
75
150
300
17
62
103
193
403
523
IV…V 70
–5
11
29
75
150
300
6,7
15
52
77
182
344
Для сети ОВЧ ЧМ вещания защитные отношения в зависимости от разноса несущих
частот полезного и мешающего передатчиков определяются по кривым рис. 4.14.

170 ГЛАВА 4
Рис. 4.14. Зависимость защитного отношения от разности между несущими
полезного и мешающего сигналов Δf (девиация частоты ±50 кГц)
Частотные ограничения на присвоение частот ОВЧ ЧМ передатчикам, расположенным
в одном пункте, определяются исходя из защитных отношений и составляют ± 1,2 МГц
от несущей частоты передатчика. Частотно-пространственные ограничения определяются
так же, как и для передатчиков ТВ сети. Радиус зоны обслуживания, координационное рас-
стояние рассчитывают так же, как и для ТВ вещания, по формулам (4.11)–(4.14) и кривым
напряженности поля, рекомендованным МККР для I–III диапазонов. Ослабление помехи,
приходящей с обратного направления приемной антенны, составляет 12 дБ (см. рис. 4.13).
При расчете помех используют кривые напряженности поля для 10% времени при монове-
щании и для 1% при стереовещании [2].
Результаты расчетов зон обслуживания и координационного расстояния для ОВЧ ЧМ
станций, имеющих одинаковые технические параметры, приведены в табл. 4.4.
Таблица 4.4. Зависимость радиуса зоны и координационного расстояния ОВЧ ЧМ
передатчика от параметров аппаратуры
РΣ,
дБкВт Hа, м Емин,
дБкВт Hа, м Емин,
дБ/мкВ/м Rз, км Rк, км РΣ,
дБ/мкВ/м Rз, км Rк, км
–10 100 24 120 –10 100 15 225
0 100 40 190 0 100 24 325
46
54
+7 150 60 250 +7 150 41 450
+13 250
80 325 +13 250
60 490
Для исключения взаимного влияния ТВ и ОВЧ ЧМ передатчиков в пунктах, где уста-
новлены ТВ передатчики второго и пятого каналов, ОВЧ ЧМ передатчикам запрещается ис-
пользовать частоты 65,9…68 и 100…102 МГц и наоборот.

4.2.2. Параметры регулярных сетей ТВ и ЗВ вещания
Территориальный разнос в идеализированных сетях вещания определяется радиусом зоны
обслуживания станции Rпол и минимально допустимым расстоянием Rст между станциями,
работающими в совмещенных каналах. При этом предполагают, что отдельные каналы рас-
пределены так, что межканальные помехи в идеализированных сетях отсутствуют. В ТВ ве-
щании к ним относят помехи по каналам смежным n ± 1, гетеродинным n ± 4 и зеркальным
(только в дециметровом диапазоне волн) п ± 8 и n ± 9. Число межканальных помех состав-
ляет 4 и 8 в метровом и дециметровом диапазоне волн соответственно. В ОВЧ ЧМ стереове-
щании к межканальным помехам относят помехи по соседним каналам n ± 1, n ± 2; n ± 3;
п ± 4 в диапазоне 66…74 МГц и n ± 1; n ± 2 и п ± 3 в диапазоне 100…108 МГц. Число меж-
канальных помех составляет 8 и 6 в нижнем и верхнем частотных диапазонах соответственно.
Значения территориального разноса мощных ТВ станций в идеализированных сетях ве-
щания для I–V диапазонов можно определить по данным табл. 4.5 и 4.6, рассчитанным
на ПК в метровом и дециметровом диапазонах волн. В расчетах участвовали 12 мешающих
станций совмещенного канала, расположенных относительно полезной станции в вершинах
двух правильных шестиугольников. При этом использовалась известная модель однородной
сети регулярной структуры, реализованная на ПК в виде схемы (рис. 4.15), на которой ис-
следуемый передатчик (0) находится в окружении 18 соканальных помех, расположенных в
углах трех правильных шестиугольников с расстояниями D1, 3D1 , 2D1 соответственно.
Как известно из теории регулярных сетей, такая ситуация справедлива для каждого пере-
датчика регулярной сети при использовании числа N частот, равного ромбическому числу
[6]. Поэтому решения, полученные для предлагаемой схемы, справедливы для сети в целом.
Таблица 4.5. Расчетные данные однородных сетей ТВ вещания
в диапазоне метровых волн
I диапазон,
Емин = 50 дБ/мкВ/м
II диапазон,
III диапазон,
Мощность
передат-
чика,
дБкВт (кВт)
Эффектив-
ная высота
антенны, м Rз, км Rк, км Rз, км Rк, км Rз, км Rк, км
Расстояние
прямой
видимости,
км
G = 7,8 дБ,
η = –0,5 дБ,
РΣ = 7,3 дБкВт
G = 9,8 дБ,
η = –0,7 дБ,
G = 11,5 дБ,
η = –1,2 дБ,
100 41 318 34 249 37 300 54
200 55 333 47 260 51 313 71
300 65 346 57 271 60 326 84
400 72 356 63 280 67 336 95
0 (1)
500 78 366 70 290 74 346 105
G = 7,8 дБ,
η = –0,5 дБ,
G = 9,8 дБ,
η = –0,7 дБ,
G = 11,5 дБ,
η = –1,2 дБ,
100 56 381 47 302 51 360 54
200 70 397 61 315 65 376 71
300 81 412 72 327 76 390 84
400 89 423 78 337 83 401 95
7 (5)
500 96 435 86 347 91 413 105

172 ГЛАВА 4
I диапазон,
II диапазон,
III диапазон,
Мощность
передат-
чика,
дБкВт (кВт)
Эффектив-
ная высота
антенны, м Rз, км Rк, км Rз, км Rк, км Rз, км Rк, км
прямой
видимости,
км
G = 9,8 дБ,
η = –0,7 дБ,
G = 11,5 дБ,
η = –1,0 дБ,
G = 11,5 дБ,
η = –1,5 дБ,
100 95 491 77 374 87 461 71
200 108 508 89 387 99 478 84
300 116 520 96 397 107 491 95
400 124 533 104 409 116 503 105
14 (25)
500 133 546 113 421 123 515 114
G = 9,8 дБ,
η = –0,7 дБ,
G = 11,5 дБ,
η = –1,0 дБ,
G = 11,5 дБ,
η = –1,5 дБ,
100 105 525 86 402 96 495 71
200 118 543 97 416 109 512 84
300 127 556 106 428 118 525 95
400 135 569 114 440 126 538 105
17 (50)
500 143 582 122 452 134 551 114
Таблица 4.6. Расчетные данные регулярных сетей ТВ станций в IV и V диапазонах
IV, V диапазоны,
Мощность
дБкВт (кВт)
Эффективная
высота
антенны, м Rз, км Rк, км
прямой
видимости, км
G = 14,8 дБ, η = –1,5 дБ,
100 26 221 54
200 36 233 71
300 45 243 84
400 48 250 95
7 (5)
500 50 257 105
G = 14,8 дБ, η = –1,5 дБ,
100 45 277 71
200 54 288 84
300 59 296 95
400 66 303 105
13 (20)
500 73 311 114

Рис. 4.15. Помехи по совмещенному каналу
Исходные данные расчетов: напряженность поля полезной станции на границе зоны об-
служивания равна минимальной используемой напряженности поля в соответствующем
частотном диапазоне; кривые распространения: E(50, 50) — для полезного сигнала,
E (50, 10) и E(50, 1) — для мешающего сигнала в метровом и дециметровом диапазонах
волн соответственно; вероятность обеспечения 50% мест приема р0 = 0,5 при расчете мно-
жественности помехи упрощенным методом умножения; СНЧ передатчиков составляет
±2/3 строчной частоты; защитное отношение в совмещенном канале 45 дБ, поправка к это-
му значению в соответствии с рис. 4.7 при СНЧ = ±2/3 строчной частоты составляет 15 дБ;
поляризация волн передающих антенн всех станций одинакова; поправки на помехозащи-
щенность приемных антенн телевизоров стандартные в каждом частотном диапазоне
(см. рис. 4.13).
В таблицах приведены рассчитанные предельные расстояния прямой видимости; при
этом в качестве высот передающих антенн взяты их эффективные высоты, а высота прием-
ных антенн принята равной 10 м [2].
Территориальный разнос мощных ОВЧ ЧМ станций в идеализированных сетях для мо-
но- и стереовещания приведены в табл. 4.7. Методика расчетов аналогична методике, по ко-
торой рассчитывались идеализированные сети ТВ станций. Исходные данные также анало-
гичны, но при этом использовались минимальная используемая напряженность поля, кри-
вые распространения мешающего сигнала E(50, 10) и Е(50, 1), а также значения защитных
отношений 31 и 42 дБ для моно- и стереовещания соответственно.
В частотном планировании считается, что радиус зоны обслуживания ограничивается
приблизительно предельным расстоянием прямой видимости. Это объясняется тем, что за
радиогоризонтом довольно резко понижается качество приема вследствие заметного зами-
рания сигнала, связанного с отражением от тропосферы. В связи с тем, что у ТВ станций
метрового диапазона волн с мощностью передатчиков 25 и 50 кВт, а также у ОВЧ ЧМ стан-
ций моновещания (см. табл. 4.5–4.7) радиус зоны обслуживания в некоторых случаях на
30% превышает расстояние прямой видимости, в соответствии с вышеизложенным, за ради-
ус зоны обслуживания принимают расстояние прямой видимости.

174 ГЛАВА 4
Таблица 4.7. Расчетные данные регулярных сетей ОВЧ ЧМ станций
Моновещание
Стереовещание
Мощность
дБкВт (кВт)
Эффективная
высота
антенны, м Rз, км Rк, км Rз, км Rк, км
прямой
видимости, км
G = 7,8 дБ, η = –0,7 дБ, РΣ = 13,1 дБкВт
100 62 456 44 496 54
200 78 476 59 510 71
300 89 495 69 521 84
400 97 508 76 532 95
6 (4)
500 105 521 83 545 105
G = 7,8 дБ, η = –1,0 дБ, РΣ = 18,6 дБкВт
100 94 542 71 570 71
200 106 562 82 584 84
300 115 576 90 597 95
400 123 589 97 609 105
11,8 (15)
500 131 603 105 622 114
Приведенные в табл. 4.5–4.7 данные позволяют рассчитать необходимое число частот-
ных каналов при учете помех в совмещенном канале. Например, для идеализированной сети
ТВ вещания, состоящей из типовых станций с мощностью передатчиков 5 кВт (эффектив-
ная излучаемая мощность 17,3 дБ) при эффективной высоте передающих антенн 200 м не-
обходимое число частотных каналов в III диапазоне N = 1/3(315/61)2 ≈ 9. Межканальные по-
мехи вызывают увеличение необходимого числа частотных каналов. В ТВ вещании к ним
относят помехи по каналам смежным n ± 1, гетеродинным n ± 4 и зеркальным (только в де-
циметровом диапазоне волн) п ± 8 и n ± 9.
Необходимое число частотных каналов при учете всех помех складывается из необхо-
димого числа частотных каналов при учете помех в совмещенном канале и межканальных
помех. Например, для рассчитанной выше идеализированной сети ТВ вещания необходи-
мое число частотных каналов равно 13(9 + 4). Ближайшее ромбическое число, равное или
большее указанного (см. табл. 4.1), составляет 13. Следовательно, для создания идеализиро-
ванной сети вещания требуется 13 каналов. Таким образом, в метровом диапазоне волн мо-
жет быть создана только однопрограммная идеализированная сеть ТВ вещания, при отсту-
плении от которой необходимое число частотных каналов увеличивается.
4.2.3. Метод координационных колец
Методы планирования. При планировании передающих сетей ТВ и ОВЧ ЧМ вещания ши-
роко применяют методы, основанные на использовании регулярной сетки элементарных
треугольников, в вершинах которых располагаются передатчики [2]. Эти методы весьма эф-
фективны, когда планирование проводится для относительно равнинной местности, если

существующая сеть не накладывает существенных ограничений, а также в случае распреде-
ления каналов в новом диапазоне.
В условиях реальной передающей сети целесообразнее пользоваться другими метода-
ми, например использовать для этой цели задачу из теории графов о раскраске вершин [1].
Отметим, что применение точного алгоритма при раскраске графа общего вида с ростом
числа вершин приводит к экспоненциальному увеличению времени решения задачи, а пото-
му, требует больших затрат машинного времени [1]. Что касается известных эвристических
алгоритмов раскраски вершин графа больших размеров, то, как показывает опыт, число
цветов, полученное при решении данной задачи, намного превышает хроматическое.
Анализ причин неоптимальности решения поставленной задачи перечисленными мето-
дами продемонстрировал, что они вызваны наложением запрета на раскраску в один цвет
вершин, находящихся на расстоянии меньше координационного. В то же время не сущест-
вует условий, по которым в один цвет раскрашиваются вершины, удаленные на расстояние,
большее либо равное координационному. Именно этот факт — причина неоптимальной
раскраски. Таким образом, для получения раскраски, близкой к оптимальной, нужно ввести
ограничение на расстояние между вершинами при их раскраске в один цвет.
Постановка задачи. Пусть множество передатчиков реальной передающей сети рас-
сматривается как объединение двух подмножеств: действующей сети и планируемой, со-
держащих множество действующих и планируемых передатчиков.
Существующая сеть состоит из действующих передатчиков некоторого региона. Для ка-
ждого из этих передатчиков однозначно определяются его географические координаты, эф-
фективная высота подвеса антенны, излучаемая мощность, требуемый радиус зоны обслу-
живания, частотный канал, в котором он работает. Для таких передатчиков нетрудно вычис-
лить коэффициент использования каждого из них:
Q = Sp Sид , (4.15)
где Sp и Sид — площади зоны вещания передатчика соответственно с учетом всех помех в
сети и в беспомеховой обстановке. Расчет зон вещания проводился с помощью автоматизи-
рованной системы анализа ТВ сети путем расчета радиусов зоны вещания по 12 азимуталь-
ным направлениям [6].
Для планируемых передатчиков также определяют географические координаты и эф-
фективную высоту антенны. Мощность передатчика для планируемого диапазона выбира-
ется из дискретной сетки мощностей. Частотный же канал не определен, хотя, возможно,
установлен приоритет частотного присвоения.
Суть задачи оптимизации частотного плана состоит в присвоении планируемым пере-
датчикам частотных каналов, при котором минимизируется уровень взаимных помех в сети
и соответственно увеличивается коэффициент использования передатчиков. При этом необ-
ходимо учитывать все помехи по совмещенному и соседнему каналам, а также невозмож-
ность использования в одном географическом пункте совмещенных, соседних, зеркальных
и несовместимых по гетеродину каналов. Трудность задачи заключается в том, что реальная
сеть неоднородна и нерегулярна, а число частотных каналов ограничено. Поэтому в случае
неоптимального присвоения частотных каналов передатчикам сети помеховая обстановка
обострится, а коэффициент использования (4.15) снизится.
Анализ задачи. Независимо от способа решения поставленной задачи в процессе при-
своения частотных каналов планируемым передатчикам сети многократно возникает один и
тот же вопрос: можно или нельзя присвоить некоторому передатчику данный частотный ка-
нал? Отрицательный ответ следует в трех случаях: если данный канал несовместим с дейст-
вующим или уже является присвоенным каналом другого передатчика, расположенного в

176 ГЛАВА 4
одном пункте с рассматриваемым; если существует хотя бы один действующий или плани-
руемый, но не расположенный в одном пункте с рассматриваемым, передатчик с уже при-
своенным каналом, создающий помеху по данному каналу (соседнему или совмещенному),
которая превышает допустимый уровень; если присвоение данного канала рассматриваемо-
му передатчику ведет к созданию недопустимой помехи хотя бы одному действующему или
планируемому удаленному передатчику с уже назначенным каналом.
Первый случай очевиден, во втором и третьем — взаимодействие передатчиков предла-
гается определять с помощью коэффициента взаимного влияния (КВВ), который показыва-
ет, насколько изменяются радиусы зон вещания передающих станций относительно макси-
мальных зон под воздействием взаимных помех. Этим дается количественная оценка степе-
ни взаимного влияния передатчиков [6]. Коэффициент взаимного влияния определяется по
формуле
КВВ { 1 min( pi1; pi2 ) max i 1 min( pj1; pj2 ) max j }, = ⎡⎣ − R R R ⎤⎦ ⎡⎣ − R R R ⎤⎦ (4.16)
где Rpi1, Rpj1 — реальные радиусы зон вещания i-го и j-го передатчиков по направлению друг
к другу с учетом влияния помехи, км; Rpi2, Rpj2 — реальные радиусы зон вещания i-го и j-го
передатчиков в противоположных направлениях с учетом влияния помехи, км; Rmax i, Rmax j —
радиусы зон вещания i-го и j-го передатчиков без учета влияния помех, км, определяемые
из условия
Ec (Rmax ,Hа ) E(50,50, Rmax ,Hа ) P Emin . Σ = + =
Радиус Rpi определяется из условия
(50,50, pi , а ) i (50,10, , а ) j з . E R H P E dH P A Σ Σ + − − =
КВВ учитывает взаимные помехи только между парами передатчиков. Его положитель-
ные значения Rp Rmax указывают на недостаточное использование технических ресурсов
передатчиков из-за больших взаимных помех. В этом случае должно быть задано макси-
мальное допустимое уменьшение Rр, определяемое наперед заданной величиной ε, которая
связана с коэффициентом использования передатчика (4.15) соотношением
Q = (1− ε)2 . (4.17)
Отрицательный КВВ Rp Rmax свидетельствует о редком присвоении одинаковых час-
тот передатчикам, что хотя и ведет к отсутствию помех между ними, но снижает эффектив-
ность использования спектра, величина которой определяется наперед заданным числом δ.
Таким образом, оптимальное применение ресурсов передатчика и эффективное использова-
ние спектра предлагается определять при условии
δ ≤ КВВ ≤ ε. (4.18)
Значения ε и δ задаются эмпирически. Если КВВ ε, то уровень взаимных помех счита-
ется недопустимо высоким; если же КВВ δ, то снижается эффективность использования
спектра.
Решение задачи. Пусть частотный канал К присвоен некоторому передатчику. Тогда
вокруг него выделяется множество передатчиков, которым критерий (4.18) запрещает на-
значить канал К ввиду сильных взаимных помех с передатчиком А.
Территория, на которой расположены эти передатчики, по форме напоминает круг (для
однородной сети это действительно круг). В его центре возникает малый круг, находящим-
ся в нем передатчикам нельзя присваивать не только канал К, но и соседние К±1 каналы.
Любому же из оставшихся вне большого круга передатчиков этот частотный канал назна-
чить можно. Так появляется свобода выбора передатчика для очередного назначения ему

канала К. В то же время критерий оптимальности парных частотных присвоений, приме-
ненный к каждому из передатчиков в паре с передатчиком А, показывает, что совместное
присвоение канала К близко к оптимальному лишь для некоторых из этих пар.
Передатчики, образующие с передатчиком А оптимальные пары, расположены на тер-
ритории, по форме напоминающей кольцо (в однородной сети — строгое кольцо) с цен-
тром в точке А, непосредственно охватывающее круг, формируемый по критерию (4.18)
(рис. 4.16). Множество этих передатчиков будем называть координационным кольцом пе-
редатчика А, которое строится следу-
ющим образом. Рассчитываются, напри-
мер, КВВ передатчика А с каждым пере-
датчиком, которому можно присвоить
очередной канал. Если этот коэффициент
находится в заданных пределах, определя-
емых (4.18), то рассматриваемый передат-
чик попадает в координационное кольцо
передатчика А. Поставив задачу макси-
мально загрузить каждый канал, не умень-
шая чрезмерно коэффициента использова-
ния передатчиков, для очередного при-
своения канала К следует выбирать пере-
датчик из координационного кольца, по-
скольку находящиеся в нем передатчики
удовлетворяют одновременно обоим тре-
бованиям. Такие присвоения действитель-
но равноценны по отношению к присвое-
нию канала К передатчику А, поэтому
проблема выбора отпадает.
Выберем из координационного кольца
передатчик В (рис. 4.17). Присвоим ему
частотный канал К и сформируем вокруг
него новое координационное кольцо. Те-
перь для очередного присвоения канала К
нужно выбирать передатчик, находящийся
на пересечении координационных колец
передатчиков А и В. Действительно, назна-
чение канала К передатчику С, выбранно-
му из этого пересечения, удовлетворяет
критерию оптимальности частотных при-
своений по отношению сразу к двум пере-
датчикам А и В, которым уже присвоен ка-
нал К. Дальнейший ход присвоения канала
К очевиден [4, 5].
Рис. 4.16. Построение
координационного кольца
Рис. 4.17. Пересечение
координационных колец
Аналогично можно распределить каждый частотный канал, предварительно сформиро-
вав координационные кольца действующих передатчиков. Если полученный в результате
работы автоматизированной системы частотный план не удовлетворяет заданным требова-
ниям (число каналов больше допустимого, низкий коэффициент использования передатчи-
ков), необходимо повторить процесс частотного планирования, изменив значения величин ε
и δ — параметров координационного кольца.

178 ГЛАВА 4
Таким образом, метод координационных колец позволяет решить задачу оптимального
частотного планирования передающих сетей радиосвязи с учетом всех ограничений дейс-
твующей сети. Хотя вычислительная сложность метода высока (основную долю составляют
расчеты показателя оптимальности частотных присвоений — коэффициента взаимного
влияния), его реализация на существующих типах ПК вполне допустима.
Алгоритм распределения частотных каналов методом координационных колец.
Структурная схема алгоритма распределения частотных каналов методом координацион-
ных колец приведена на рис. 4.18. Согласно приведенной схемы, последовательность прове-
дения частотных присвоений будет следующей.
1. Вначале в системе формируется массив номеров каналов передатчиков GR, число
элементов M которого равно общему числу действующих и планируемых передатчиков.
Для действующих передатчиков в данном массиве фиксируются номера их каналов; значе-
ния элементов массива для планируемых передатчиков равно нулю. Номер очередного при-
сваиваемого канала NK обнуляется.
2. Далее проверяется условие: если есть элементы массива GR, равные нулю, то перехо-
дим на следующий номер очередного присваиваемого канала NK = NK + 1. Иначе, если
всем передатчикам присвоен частотный канал, алгоритм заканчивает свою работу.
3. Формируется массив помех BG для очередного присваиваемого канала. В него зано-
сятся номера всех передатчиков, работающих в каналах NK – 1, NK + 1 и NK.
4. Создается массив признаков PR, в котором помечаются действующие и распределен-
ные станции, передатчики которых имеют канал несовместимый с текущим присваиваемым
в одном пункте (несовместимость по совмещенному, соседнему, зеркальному и гетеродин-
ному каналам).
5. Формируется массив свободных передатчиков S. Для этого на станциях, не помечен-
ных в массиве PR, выбирается по одному передатчику, и их номера заносятся в массив S.
6. Если массив S пуст, переходим на пункт 2. Иначе формируется координационное
кольцо вокруг очередной помехи из массива BG до тех пор, пока все мешающие передатчи-
ки не будут рассмотрены. Кроме того, после каждого присвоения канала NK очередному пе-
редатчику из массива S данный передатчик переходит в разряд помех, его номер записыва-
ется в массив BG и вокруг него формируется координационное кольцо. Если учтено влия-
ние всех помех, т.е. вокруг всех передатчиков из массива BG сформированы координацион-
ные кольца, производится распределение канала NK очередному передатчику из массива S.
7. Формирование координационного кольца вокруг очередного мешающего передатчи-
ка BG(i):
а) рассчитываются коэффициенты взаимного влияния (КВВ) BG(i)-го передатчика с ка-
ждым свободным из массива S;
б) из массива S исключаются те передатчики, КВВ которых с помехой больше ε —
внутренней границы координационного кольца. Присвоим таким передатчикам название
«черные»;
в) определяются и записываются в массив SS состояния свободных передатчиков, КВВ
которых меньше ε. Планируемым передатчикам, попавшим в координационные кольца
(δ ≤ КВВ ≤ ε) двух и более мешающих передатчиков, присвоим название «красные». Назва-
ние «розовые» присвоим планируемым передатчикам, попавшим в координационное коль-
цо одного BG(i)-го передатчика. Свободным передатчикам, коэффициенты взаимного влия-
ния которых со всеми мешающими передатчиками меньше δ, присвоим название «белые»;
г) заполняем массив SSS, в который для каждого передатчика из массива S записываем
максимальный из всех коэффициент взаимного влияния этого свободного с мешающими
передатчиками;

д) переходим на пункт 6.
8. Распределение канала NK очередному передатчику из массива S:
а) в массиве SS ищется первый «красный» передатчик, т.е. планируемый передатчик,
имеющий наибольшее количество запрещений на частотные присвоения от действующих и
запланированных на предыдущих этапах работы данного алгоритма. Переходим на пункт 8г;
б) при отсутствии «красного» ищется первый «розовый». Переходим на пункт 8г;
в) при отсутствии «розового» передатчика определяется «белый» с максимальным КВВ
из массива SSS, т.е. берется для планирования свободный передатчик, наиболее близко рас-
положенный к координационному кольцу, что обеспечивает частое использование рассмат-
риваемого канала. Переходим на пункт 8г;
г) присваиваем канал NK выбранному передатчику, заносим этот передатчик в массив
помех BG, исключая его из массивов S, SS, SSS. Переходим на пункт 6.
9. Конец алгоритма.
Рис. 4.18. Структурная схема алгоритма метода координационных колец
Результаты машинных экспериментов распределения частотных присвоений в ТВ
сети методом координационных колец. На основе предложенного метода была разработа-
на автоматизированная система частотного планирования, с помощью которой проведено
распределение частотных каналов в однородной регулярной сети, состоящей из 900 пере-
датчиков. Полученный результат совпал с известным оптимальным распределением частот-
ных каналов в такой сети [2].
Разработанная автоматизированная система была также использована для оптимизации
частотного плана фрагмента действующей сети. Этот фрагмент содержит 350 станций
(986 передатчиков), расположенных в Европейской части РФ, и включает территорию в
2736 тыс. км2, на которой обеспечивается трехпрограммное ТВ вещание; 260 передатчиков —

180 ГЛАВА 4
действующие, остальные — планируемые. Частотные присвоения действующих передатчи-
ков оставались без изменения. При распределении частот планируемым передатчикам учи-
тывались несовместимости каналов в одном пункте, а также помехи от передатчиков, рабо-
тающих в совмещенных и смежных каналах.
В результате при ε = 0,08 и δ = 0 был получен новый вариант частотного плана указанного
фрагмента. Был произведен анализ распределения передатчиков по частотным каналам в
новом и существующем частотных планах. В новом используются только каналы 21–51 де-
циметрового диапазона, а в действующем — 21–60. Кроме того, по сравнению с действую-
щим планом возросло число передатчиков, которым присвоены каналы метрового диапазо-
на (с 68 до 118).
Таким образом, при заданных параметрах ε и δ новый частотный план обеспечивает
экономию спектра, отведенного для ТВ вещания, и увеличивает число передатчиков, рабо-
тающих в метровом диапазоне волн, затраты на единицу площади вещания в котором зна-
чительно ниже, чем в дециметровом диапазоне.
После синтеза ТВ сети был проведен анализ существующего и вновь разработанного
планов. В результате было получено, что среднее значение коэффициента использования
передатчика для существующего плана
=Σ Σ =
Q S S
ср р ид
1 1
0,97.
N N
i i
= =
Частотный план, составленный с использованием метода координационных колец,
обеспечивает приращение площади вещания ΔSp = 220 тыс. км2 и Qcp = 0,98. При этом с уче-
том множественности помех минимальное значение коэффициента использования Q плани-
руемых передатчиков оказалось равно 0,92. Как видно, по эффективности использования
каналов и по сетевым параметрам Qcp и ΣSp частотный план ТВ сети, полученный с исполь-
зованием метода координационных колец, превосходит действующий. Необходимо под-
черкнуть, что из-за отсутствия исходных данных при автоматизированном составлении но-
вого варианта частотного плана не учитывались ограничения, накладываемые на использо-
вание частот при совмещении с другими службами, а также граничные условия рассматри-
ваемого региона.
Выводы. Проведенные машинные эксперименты позволяют сделать вывод о возмож-
ности использования разработанной на основе метода координационных колец автоматизи-
рованной системы частотных присвоений для пересмотра действующих частотных планов,
их оптимизации, а также для составления новых частотных планов при вводе новых диапа-
зонов. Кроме того, небольшие временные затраты позволяют синтезировать несколько ва-
риантов частотного плана, из которых можно выбрать оптимальный по заданным критериям.
4.2.4. Технические основы планирования цифровых систем вещания
Система цифрового звукового вещания. Цифровая система звукового вещания DAB
предназначена для получения мультисервисного звукового вещания для приема на мобиль-
ные, переносные и стационарные приемники в условиях пересеченной местности. Она
предназначена для работы на любой частоте до 3000 МГц в сетях наземного (T-DAB), спут-
никового (S-DAB) и кабельного (С-DAB) вещания. Система DAB разработана как гибкая
многоцелевая цифровая вещательная система, которая может поддерживать широкий диа-
пазон источников сообщений со скоростями от 8 до 320 кбит/с и несколько уровней допол-

нительного канального кодирования [7, 8]. В тяжелых условиях многолучевости, которые
существуют в условиях мобильного и портативного приема, появляются селективные зами-
рания, поэтому для минимизации влияния многолучевости на прием сигналов в системе
DAB используется широкополосный сигнал с шириной полосы 1,54 МГц.
Один из путей обеспечения качественного приема в рассматриваемых условиях — ис-
пользование многочастотного сигнала COFDM (Coded Orthogonal Frequency Division Multi-plexing),
в котором:
– используется временное и частотное перемежение и коды, корректирующие ошибки
(буква «С» в аббревиатуре COFDM);
– ортогональность несущих обеспечивается математической компоновкой разделения
несущих Δf и использованием длительности символа TU = 1/Δf;
– используется дополнительный защитный интервал TG для уменьшения межсимволь-
ной интерференции;
– используется QPSK-модуляция каждой из несущих частот с последующей дифферен-
циальной демодуляцией в приемнике.
В системе DAB в целях борьбы с доплеровским сдвигом частоты и изменением задерж-
ки сигнала для мобильного приема в условиях многолучевости (пассивное эхо) и активного
эха, создаваемого соканальными передатчиками в одночастотных сетях, предусмотрена ра-
бота в четырех режимах. Характеристики этих режимов приведены в табл. 4.8.
Таблица 4.8. Режимы работы DAB
Режим Режим I Режим IV Режим II Режим III
Типичное
использование
Наземное вещание,
VHF диапазон
Наземное вещание
в городе,
L диапазон
Наземное вещание,
L диапазон
Спутниковое
вещание,
L диапазон
Число несущих n 1536 768 384 192
Разнос несущих
Δf, кГц 1 2 4 8
Длительность
символа TU, мкс 1000 500 250 125
Длительность
защитного
246 123 62 31
интервала TG, мкс
Общая длитель-
ность символа
TS = TU + TG, мкс
1246 623 312 156
Для исправления ошибок в системе DAB используется сверточное кодирование каждо-
го источника. В стандарте ETSI предусматривается пять уровней защиты для звуковых сиг-
налов со скоростями кодирования от 1/3 до 3/4 и восемь уровней защиты для служебных
данных с использованием процедуры прореживания в сверточном кодере.
В табл. 4.9 приведены параметры системы DAB для различных уровней защиты звуко-
вых сигналов. В таблице приводятся значения отношения сигнал/шум на входе приемника
по радиочастоте при условии, что на выходе декодера сверточного кода (декодера Витерби)
обеспечивается коэффициент ошибок Рош = 10–4. При этом рассматриваются три типа кана-
ла распространения: гауссовский, райсовский и релеевский. Необходимо заметить, что сум-
марная скорость передачи сигнала DAB с учетом корректирующего кода для всех уровней
защиты составляет 2,3 Мбит/с.

182 ГЛАВА 4
Таблица 4.9. Уровни защиты в DAB
Уровень С/Ш, дБ, при Рош = 10–4 для канала
защиты
Скорость
кода, Мбит/с гауссовского райсовского релеевского
Скорость
передачи, Мбит/с
1 0,34 5,9 7,1 12,1 0,78
2 0,43 6,7 8,0 12,6 0,99
3 0,5 7,4 8,8 13,3 1,15
4 0,6 8,4 10,0 14,9 1,38
5 0,75 10,2 12,0 18,6 1,73
При планировании сети DAB обычно используется третий уровень защиты.
Структурная схема обработки входных сигналов при получении DAB сигнала приведе-
на на рис. 4.19.
Рис. 4.19. Формирование DAB сигнала
При планировании сети цифрового вещания необходимо знать минимальную мощность
сигнала на входе приемника, при которой на выходе декодера Витерби обеспечивается ко-
эффициент ошибок Рош = 10–4. Она определяется шириной полосы пропускания приемника
и его коэффициентом шума:
Рп = F + 10logkT0B, PSmin = Pп + C/N 2
minS / i , =U Z (4.19)
где B — шумовая полоса приемника, Гц; C/N — отношение сигнал/шум на радиочастоте,
дБ; f — радиочастота, МГц; F — коэффициент шума приемника, дБ; Pп — мощность шума
на входе приемника, дБВт; PSmin — минимальная мощность сигнала на входе приемника,

дБВт; USmin — минимальное напряжение на входе приемника, дБмкВ; Zi = 75 Ом — входной
импеданс приемника; k = 1,38⋅10–23 Вт/Гц⋅град — постоянная Больцмана; T0 = 290 K — аб-
солютная температура.
Результаты расчетов, проведенных по формулам (4.19) для третьего уровня защиты и
гауссовского канала (табл. 4.9), приведены в табл. 4.10.
Таблица 4.10. Минимальная мощность сигнала на входе приемника
Частоты (диапазоны III и L) f, МГц 200 1470
Эквивалентная шумовая полоса приемника B, Гц 1,536⋅106 1,536⋅106
Коэффициент шума приемника F, дБ 7 6
Мощность шума на входе приемника Pп, дБВт –135,1 –136,1
Отношение сигнал/шум C/N, дБ 7,4 7,4
Минимальная мощность сигнала на входе приемника PSmin, дБВт –127,4 –128,4
Минимальное напряжение на входе приемника USmin, дБмкВ 11 10
Система цифрового телевизионного вещания. В системе цифрового телевизионного
вещания (Digital Video Broadcasting, DVB) передаваемые данные включают информацию
об изображении и звуковом сопровождении, а также любые дополнительные сведения. Ус-
ловие передачи этой информации в системе DVB-T только одно — данные должны быть за-
кодированы в виде пакетов транспортного потока MPEG-2. В этом смысле стандарт описы-
вает контейнер, приспособленный для доставки пакетированных данных в условиях назем-
ного телевидения [9].
Для системы DVB-T ни содержание контейнера, ни происхождение данных не имеют
значения, она лишь приспосабливает выходные данные транспортного мультиплексора
MPEG-2 к свойствам и характеристикам канала передачи наземного ТВ вещания, стремясь
наиболее эффективно донести их к приемнику. То есть стандарт определяет структуру пере-
даваемого потока данных, систему канального кодирования и модуляции для мультипро-
граммных служб наземного телевидения, работающих в форматах ограниченной, стандарт-
ной, повышенной и высокой четкости.
Особенностью DVB-T, как и T-DAB, при передаче транспортных пакетов MPEG-2 явля-
ется гармоничное сочетание системы канального кодирования и способа модуляции OFDM.
В системе DVB-T используется сочетание двух видов кодирования — внешнего и внутрен-
него, рассчитанных на борьбу с ошибками различной структуры, частоты и статистических
свойств и обеспечивающих при совместном применении практически безошибочную рабо-
ту. Если благодаря работе внутреннего сверточного кодирования частота ошибок на выходе
внутреннего декодера не превышает Рош = 2⋅10–4, то система внешнего кодирования, где ис-
пользуется код Рида–Соломона, доводит частоту ошибок на входе демультиплексора
MPEG-2 до значения Рош = 10–11, что соответствует практически безошибочной работе
(ошибка появляется примерно один раз в течение часа).
Стандарт DVB-T допускает два режима работы OFDM: c 2048 несущими частотами (ре-
жим 2k) и с 8192 несущими частотами (режим 8k). Режим 2k подходит для одиночных пере-
датчиков и малых сетей, а режим 8k предпочтительнее использовать в больших сетях, хотя
он может использоваться и для одиночных передатчиков.
Важным фактором является высокая степень общности системы наземного ТВ вещания
DVB-T с другими системами цифрового телевидения — кабельного (DVB-C) и спутниково-
го (DVB-S).

184 ГЛАВА 4
Параметры системы DVB-T. Основные параметры, характеризующие передачу данных
в системе DVB-T, приведены в табл. 4.11. Число несущих, передающих полезную информа-
цию, зависит только от режима и равно 1512 для режима 2k и 6048 для режима 8k. Число «по-
лезных» несущих в обоих режимах отличается ровно в четыре раза. Если учесть, что дли-
тельность полезного интервала при переходе от режима к режиму также меняется в четыре
раза, то такой важный параметр, как частота следования символов данных RS, оказывается в
двух режимах одинаковым и равным 6,75 млн символов в секунду (RS = 1512/224 мкс =
= 6048/896 мкс = 6,75 МГц = 6,75 Мсимв/с).
Таблица 4.11. Основные параметры системы DVB-T
Режим
Параметры
8k 2k
Число несущих 6817 1705
Длительность полезного интервала TU, мкс 896 224
Длительность защитного интервала TG, мкс 224, 112, 56, 28 56, 28, 14, 7
Интервал между несущими, кГц 1,116 4,464
Интервал между крайними несущими, МГц 7,61 7,61
Модуляция несущих QPSK, 16-QAM, 64-QAM QPSK, 16-QAM, 64-QAM
Скорость внутреннего кода 1/2, 2/3, 3/4, 5/6, 7/8 1/2, 2/3, 3/4, 5/6, 7/8
Используя величину RS, нетрудно найти скорость передачи данных в разных режимах и
при различных сочетаниях параметров системы DVB-T:
U
,
S
b S 2
I ST
R R CR CR
T
γ
= (4.20)
где γ — спектральная эффективность метода модуляции, γ = 2 при QPSK, γ = 4 при
16-QAM, γ = 6 при 64-QAM; CRI — скорость внутреннего сверточного кода; CRS — ско-
рость внешнего кода Рида–Соломона, равная 188/204, ТU/TS — отношение длительности
полезного интервала к общей длительности символа.
Результаты расчетов скорости передачи полезных данных приведены в табл. 4.12.
В таблице приведены также расчетные значения отношения сигнал/шум C/N на входе при-
емника для канала связи с гауссовым шумом. Приведенные значения отношения С/N явля-
ются минимально допустимыми. Если отношение сигнал/шум выше приведенных в табли-
це, то внутренний декодер способен довести частоту ошибок до значения, меньшего
Рош = 2⋅10–4, а внешний — до Рош = 2⋅10–11.
Таблица 4.12. Скорости передачи данных в системе DVB-T
Скорость передачи данных, Мбит/с, при TG/TU
Модуляция CRI C/N, дБ
1/4 1/8 1/16 1/32
QPSK 1/2 3,1 4,98 5,54 5,87 6,05
QPSK 2/3 4,9 6,67 7,42 7,87 8,11
QPSK 3/4 5,9 7,46 8,31 8,80 9,08
QPSK 5/6 6,9 8,30 9,23 9,78 10,08
QPSK 7/8 7,7 8,71 9,69 10,26 10,58
16-QAM 1/2 10,25 9,95 11,08 11,74 12,10
16-QAM 2/3 12,051 13,34 14,84 15,74 16,22

Скорость передачи данных, Мбит/с, при TG/TU
Модуляция CRI C/N, дБ
1/4 1/8 1/16 1/32
16-QAM 3/4 13,05 14,92 16,62 17,60 18,16
16-QAM 5/6 14,05 16,6 18,46 19,56 20,16
16-QAM 7/8 14,85 17,42 19,38 20,52 21,16
64-QAM 1/2 16,49 14,94 16,62 17,61 18,15
64-QAM 2/3 18,29 20,01 22,26 23,61 24,33
64-QAM 3/4 19,29 22,38 24,93 26,4 27,24
64-QAM 5/6 20,29 24,9 27,69 29,34 30,24
64-QAM 7/8 21,09 26,13 29,07 30,78 31,74
Построение сетей наземного цифрового вещания. В наземном вещании для покрытия
участка территории, который не может быть обслужен с помощью одной станции, исполь-
зуется сеть из нескольких передающих станций. Для предотвращения помех между ними
для разных станций приходится задействовать различные частотные каналы, при этом стро-
ится многочастотная сеть с низкой эффективностью использования частотного ресурса.
Попытка совместной работы нескольких близко расположенных передатчиков аналого-
вого вещания (синхронно передающих одну и ту же программу) на одной частоте приводит
к появлению взаимных помех, обусловленных относительным сдвигом по времени момен-
тов прихода сигналов от этих станций в точку приема. Сдвиг по времени вызывается неоди-
наковой длиной трасс распространения сигналов от передающих станций до места приема.
Поскольку для разных точек приема в зоне обслуживания значения этого сдвига будут от-
личаться, он не может быть скомпенсирован введением линий задержки на передающих
станциях.
Системы наземного цифрового вещания, в которых используется модуляция COFDM и
введен защитный интервал между последовательно передаваемыми символами, обладают
возможностью приема наряду с основным (полезным) сигналом (ПС) также запаздывающих
(например, отраженных от препятствий на местности) сигналов в том случае, если величина
запаздывания не превышает величину защитного интервала. При достаточно большой вели-
чине защитного интервала (в DVB-T он может оставлять до 1/4 длительности полезного
символа) это позволяет осуществлять также прием сигналов других полезных станций, ра-
ботающих в том же частотном канале. При этом все принятые на ненаправленную антенну
ПС складываются в приемнике, что позволяет значительно улучшить качество приема. Эф-
фект суммирования сигналов от разных передатчиков называют усилением сети. Сеть пере-
дающих станций, синхронно работающих на одной частоте и передающих одну и ту же
программу, называется одночастотной сетью (Single Frequency Network, SFN).
Одночастотная сеть, как правило, строится из нескольких станций меньшей мощности
по сравнению с мощностью одиночной передающей станции, требуемой для обслуживания
такой же территории. Эти станции размещают на антенных опорах небольшой высоты и,
как правило, являются необслуживаемыми. В одночастотной сети должна использоваться
ненаправленная приемная антенна.
Повышение процента мест уверенного приема сигнала в одночастотной сети по сравне-
нию с приемом сигнала одной полезной станции особенно заметно в случае пересеченной
местности или городской высотной застройки, когда наличие нескольких ПС, приходящих
с разных направлений, позволяет скомпенсировать негативный эффект от ослабления одно-
го или нескольких из них препятствиями на местности. В одночастотной сети благодаря

186 ГЛАВА 4
значительному сокращению числа локальных зон неуверенного приема и зон тени стано-
вится возможным обеспечение непрерывного приема в движении (мобильного или порта-
тивного приема) в сложных условиях.
Если запаздывание ПС превышает защитный интервал, это приводит к возникновению
помехи или внутрисетевой интерференции. Внутрисетевой интерференцией называется эф-
фект, при котором сигнал одного передатчика одночастотной сети становится мешающим
сигналом (МС) для другого передатчика. Возникновение зон внутрисетевой интерференции
возможно в любой одночастотной сети при недостаточно тщательном подборе параметров
передатчиков или учете специфики трасс распространения сигналов.
При расчете ЭМС одночастотной сети напряженность поля сигнала, вышедшего за пре-
делы защитного интервала и приводящего к внутрисетевой интерференции, должна учиты-
ваться в качестве помехи, так как его воздействие аналогично МС от другой сети, но с уче-
том поправки на взаимную корреляцию сигналов станций одночастотной сети.
Возможность появления внутрисетевой интерференции накладывает существенные ог-
раничения на размеры и конфигурацию одночастотных сетей. В настоящее время в Европе
имеется опыт эксплуатации одночастотных сетей, состоящих из нескольких станций (не бо-
лее десяти) и обслуживающих ограниченную территорию (до 200 км в диаметре). Расчеты
позволяют предположить, что разработка крупных одночастотных сетей с достаточно мощ-
ными станциями (покрывающих территорию нескольких регионов) представляется нецеле-
сообразной ввиду высокого уровня внутренних помех от передающих станций сети, удален-
ных на значительное расстояние от места приема и имеющих большую задержку прихода
сигнала. Для защиты от внутренних помех в такой сети приходится использовать режимы
модуляции с большей помехоустойчивостью и с меньшей пропускной способностью циф-
рового канала. Кроме того, такие сети не обеспечивают возможности распространения ре-
гиональных программ. Поэтому в настоящее время ведется планирование и строительство
одночастотных сетей, не выходящих за рамки отдельного региона или его части (например,
региональный центр и пригороды).
Перспективным направлением является внедрение локальных одночастотных сетей,
призванных накрыть зону обслуживания, эквивалентную зоне обслуживания одной более
мощной передающей станции. Строительство таких сетей оправдано в случае необходимо-
сти обеспечения качественного мобильного приема или при наличии технических ограниче-
ний, запрещающих строительство одной более мощной передающей станции (например, ог-
раничения ввиду электромагнитной несовместимости с другими РЭС или отсутствие воз-
можности размещения передающей антенны на высотной опоре). Использование одночас-
тотных сетей перспективно также в горных районах, граничащих с морем, или на равнине,
поскольку позволяет значительно снизить расход дефицитного частотного ресурса много-
численными передающими станциями, установленными в горах для обслуживания отдель-
ных населенных пунктов, и в то же время исключить появление взаимных помех между
этими станциями на открытых участках местности.
Эталонной моделью одночастотной сети является модель, приведенная на рис. 4.20. Па-
раметры такой эталонной сети:
– шестиугольная структура (замкнутая);
– расстояние между передатчиками — 60 км;
– высота передающей антенны — 150 м;
– излучаемая мощность центрального передатчика — 100 Вт;
– антенна центрального передатчика — ненаправленная;
– излучаемая мощность периферийного передатчика — 1 кВт;
– антенна периферийного передатчика — направленная на центральный передатчик
(рис. 4.21).

Рис. 4.20. Структура эталонной одночастотной сети
Рис. 4.21. Диаграмма направленности антенны периферийного передатчика
На рис. 4.22 показано соотношение мощностей одиночной передающей станции и стан-
ций одночастотной сети.
Рис. 4.22. Использование малых мощностей передатчиков
в одночастотной сети

188 ГЛАВА 4
Использование передатчиков меньшей мощности требует принципиально новых подхо-
дов к строительству передающей инфраструктуры. В качестве опор для подвеса передаю-
щих антенн таких станций могут быть использованы имеющиеся высотные здания и соору-
жения или естественные возвышения на местности. Средством доставки программ на пере-
дающие станции является спутниковый канал. Синхронизация передающих станций, как
правило, также осуществляется по спутниковому сигналу.
Таким образом, построение одночастотных передающих сетей цифрового вещания тре-
бует тщательного проектирования. Неверный выбор параметров модуляции, мощностей,
расстояний между передающими станциями и других параметров приводит к более силь-
ным взаимным помехам между сигналами различных станций, чем в случае многолучевого
распространения сигнала одного передатчика, при этом относительные задержки в одночас-
тотной сети могут быть значительно больше при сопоставимой мощности сигналов. В то же
время использование таких сетей дает значительный выигрыш по качеству приема и умень-
шает расход дефицитного частотного ресурса.
Основные параметры, используемые для планирования сетей цифрового вещания.
Метод определения напряженности поля, также как и для аналогового вещания, основан на
кривых распространения для 50% мест и 50% времени для ПС и 50% мест и 1% времени
для МС (рис. 4.9, 4.10, 4.11). При этом приемная антенна, используемая для мобильного и
портативного приема, ненаправленная и имеет коэффициент усиления немного меньший,
чем у диполя.
Требуемый процент мест при обслуживании цифровым вещанием составляет 99%, а
кривые распространения построены для 50% мест, поэтому при использовании этих кривых
для расчета напряженности поля для 99% мест необходимо ввести поправочный коэффици-
ент 13 дБ.
Кривые распространения, используемые для расчета напряженности поля, построены
для высоты приемных антенн 10 м над уровнем земли. Цифровое вещание будет планиро-
ваться в основном для мобильного приема, где высота приемной антенны 1,5 м. Поэтому
в полученную по кривым распространения напряженность поля необходимо внести поправ-
ку в 10 дБ, чтобы учесть прием на антенну высотой 1,5 м вместо 10 м.
Минимально необходимая напряженность поля, используемая при планировании в
III ОВЧ диапазоне для мобильного приема цифрового вещания, с учетом приведенных вы-
ше поправочных коэффициентов приведена в табл. 4.13.
Таблица 4.13. Минимально необходимая напряженность
Частотный диапазон III
Минимальная эквивалентная напряженность поля, дБ/мкВ/м 35
Поправочный коэффициент при переходе от 50% к 99% мест, дБ + 13
Поправочный коэффициент при переходе от высоты антенны 10 м к 1,5 м, дБ + 10
Минимальная эквивалентная напряженность поля планирования мобильного
приема цифрового вещания, дБ/мкВ/м 58
При планировании сети цифрового вещания необходимо определять допустимую вели-
чину интерферирующего поля от мешающих передатчиков сети, для чего необходимо знать
защитное отношение, определяемое отношением полезного и интерферирующего сигналов.
В цифровом наземном звуковом вещании сигналы T-DAB передаются частотными бло-
ками (табл. 4.14). Ширина частотного блока составляет 1,536 МГц, защитный частотный
интервал между соседними блоками — 176 кГц. В каждом ТВ канале с шириной полосы

частот 7 МГц размещается четыре частотных блока T-DAB. Защитное отношение для со-
вмещенных частотных блоков T-DAB равно 10 дБ, а для соседних блоков –30 дБ.
Таблица 4.14. Частотные блоки T-DAB
Номер блока
T-DAB
Центральная
частота, МГц
Частотный
диапазон, МГц
Нижний защитный
интервал, кГц
Верхний защитный
интервал, кГц
5A 174,928 174,160…175,696 – 176
5B 176,640 175,872…177,408 176 176
5C 178,352 177,584…179,120 176 176
5D 180,064 179,296…180,832 176 336
6A 181,936 181,168…182,704 336 176
6B 183,648 182,880…184,416 176 176
6C 185,360 184,592…186,128 176 176
6D 187,072 186,304…187,840 176 320
7A 188,928 188,160…189,696 320 176
7B 190,640 189,872…191,408 176 176
7C 192,352 191,584…193,120 176 176
7D 194,064 193,296…194,832 176 336
8A 195,936 195,168…196,704 336 176
8B 197,648 196,880…198,416 176 176
8C 199,360 198,592…200,128 176 176
8D 201,072 200,304…201,840 176 320
9A 202,928 202,160…203,696 320 176
9B 204,640 203,872…205,408 176 176
9C 206,352 205,584…207,120 176 176
9D 208,064 207,296…208,832 176 336
10A 209,936 209,168…210,704 336 176
10B 211,648 210,880…212,416 176 176
10C 213,360 212,592…214,128 176 176
10D 215,072 214,304…215,840 176 320
11A 216,928 216,160…217,696 320 176
11B 218,640 217,872…219,408 176 176
11C 220,352 219,584…221,120 176 176
11D 222,064 221,296…222,832 176 336
12A 223,936 223,168…224,704 336 176
12B 225,648 224,880…226,416 176 176
12C 227,360 226,592…228,128 176 176
12D 229,072 228,304…229,840 176 176
При расчете максимально допустимой напряженности поля интерферирующего сигнала
необходимо учитывать защитное отношение, приведенное выше. Также необходимо учиты-
вать, что требуется защита ПС от интерферирующего в 99% мест, а не в 50%, определяемых
по кривым распространения. Поэтому для учета защиты в 99% времени вводится поправоч-
ный коэффициент 18 дБ.

190 ГЛАВА 4
С учетом защитного отношения, поправочного коэффициента и минимальной напря-
женности поля полезного сигнала (см. табл. 4.13) определяется максимально допустимая
напряженность поля интерферирующего сигнала (табл. 4.15).
Таблица 4.15. Максимально допустимое поле интерферирующего сигнала
Частотный
диапазон
Минимальная напря-
женность поля полез-
ного сигнала,
дБ/мкВ/м
Защитное отно-
шение, дБ
Поправочный ко-
эффициент для
99% мест, дБ
Максимально допусти-
мое поле интерфери-
рующего сигнала,
дБ/мкВ/м
III 58 –10 –18 30
4.3. Методы частотного планирования сетей подвижной связи
При проектировании системы радиосвязи с подвижными объектами и, в частности, сотовых
систем связи возникает необходимость в определении зоны обслуживания базовой станции
(БС), в которой будет обеспечена связь с заданными качеством и надежностью, и мини-
мально допустимого расстояния между БС сети связи, которые используют одни и те же
частотные каналы и поэтому могут создавать друг другу помехи.
Для расчета зон обслуживания БС и минимально допустимого расстояния между БС в
сети связи необходимо учитывать:
– мощности передатчиков БС и абонентских станций (АС);
– параметры антенно-фидерного тракта приемно-передающей аппаратуры (характери-
стики диаграммы направленности приемной антенны, ее действующая высота, потери
в антенно-фидерном тракте и т.п.);
– уровень внешних и внутренних шумов на входе приемника и его чувствительность;
– статистические закономерности распространения радиоволн в условиях пересеченной
местности и городской застройки;
– параметры радиоканала связи (характер местности, степень урбанизации и т.д.);
– электрические параметры применяемой аппаратуры (рабочая частота, тип модуляции,
ширина полосы пропускания приемника и т.д.);
– системные параметры систем связи с подвижными объектами (ССПО) (наличие ин-
термодуляционных помех, интенсивность телефонной нагрузки, характер повторного
использования частоты и т.д.).
Рассмотренные параметры определяются стандартами ССПО, которые используются
операторами систем подвижной связи в России. Кроме того, необходимо учитывать условия
распространения радиоволн в городе и пригородах. В ССПО связь осуществляется между
стационарной БС и подвижным абонентским терминалом, при этом параметры линии связи
(или канала связи) непрерывно изменяются. Поэтому при описании поведения сигналов,
распространяющихся в городских или пригородных условиях, пользуются статистическими
методами.
При распространении радиоволн в городских условиях существует несколько явлений,
вызывающих изменение сигнала в точке приема. Средний уровень сигнала главным обра-
зом обусловлен техническими характеристиками БС и АС, а также расстоянием между БС
и АС. Расчет среднего уровня потерь осуществляется на основании эмпирической модели
Окамура–Хата, которая представлена в Рекомендации МСЭ [3]. В этом случае местность

представляется как квазиплоская. Рельеф местности, а также здания, расположенные по
прямой, соединяющей БС и АС, вызывают экранирование и дифракцию передаваемого БС
сигнала. В результате происходят колебания сигнала относительно среднего уровня (мед-
ленные замирания), которые подчиняются логарифмически-нормальному закону распреде-
ления вероятности (или гауссовскому распределению в дБ). Наконец, неоднородности (зда-
ния, холмы и т.д.), находящиеся в окрестности точки приема, вызывают явление многолуче-
вости, т.е. в точку приема, помимо прямой волны от БС, поступают также множество отра-
женных от неоднородностей волн. В результате происходят колебания сигнала (быстрые за-
мирания) относительно уровня сигнала, подверженного медленным замираниям, которые
подчиняются вероятностному закону распределения Релея.
Таким образом, уровень принимаемого АС сигнала определяется средним уровнем за-
тухания, зависящим от расстояния и технических характеристик ССПО, который в свою
очередь имеет разброс, определяемый медленными и быстрыми замираниями. Разброс зави-
сит от требуемой вероятности приема сигнала БС в зоне обслуживания абонентов ССПО.
В данном разделе приведены метод расчета потерь распространения радиоволн и метод
частотного планирования сетей сотовой подвижной связи.
4.3.1. Модель Окамура–Хата
Методики, основанные на широком применении эмпирических графиков (модели Окамуры
и Рекомендации 370 и 529 МСЭ), достаточно неудобны для практического применения,
особенно при автоматизации расчетов с использованием ПК. Поэтому М. Хата получил ана-
литическую модель предсказания потерь распространения сигналов как результат прямой
аппроксимации кривых Окамуры.
Модель медианных потерь на трассах наземной подвижной связи Окамура–Хата зафик-
сирована в Рекомендациях и сообщениях МККР и положена в основу стандартной модели
COST 321 Хата, рекомендуемой ETSI. Проведенные практические исследования показыва-
ют хорошие результаты совпадения практически измеренных значений уровней сигналов и
рассчитанных с использованием модели Окамура–Хата.
Модель Окамура–Хата позволяет получать достаточно точные значения медианных по-
терь на трассах наземной подвижной связи при следующих ограничениях:
– частота сигнала f = 100…1500 МГц;
– дальность связи R = 1…100 км;
– высота подъема антенны БС hБС = 30…200 м;
– высота подъема антенны АС hАС = 1…10 м.
При этом в модели применяется достаточно удобная классификация типов местности:
– крупные города. Данная зона характеризуется наличием учреждений и индустриаль-
ных предприятий, большим числом высотных построек и небоскребов. Движение ав-
тотранспорта крайне оживленное практически для любого времени суток;
– небольшие и средние города. Плотно населенная зона с большим числом учреждений,
включающих отдельные высотные здания. Дорожное движение довольно интенсив-
ное и зависит от времени суток;
– пригород. Большое число строений преимущественно дачного типа, а также подсоб-
ных сооружений (типа склада, хранилища, небольшого магазина). Умеренное движе-
ние автотранспорта;
– сельская (открытая) местность. Незастроенная земля (открытое пространство). Не-
возделанная или частично обработанная земля с небольшими далеко отстоящими
группами строений.

192 ГЛАВА 4
В соответствии с этой моделью затухание сигнала, дБ, при распространении в город-
ских районах
L = 69,55 + 26,16lg f – 13,82lg hБС – a(hАC) + (44,9 – 6,55lg hБС)lgR, (4.21)
где f — рабочая частота, МГц; hБС — высота подъема антенны БС, м; hАC — высота подъема
антенны АС, м; R — дальность связи, км; а(hАC) — поправочный коэффициент, используе-
мый при высоте антенны АС, отличной от эталонной, равной 1,5 м.
Выражения для а(hАC) получаются различными для крупных и средних городов, а также
(в случае крупных городов) для разных частотных диапазонов:
для города средних размеров
a(hАC) = (1,1lgf – 0,7)hАC – (1,56lgf – 0,8); (4.22)
для крупного города
а(hАC) = 3,2(lg11,75hАC)2 – 4,97. (4.23)
Потери при распространении в пригороде, дБ,
LS = L – 2lg(f/28)2 – 5,4, (4.24)
на открытой (сельской) местности
Lо = L – 4,78(lgf)2 + 18,33lgf – 40,94, (4.25)
где L — потери распространения в городских районах (4.21).
Размеры зоны покрытия базовой станции будут определяться дальностью связи между
БС и АС, которая получается путем решения первого уравнения связи:
РПС = Ризл – L(R, hБС, hАC) – Вт – Вэ, (4.26)
где РПС — уровень мощности ПС на входе приемной антенны, дБ/мВт; Ризл — уровень эф-
фективной изотропно излучаемой мощности передатчика, дБ/мВт; L(R, hБС, hАC) — затуха-
ние сигнала при распространении, дБ, определяемое по формулам (4.21)–(4.26); Вт — до-
полнительные потери сигнала, дБ, при работе с портативной АС, Вт = 3 дБ; Вэ — дополни-
тельные потери сигнала, дБ, при работе с портативной АС в здании или автомобиле (для ав-
томобиля Вэ = 8 дБ, для здания Вэ = 15 дБ).
Уровень эффективной изотропно излучаемой мощности передатчика
Ризл = Рпрд – Вф прд – Вд прд – Вк + Gпрд, (4.27)
где Рпрд = 10lgР′прд + 30 — уровень мощности передатчика, дБ/мВт; Р′прд — мощность пере-
датчика, Вт; Вф прд = αпрд lф прд — потери в фидере антенны передатчика, дБ; αпрд — погонное
затухание в фидере антенны передатчика, дБ/м; lф прд — длина фидера антенны передатчика, м;
Вд прд — потери в дуплексере на передачу, дБ; Вк — потери в комбайнере (устройстве сложе-
ния), дБ; Gпрд — коэффициент усиления антенны передатчика в направлении связи, дБ.
Основным условием обеспечения связи будет необходимость превышения уровня мощ-
ности ПС на входе приемной антенны минимально необходимого уровня мощности Рпс мин,
дБм, определяемого техническими характеристиками приемника:
РПС мин = Рпрм + Вф прм + Вд прм – КМШУ – Gпрм, (4.28)
где Рпрм = 20lgР′прм – 10lgRпрм – 90 — чувствительность приемника, дБ/мВт; Р′прм — чувст-
вительность приемника, мкВ (в случае, если чувствительность приемника задается в дБм, то
в качестве Рпрм используется именно это значение); Rпрм — входное сопротивление прием-
ника, Ом; Вф прм = αпрм lф прм — потери в фидере антенны приемника, дБ; αпрм — погонное за-
тухание в фидере антенны приемника, дБ/м; lф прм — длина фидера антенны приемника, м;
Вд прм — потери в дуплексном фильтре на прием, дБ; КМШУ — коэффициент усиления антен-
ного тракта приема (МШУ), дБ; Gпрм — коэффициент усиления антенны приемника в на-
правлении связи, дБ.

В системах подвижной связи уровень мощности сигнала на входе приемной антенны
является случайной величиной, которая хорошо описывается логнормальным законом рас-
пределения. Для повышения вероятности обеспечения связи требуемого качества необхо-
дим дополнительный запас уровня мощности сигнала на входе приемной антенны РПС доп.
Этот запас определяется статистическими параметрами сигнала на трассах подвижной свя-
зи, а именно стандартными отклонениями сигнала по месту (σd, дБ) и по времени (σt, дБ).
При этом многочисленные экспериментальные исследования показали, что значение σd за-
висит в основном от степени неровности местности и диапазона частот, а σt — от дальности
связи.
При распространении сигнала над холмистой поверхностью потери распространения
увеличиваются по сравнению со случаем среднепересеченной местности. Для оценки степе-
ни неровности местности используют параметр Δh, м, который может быть определен
по рис. 4.23 как разность между высотами h(90%) и h(10%) местности на трассе, превышае-
мые в 90% и 10% точек профиля соответственно. Параметр Δh позволяет ввести условную
классификацию типов местности (табл. 4.16).
Рис. 4.23. Определение холмистости местности Δh
Таблица 4.16. Характеристика типов местности
Тип местности Значение параметра Δh, м
Равнинная или водная поверхность 0…25
Равнинно-холмистая (среднепересеченная) 25…75
Холмистая (сильнопересеченная) 75…150
Гористая 150…400
Очень высокие горы, не менее 400
Экспериментальные исследования, проведенные для многих районов, показывают, что для
расстояний свыше 10 км стандартное отклонение, дБ, для диапазона частот 300…3000 МГц
можно определить по формуле
σd = 9,5lg(Δh/50) + 9. (4.29)
На расстояниях меньше 10 км стандартное отклонение зависит от дальности связи R, км.
Для практических вычислений эти данные в диапазоне 300…3000 МГц с высокой степенью
точности аппроксимируются формулой
σd = 4,1lg(R) + 5. (4.30)
Стандартное отклонение сигнала по времени σt зависит от дальности связи и для точек
приема, расположенных на расстоянии менее 100 км от передатчиков,
σt = 6,5[1 – exp(–0,036R)]. (4.31)

194 ГЛАВА 4
Обобщенное значение стандартного отклонения сигнала по месту и по времени
2 2 d t . σ = σ + σ (4.32)
Дополнительный запас уровня сигнала
РПС доп = kтр σ, (4.33)
где kтр — коэффициент логнормального распределения, обеспечивающий требуемую на-
дежность связи, определяется как аргумент нормальной функции распределения:
1 тр
( ) exp( 2
2) ,
тр
2
k
S k t dt
−∞
=
π ∫ (4.34)
значение которой равно требуемой вероятности обеспечения связи и может быть найдено
путем решения уравнения (4.34). Некоторые значения kтр и S(kтр) приведены в табл. 4.17.
Таблица 4.17. Значения величин kтр и S(kтр)
S(kтр) 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 0,95 0,99
kтр 0 0,253 0,524 0,842 1,282 1,645 2,326
Таким образом, для того чтобы мощность сигнала на входе приемной антенны РПС, оп-
ределяемая по (4.26), превышала минимальную мощность сигнала на входе приемной ан-
тенны РПС мин, определяемую по (4.28), исходя из чувствительности приемника, с заданной
вероятностью, необходимо, чтобы выполнялось условие
РПС ≥ РПС мин + РПС доп, (4.35)
где РПС доп определяется по (4.29)–(4.35) и табл. 4.17 для заданной вероятности S.
Исходя из вышеизложенного, методика прогноза зон покрытия БС для сетей подвижной
связи будет следующей.
1. В соответствии с выражением (4.27) вычисляется уровень эффективной изотропно из-
лучаемой мощности передатчика Ризл.
2. Определяется минимально необходимый уровень сигнала на входе приемной антен-
ны РПС мин по формуле (4.28).
3. Определяется величина дополнительного запаса уровня мощности сигнала РПС доп,
обеспечивающего требуемую надежность связи.
4. Вычисляется требуемый уровень мощности сигнала на входе приемной антенны,
обеспечивающей необходимую надежность связи:
РПС тр = РПС мин + РПС доп, (4.36)
5. Рассчитываются максимально допустимые потери при распространении сигнала на
трассе:
Lдоп = Ризл – РПС тр – Вт – Вэ . (4.37)
6. Определяется максимальная дальность связи путем решения уравнения
L(R) = Lдоп (4.38)
относительно R. При этом в качестве высоты антенны hБС выбирается эффективная высота
антенны БС.

4.3.2. Частотное планирование сетей сотовой подвижной связи
Определение размерности кластера. Сотовые сети подвижной связи строят на основе час-
тотно-территориальных планов. При этом обслуживаемую территорию разделяют на зоны
обслуживания БС. Сама БС располагается в центре такой зоны. Если на БС используется
ненаправленная антенна, то граница зоны обслуживания базовых станций есть окружность.
В такой модели границы трех соседних зон пересекаются в одной точке. Соединив точки
пересечения, получают границы зоны обслуживания БС в виде шестиугольника, называемо-
го сотой. Во избежание взаимных помех соседние БС должны работать на разных частотах.
При частотном планировании составляют кластер.
Число таких сот в кластере называется его размерностью. Как следует из разд. 4.1, по-
нятия размерности кластера, принятое в сотовых системах подвижной связи, совпадает с
понятием ромбического числа, принятого в сетях ТВ и ЗВ радиовещания. Поэтому размер-
ность кластера можно определять по табл. 4.2 ромбических чисел, полученных на основе
метода координационных колец.
Размерность кластера N = 7 удобна при шестиугольной соте. Действительно, возможны
разные частоты в одной центральной и шести пограничных сотах (рис. 4.24). Все частотные
каналы системы делят между БС кластера. Каждой БС присваивается группа каналов. Так,
если в подвижной системе используется всего Nf = 119 частотных каналов и кластер размер-
ностью 7, то группа частотных каналов, приходящихся на одну соту, содержит число частот
c
119 17.
7
f
f
N
N
= = =
N
Рис. 4.24. Модель повторного использования частот
при размерности кластера N = 7

196 ГЛАВА 4
Частотно-территориальный план составляют так, чтобы уровень интерференционных
помех не превышал допустимых значений для заданного стандарта, что позволяет много-
кратно повторять кластер и реализовать достоинства сотовых систем.
Основное достоинство любых сотовых систем — эффективное использование выделен-
ной полосы частот за счет многократного повторения кластера на территории. Это позволя-
ет обслуживать большое число абонентов при ограниченных ресурсах спектра частот.
На рис. 4.24 приведен фрагмент частотно-территориального плана для модели сети с ис-
пользованием кластера размерностью N = 7. Цифрами обозначен номер группы рабочих
частот в соте. Жирными линиями выделен центральный кластер. Пунктиром показаны пути
прихода интерференционных помех совмещенного канала на АС, находящуюся на границе
соты 1.
Рассмотрим случай, когда на вход антенны АС поступают полезный сигнал и шесть ме-
шающих сигналов (см. рис. 4.24). Мощность сигнала АС, принимаемого антенной,
Prs = Pts L, (4.39)
где Pts — излучаемая мощность передатчика; L — потери, которые при использовании мо-
дели Окамуры–Хата определяются по формуле (4.21) и могут быть записаны в виде
L(R, f ) = 10− 6,955 f − 2,616 h 1,382 R 4,49 − 0,655lg( h 1 )
. (4.40)
1 Из (4.40) следует, что мощность сигнала, принимаемого антенной АС, обратно пропор-
циональна расстоянию до источника сигнала:
P P
ts ts
rs (4,49 0,655lg( ) , h x
1
P
CR− − CR− = = (4.41)
где 6,955 2,616 1,382
1 C = 10− f − h ; х = 4,49 – 0,655lg(h1).
Очевидно, что наименьшее отношение сигнал/помеха будет на границе сот. Из рис. 4.24
следует, что суммарная мощность мешающих сигналов
1 2 3 4 5 6I I I I I I I . Σ = + + + + + (4.42)
В соответствии с (4.41) и рис. 4.24 помехи от соответствующих базовых станций равны:
( 2 2
)
x
x
−
−
I = P CD ( + R ) ; I = P C D + DR +
R
;
1 ts з 2 ts
з з
x
I P C D DR R I P CD R
I P C D DR R I P C D DR R
( 2 2
)
−
x
( ) ( )
; ( ) ;
; .
−
= − + = −
3 ts з з 4 ts з
x x
− −
2 2 2 2
= − + = + +
5 ts з з 6 ts з з
(4.43)
где D — расстояние между БС, работающими в совмещенных каналах; Rз — радиус зоны
обслуживания БС.
Из (4.42) и (4.43) следует, что суммарная мощность помех для однородной и регулярной сети
⎡ ⎤
⎢ ⎥
1 2 2 1 .
( ) x x x ( ) x I P
= ⎢ + + + ⎥ ⎢ + + + − + − ⎥
( ) ( ) ts
Σ − − − −
C D R C D DR R C D DR R C D R
з 2 2 з
з з з з
⎣ ⎦
(4.44)
Тогда отношение сигнал/помеха
−
S R
з
I D R D DR R D DR R D R
х
( ) ( )
x x
− −
x x
2 2 2 2
Σ − −
з з з з з з
.
( ) 2 2 ( )
=
+ + + + + − + + −
(4.45)

Учитывая, что коэффициент соканального повторения q = D/Rз, запишем (4.45) через
значение этого параметра:
S
I q q q q q q
1 .
( ) ( 2 ) ( 2 ) ( )
x x x x
− − − − Σ
1 2 1 2 1 1
=
+ + + + + − + + −
(4.46)
Для того чтобы найти коэффициент соканального повторения q, необходимо решить
уравнение (4.46) для отношения сигнал/помеха, определяемого стандартом сотовой под-
вижной связи. После определения параметра q по (4.46) можно определить необходимую
размерность кластера для данного стандарта сотовой связи. Необходимо отметить, что раз-
мерность кластера определяется из универсальной модели однородной сети [4] и берется из
ряда чисел
N = 1, 3, 4, 7, 9, 12, 13, 16, 19, 21, 25, 27 и т.д. (4.47)
Для повышения эффективности использования выделенного диапазона частот, т.е. для
уменьшения коэффициента соканального повторения частот q, в сотовых системах подвиж-
ной связи на БС используют секторные антенны с шириной главного лепестка диаграммы
направленности θ0,5 = 60°, 90° или 120°. Кроме того, необходимо учитывать плотность рас-
пределения нагрузки на территории города [10, 11], что приводит при ограниченном числе
каналов на БС, к увеличению плотности размещения базовых станций в центре города и
уменьшению их плотности на окраинах.
Частотное планирование. Для составления полного частотного плана сети сотовой
подвижной радиосвязи (СПР), т.е. плана внедрения конкретных номиналов частот для каж-
дой из БС, установленных на территории города, необходимо предварительно определить
основные параметры этого плана [12]:
– размерность кластера N;
– число М секторов обслуживания в одной соте (М = 1 при θ0,5 = 360°; М = 3 при θ0,5 =
= 120° и М = 6 при θ0,5 = 60°, где θ0,5 — ширина диаграмм направленности антенн БС);
– число k БС, которые необходимо установить на территории города;
– радиус одной соты Rз, км;
– уровень мощности передатчика БС PБС, дБВт;
– высота подвеса hБС, м, антенны БС (высота антенны АС принимается равной hАС = 1,5 м).
Перечисленные параметры можно определить, если известны следующие данные:
– F — полоса частот, МГц, выделенная для передачи сигналов БС сети СПР в данном
городе;
– Fk — полоса частот, МГц, занимаемая одним частотным каналом сети СПР;
– па — число абонентов, которые одновременно могут использовать один частотный ка-
нал (для системы NMT па = 1, для GSM па = 8);
– Na — число абонентов, которое должна обслуживать сотовая сеть СПР в данном городе;
– β — активность одного абонента в час наибольшей нагрузки, Эрл;
– ра — допустимая вероятность блокировки вызова в сотовой сети СПР;
– ρo — необходимое защитное отношение для приемников сети СПР;
– pt — процент времени, в течение которого допускается, чтобы отношение сигнал/по-
меха на входе приемника в сети СПР было меньше защитного отношения ρo;
– S — площадь города, км2, в котором развернута сотовая сеть СПР;
– α — параметр, дБ, определяющий диапазон случайных флуктуаций уровня принимае-
мого сигнала в месте приема (для сети СПР α = 4…10 дБ);
– pАС — чувствительность приемника АС, дБВт;
– GБС — коэффициент усиления антенны БС, дБ.

198 ГЛАВА 4
Процедура определения основных параметров частотного плана для сети СПР состоит
из восьми этапов.
1. Определяется общее число частотных каналов, выделяемых для развертывания сото-
вой сети СПР в данном городе:
k int ( k ), n = F F
где int(х) — целая часть числа х.
2. Вычисляется необходимая размерность кластера при заданных ρо и pt, для чего ис-
пользуется соотношение
= ∫ −
p(N) 100 exp( t / 2) dt,
e o
2
[10lg(1/ ) ]/( )
ρ
∞
β −ρ α
вывод которого приведен в [9]. Данная формула связывает процент времени p(N), в течение
которого отношение сигнал/помеха на входе приемника АС ниже защитного отношения ρо.
Величины βe и αρ зависят от параметров з q = D R = 3N, α, а также от М. Процент време-
ни p(N) убывает с ростом N. При заданных ρо, α и М = 1; 3; 6 выполняется расчет значений
p(N) для нескольких величин N (т.е. q). Значение N, при котором выполняется условие
p(N) ≤ pt, принимается за размерность кластера сети СПР.
3. Находится число частотных каналов, которое используется для обслуживания або-
нентов в одном секторе одной соты:
s int( k / ). n = n MN
4. Определяется допустимая телефонная нагрузка в одном секторе одной соты, Эрл,
⎨⎪
⎧ ⎡ 1/ n
− − ( π )
0
⎤
⎪ ⎢ ⎥ ≤ π = ⎪ ⎣ ⎦ n p n p n
1 1 /2 , 2/( );
a
0 0 a 0
( )
/ 2 2 ln / 2 / 2, 2/( ),
a a
0 0 0 0
A
n n p n p n
+ π + π − π π ⎪⎩
где n0 = ns na. Вывод данной формулы приведен в [12].
5. Рассчитывается число абонентов, обслуживаемых одной БС при заданной вероятно-
сти блокировки,
БС N = M int(A/β).
6. Определяется число БС в сотовой сети
a БС K = int(N / N ).
7. Находится радиус одной соты
з R = S (πK).
8. Вычисляется PБС при hБС = const, либо hБС при PБС = const, для чего применяют урав-
нение (4.1)
АС БС БС МГц БС БС з p = P +G − 69,55 − 26,16lg( f ) +13,82lg h − (44,9 − 6,55lg h ) lg R .
Таким образом, приведенная процедура позволяет найти все требуемые параметры час-
тотного плана сети СПР. При составлении полного частотного плана необходимо, зная число
частотных каналов, приходящихся на каждую БС, и конфигурацию кластера, используемого
для построения сотовой сети, определить конкретные номиналы частот, которые выделяются
для работы всех БС одного кластера. Причем должны быть сведены к минимуму помехи меж-

ду сотами, в которых применяются соседние частотные каналы, а также интермодуляционные
помехи между частотными каналами, задействованными в одном секторе соты.
Примеры частотного планирования [12]. Рассмотрим два примера частотного плани-
рования сотовых сетей СПР стандартов NMT и GSM. В обоих примерах зададим следую-
щие данные:
F = 7,2 МГц; β = 0,025; ра = 0,1, рt = 10%, α = 6 дБ; S = 706,8 км2; Na = 60000;
hБС = 30 м; GБС = 12 дБ.
Пример 1. Дополнительные исходные данные для системы NMT-900:
ρ0 = 18 дБ; Fk = 0,025 МГц; pАС = –143 дБВт; па = 1.
В рассматриваемом случае nk = 288. Расчет по п. 2 показывает, что для заданных ρ0 и pt
имеем N = 6 и М = 6, причем ns = 8; А = 5,2; NБС = 1248; K = 48; R0 = 2,16 км; PБС = 25 мВт.
Пример 2. Дополнительные исходные данные для системы GSM:
ρ0 = 9 дБ; Fk = 0,2 МГц; pАС = –132 дБВт; па = 8.
В данном случае nk = 36. Расчет по п. 2 показывает, что при заданных ρ0 и pt получим
N = 4 и М = 3, причем ns = 3; A = 20,6; NБС = 2472; K = 25; R0 = 3 км; PБС = 1 Вт.
Сравнивая результаты двух рассмотренных примеров, нетрудно заметить, что примене-
ние системы GSM, обладающей существенно большей, чем у NMT, помехоустойчивостью,
позволяет создать сотовую сеть СПР с гораздо меньшим (почти в 2 раза) числом БС. Каж-
дая БС системы GSM имеет большую зону покрытия и обслуживает большее число абонен-
тов. Поэтому капитальные затраты на строительство сети СПР с использованием стандарта
GSM оказываются более низкими по сравнению со стандартом NMT.
Сравнение СПР по эффективности использования радиочастотного спектра [13].
Сети сотовой подвижной связи (СПС) начали развивать в 80-х годах. Системы первого по-
коления были аналоговыми, в них использовалось частотное разделение каналов (FDMA).
В ряде европейских государств были распространены аналоговые системы первого поколе-
ния стандарта NMT, работающие в диапазонах 450 и 900 МГц; в США, некоторых странах
американского континента и Азии действовали системы AMPS диапазона 800 МГц.
Следует отметить, что по эффективности использования РЧС все аналоговые системы
указанных выше стандартов практически эквивалентны, и поэтому выводы, сделанные в от-
ношении одной из них, можно отнести ко всем остальным.
Многообразие стандартов не позволяет существенно снижать стоимость производства
оборудования. Поэтому в странах западной Европы в рамках СЕРТ (Европейской конфе-
ренции Администраций связи) разрабатываются общеевропейские стандарты на новые
системы радиосвязи диапазона 900 МГц. С 1992 г. началось широкое внедрение сетей
СПС на базе цифровой системы второго поколения стандарта GSM, в которой использу-
ется временнóе разделение каналов (ТDМА). Система обладает повышенной помехо-
устойчивостью по сравнению с аналоговыми системами, что позволяет увеличить повто-
ряемость частот на обслуживаемой территории и таким образом повысить эффективность
использования РЧС.
Аналогом системы GSM в диапазоне 2 ГГц служит система общеевропейского стандар-
та GSM-1800, имеющая две разновидности. В первой из них — GSM-1800(8) — в одном
частотном канале одновременно могут работать восемь абонентов, во второй —
GSM-1800(16) — число абонентов удваивается. Стандарт AMPS также имеет две модифи-
кации. В аналоговой системе AMPS(l) в одном частотном канале передаются сигналы толь-

200 ГЛАВА 4
ко одного абонента, в цифровой же системе AMPS(3) в одном канале методом TDMA пере-
даются сигналы трех абонентов.
В 1993 г. фирмой Qualcomm была разработана система СПС с кодовым разделением ка-
налов (CDMA) [14]. В 1995 г. завершились разработка и испытания европейской системы
СПС, в которой также применяется CDMA [15]. Было показано [16, 17], что эффективность
использования РЧС в сетях СПС с CDMA может быть существенно выше, чем в сетях СПС
с FDMA и TDMA. В [12, 13] предложена методика определения основных параметров сетей
СПС, на основе которой могут быть получены зависимости полосы частот, необходимой
для обслуживания абонентов с требуемым качеством, от числа БС (сот) сетей, числа абонен-
тов, обслуживаемых одной БС, радиуса соты и мощности передатчика БС в расчете на одного
активного абонента. Далее такие зависимости определены для основных видов стандартов
систем СПС, работающих в диапазоне 2 ГГц. На основе их сопоставления делаются выводы
об эффективности использования РЧС в сетях СПС, создаваемых на основе различных сото-
вых систем. Исходные данные о параметрах систем разных стандартов можно найти в [18].
Рассмотрим примеры планирования в перспективном диапазоне 2 ГГц сетей СПС. Та-
кое планирование требует задания определенных исходных данных, которые могут быть
разбиты на несколько групп.
К первой группе относятся данные, связанные с качеством обслуживания абонентов в сети
СПС, ко второй — исходные данные, необходимые для проектирования сети, а к третьей —
данные, определяющие параметры используемой системы. Перечень необходимых исход-
ных данных и параметров, использованных в приведенном ниже анализе, приведены
в табл. 4.18.
Таблица 4.18. Определение параметров, используемых при расчетах
Группа
парамет-
ров
Пара-
метр Наименование параметра Значения параметра, ис-
пользованного в анализе
β Средняя активность одного абонента, Эрл 0,025
pa Вероятность потери вызова из-за занятости канала 0,1
pt
Допустимый процент времени ухудшения качества
1 связи, % 1
ρ0
Защитное отношение (отношение сигнал/помеха),
определяющее качество связи, дБ
9 (GSM-1800)
20 (AMPS)
5 (CDMA)
S Площадь города, км2 800 (большой город)
60 (средний город)
σ Дисперсия флуктуации уровней полезных
и мешающих сигналов, дБ
8 (большой город)
6 (средний город)
Na
Количество абонентов, которое следует
обслужить в данном городе
100 000, 30 000 и 10 000 —
большой город
30 000, 10 000 и 5 000 —
средний город
Br
Полоса частот, выделенная для организации сети
СПС, МГц 2 ≤ Br ≤ 30
2
pr Чувствительность приемника, дБВт
–132 (GSM-1800)
–143 (AMPS)
–153 (CMA)

Группа
парамет-
ров
Пара-
метр Наименование параметра Значения параметра, ис-
пользованного в анализе
G Коэффициент усиления антенны БС, дБ 12
hБС Высота подвеса антенны, м 40
na
Число абонентов, которые используют один
частотный канал или один псевдослучайный
сигнал
8 и 16 для (GSM-1800)
1 и 3 для (AMPS)
1 для (CDMA)
3
Fk
Полоса частот, занимаемая одним частотным
каналом, кГц
200 (GSM-1800)
30 (AMPS
Вr (CDMA)
На основании данных из табл. 4.18 в ходе проектирования сетей СПС необходимо опре-
делить:
– М — число секторов, на которые разбивается каждая из сот в результате применения
на БС секторных антенн;
– NБС — число абонентов, которое может быть обслужено одной БС;
– К — число БС, которые должны быть построены для организации сети СПС, обслу-
живающей данное количество абонентов;
– Rз — радиус соты (зон обслуживния одной БС), км;
– PR — уровень мощности излучения БС, приходящаяся на одного активного абонента,
дБВт.
В результате проведенных расчетов [13] было установлено, что с увеличением полосы
частот, выделяемой сети СПС, число абонентов, обслуживаемых одной БС, возрастает. Сле-
дует также отметить, что при заданной полосе частот, выделенной для работы сети, различ-
ные системы СПС существенно отличаются по числу абонентов, обслуживаемых одной БС.
Наибольшее число абонентов может быть обслужено в сети СПС, в которой используется
система CDMA, наименьшее — в сети с системой AMPS(l). Применение на БС трех- и шес-
тисекторных антенн вместо ненаправленных, как правило, увеличивает число абонентов,
обслуживаемых одной БС, особенно в случае широкой полосы частот, выделяемой сети
СПС. Если эта полоса невелика, то применение секторных антенн, как следует из [13], мо-
жет оказаться нерациональным. Это объясняется тем, что разбиение отдельных сот на сек-
торы с помощью направленных антенн на БС уменьшает число абонентов, обслуживаемых в
каждом секторе. Причем в соответствии с законом Эрланга при заданной вероятности блоки-
ровки вызова снижается эффективность использования каналов связи в каждом секторе, что
может приводить к общему уменьшению числа абонентов, обслуживаемых в данной соте.
В [13] представлены также зависимости числа БС от полосы частот, выделенной сети
СПС, для разных систем, типов городов и числа абонентов сети для Na = 30 000 и σ = 8 дБ.
Эти зависимости показывают: необходимая полоса частот уменьшается, если в сети СПС
используется большее число БС; при заданной полосе частот число БС, которое необходи-
мо иметь в сети СПС для обслуживания заданного числа абонентов, существенно зависит
от выбранной системы СПС. Наименьшее число БС требуется построить в сети СПС, в ко-
торой применяется система CDMA.
Сопоставим применение различных систем СПС с точки зрения эффективности использо-
вания спектра. Очевидно, что эффективность системы СПС тем выше, чем большее число або-
нентов может быть обслужено одной БС при заданной общей полосе частот, выделенной для

202 ГЛАВА 4
работы сети. Если это число значительно, то число БС в сети невелико и соответственно стои-
мость строительства и эксплуатации такой сети может оказаться сравнительно небольшой.
В табл. 4.19 указано число абонентов, обслуживаемых одной БС для разных систем
СПС при Вr = 11 МГц. Данные этой таблицы показывают следующее.
1. Система CDMA существенно превосходит все остальные сравниваемые системы по
числу абонентов, которые в заданной полосе частот могут быть обслужены одной БС. По
сравнению с системой GSM-1800(16) система CDMA дает выигрыш в числе абонентов в
3…6 раз.
2. В системе GSM-1800(8) одной БС может быть обслужено такое же число абонентов,
что и в системе AMPS(3), либо несколько большее.
3. Система первого поколения AMPS(l) морально устарела и значительно уступает со-
временным системам СПС в плане эффективности использования спектра, так как может
обслужить наименьшее число абонентов.
4. Применение на БС трехсекторных антенн вместо ненаправленных наиболее эффек-
тивно в системе CDMA, в которой они позволяют увеличить число абонентов, обслужива-
емых одной БС, более, чем в два раза. В остальных системах трехсекторные антенны увели-
чивают число абонентов на 20…30%, а применение шестисекторных антенн может даже
уменьшить число абонентов и поэтому нерационально.
5. На число абонентов существенно влияют условия распространения радиоволн, харак-
теризуемые параметром σ в большом городе (σ = 8 дБ); одна и та же система СПС может
обслужить одной БС меньшее число абонентов, чем в среднем (σ = 6 дБ).
Таблица 4.19. Число абонентов, обслуживаемых одной БС, для разных систем СПС
при Вr = 11 МГц
Число абонентов NБС, обслуживаемых одной БС, в системе
AMPS GSM-1800 CDMA
Полоса
частот
СПС
Вr, МГц
Тип
города
nа = l nа = 3 nа = 8 nа = 16 nа = 1
10 большой
300/400/450 1200/1750/2200 1100/1600/1250 2500/2700/2600 7500/15600
6
(σ = 8 дБ) 120/120/130 500/700/850 500/520/1250 1250/1500/2600 5000/11300
10 средний
600/700/800 1860/1900/2000 2000/2500/3000 4500/5500/7000 11000/23500
6
(σ = 6 дБ) 200/230/270 950/1050/1200 1000/1500/1250 2500/2700/2600 6500/15700
Примечание. Для систем AMPS и DCS-1800 число абонентов приведено соответственно при М = 1,
3, 6, для CDMA — при М = 1, 3
В табл. 4.20 приведено число БС, которые должны быть развернуты на территории го-
рода для различных систем СПС в случае, когда в сети СПС используются трехсекторные
антенны и обслуживается заданное количество абонентов. Анализ этой таблицы также по-
казывает значительное преимущество системы CDMA над другими системами. В сети СПС,
которая создана на ее основе и которая обслуживает 100 тыс. абонентов, должно быть раз-
вернуто всего 11 БС, если для работы сети выделена полоса частот 6 МГц. Система
DCS-1800(16) требует при тех же условиях строительства почти в 6 раз большего числа БС.
Из табл. 4.20 следует, что уменьшение полосы частот, выделяемой для работы сети СПС,
приводит к необходимости увеличения числа БС в сети, причем, если для системы CDMA
при уменьшении полосы частот с 10 до 6 МГц это увеличение не очень значительно, то для
других систем оно может составлять два и более раз.

Таблица 4.20. Определение числа базовых станций для разных систем сотовой связи
Число базовых станций, которые необходимо развер-
нуть на территории города, для системы СПС (М = 3)
AMPS GSM-1800 CDMA
Полоса
частот
СПС
Вr, МГц
Тип
города
Число
обслуживаемых
абонентов
nа = l nа = 3 nа = 8 nа = l6 nа = l
100000 400 60 65 25 8
10 30000 120 28 20 9 2
10000 40 9 7 3 1
100000 760 140 160 65 11
Большой
6 30000 225 40 49 20 3
10000 75 14 17 7 1
100000 55 15 13 6 2
10 30000 19 5 5 2 1
10000 9 3 3 1 1
100000 140 30 20 9 2
Средний
6 30000 40 10 7 3 1
10000 22 5 4 2 1
Нужно отметить, что условия распространения радиоволн существенно влияют на чис-
ло БС, которые должны быть установлены в сети СПС. Если сопоставить данные табл. 4.19
для Nа = 30000 и 10 000 для большого (σ = 8 дБ) и среднего (σ = 6 дБ) городов, то нетрудно
заметить, что в большом городе, для которого характерны более сложные условия распро-
странения радиоволн, число БС должно быть в 3…4 раза больше.
Существенно зависит число БС в сети от выбранной системы СПС. Система
GSM-1800(8) требует в ряде случаев строительства в 1,3…1,5 раза меньшего числа БС по
сравнению с системой AMPS(3). Что касается системы AMPS(l), то она может быть приме-
нена лишь в тех случаях, когда число обслуживаемых в сети абонентов невелико, а выде-
ленная для работы сети полоса частот достаточно широка.
4.3.3. Оценка эффективности использования РЧС
в сетях радиосвязи и вещания
Одним из важнейших вопросов, возникающих при организации любой радиослужбы в отве-
денной для ее работы полосы частот, является следующий: какая минимальная полоса час-
тот требуется для покрытия региона сетью примыкающих зон обслуживания, в каждой из
которых должно быть организовано заданное число частотных каналов? Этот вопрос в тече-
ние ряда лет изучался в 1-й Исследовательской комиссии Бюро радиосвязи МСЭ, и резуль-
таты выполненных в этом направлений исследований отражены в Отчете МСЭ [19] и Спра-
вочнике по управлению РЧС [20]. Один из подходов к решению этого вопроса для сетей
подвижной связи и вещания, который отражен в [19–21], изложен в данном разделе.
При определении минимальной полосы частот, необходимой для покрытия региона се-
тью примыкающих зон обслуживания, исходными данными являются технические характе-
ристики применяемого приемопередающего оборудования, метод модуляции и требования
к качеству воспроизведения информации. Однако важно знать не только минимальную по-
лосу частот, которую необходимо выделить для создания такой сети, вид модуляции, ис-

204 ГЛАВА 4
пользуемый для передачи сообщений, но и потенциальный предел сокращения полосы час-
тот в сетях связи и вещания при применении оптимальных методов передачи и приема сиг-
налов с идеальными характеристиками приемопередающего оборудования. Такую предель-
но минимальную полосу, необходимую для создания сети радиосвязи или вещания, которая
дальше обозначена Fопт, можно определить на основе теории информации [20, 21]. Зная Fопт,
эффективность использования РЧС можно выразить отношением полос частот Fопт и Fс, не-
обходимых для организации сети на базе «оптимальных» и реальных РЭС: μ = Fопт /Fс.
На рис. 4.25 представлена сеть радиосвязи или вещания, построенная на базе регуляр-
ных сеток. При этом решается задача покрытия определенного региона сетью примыкаю-
щих зон обслуживания. Для каждой зоны отводится один или несколько частотных кана-
лов, причем один и тот же канал может использоваться в разных зонах на основе их надле-
жащего территориального разноса. Для некоторого упрощения выкладок рассматривалась
сеть с зонами в виде квадратов одних и тех же размеров (см. рис. 4.25). Базовые станции
в системах подвижной связи или вещательные передатчики расположены в центре зоны.
Размер r зоны обслуживания считается заданным. В зонах, помеченных на рис. 4.25 одной и
той же цифрой, может использоваться один и тот же частотный канал, если расстояние R
между этими зонами обеспечивает необходимое ослабление помех.
В идеализированной сети на базе рав-
ных квадратов при использовании в каж-
дой зоне Мс частотных каналов, как видно
из рис. 4.25, общее число каналов, необхо-
димое для покрытия сетью всего региона
{ [ ] }2
с N = M int R /(2r) +1 ,
где int [х] — целая часть числа х.
Если обозначить через Fm полосу час-
тот одного канала, то полная полоса час-
тот, отводимая сети,
Fc = NFm. (4.49)
При анализе удобно рассматривать
значения этих полос, отнесенные к полосе
частот модулирующего сигнала Fo:
0 c 0 m m / и c / . F = F F F = F F
Рис. 4.25. Сеть радиосвязи
или вещания с регулярной сеткой
В соответствии с математическими моделями, широко используемыми для оценки ос-
лабления уровня сигналов с изменением расстояния l, множитель ослабления уровня сигна-
ла V(l) изменяется как V(l) = a/lk, где k в зависимости от высоты подвеса антенны и рас-
стояния может принимать значения от 2 до 4. При этом отношение сигнал/помеха на входе
приемника имеет вид
2
; 2 .
( 2)/2
k
4 1 2
k
R
r
+
− +
β ⎛ ⎞ ρ = ⎜ ⎟ β = ⎝ ⎠ +
(4.50)
Из (4.50) и (4.47) следует
( ) { }1/( 2) 1/( 2) 2
c / 4 / и (1/ 2) (4 / ) 2 . R r k N M k = ρ β + = ⎡ ρ β + ⎤ + ⎣ ⎦
Отношение ρ на входе приемника не должно быть меньше защитного ρs
, т.е. величины,
при которой обеспечивается необходимое отношение ρо сигнал-шум на его выходе. Для
разных видов модуляции в [21] получены формулы для ρs(ρо).

Для оптимальных РЭС в соответствии с положениями теории информации получена
следующая формула для ρs(ρо):
о 1 Fm 1 = +ρ − . (4.51)
ρs(ρо) ( )1/

Выражение (F4.51) справедливо для оптимальных «по Шеннону» РЭС, когда передача и при-
ем информации осуществляются оптимальными методами. Из (4.49) видно, что при
ρо = const и использовании более широкополосных видов модуляции (большие m ) необхо-
димое значение ρs уменьшается.
Для частотной модуляции (ЧМ) соотношение, связывающее о s , и m , ρ ρ F имеет вид
ρs(ρо) = ( )2 2
о 3 m m 2 , χ ρ ⎡⎢⎣ F F − ⎤⎥⎦
(4.52)
где e m 2(1 ); F = + χm me — эффективный индекс модуляции; χ — пик-фактор сообщения
(обычно полагают χ = 3…4).
Для амплитудной модуляции с одной боковой полосой частот (АМ-ОБП) справедливо
соотношение о s . ρ = ρ
Для кодово-импульсной модуляции (ИКМ), использующей для передачи сообщений n
разрядов и метод передачи с помощью класса сигналов, относящегося к M-позиционной фа-
зовой манипуляции (М-ФМ),
ρs(ρо) = ( ) 2 ( (2 / ) )
(4.53)
m ⎡⎣ n F + + ρ ⎤⎦ π −
о 2 / 1 ln 2 sin 2 n Fm ,
F n
где 2
= и 2 1
m lg
M
о ρ = 2 n− −1 .
Для системы n-ИКМ, использующей позиционные сигналы вида 16-КАМ, формула для
ρs(ρо) имеет вид
ρs(ρо) = { } о о 10 ln ⎡⎣180 10ln180ρ ⎤⎦ + ln ρ . (4.54)
С использованием приведенных формул получены зависимости c м F (F ) . Они имеют вид
пилообразных линий, как показано на рис. 4.26, для сети, использующей оптимальные РЭС
при k = 3 и двух значениях ρо, а также для ЧМ при одном значении ρо. Указанные в разры-
вах линии квадраты целых чисел 4, 9, 16 и т.д. показывают, сколько частотных каналов N
необходимо для создания сети при одном частотном канале на зону, т.е. при Мс = 1.
Из рис. 4.26 видно, что увеличение m F
может быть выгодным лишь тогда, когда одновре-
менно скачком уменьшается отношение R/r, т.е. N; штрихом отмечены минимумы кривых
c( m ) F F . Хорошо видно наличие оптимальных значений m0 F
, при которых c 0 ( m ) F F имеет ми-
нимум. С увеличением ρо увеличиваются как m0 F
, так и c 0 ( m ) F F . При этом для организации
сети при всех видах модуляции, кроме АМ-ОБП, и при всех рассмотренных значениях ρо тре-
буется девять частотных каналов. Число каналов для АМ-ОБП указано в табл. 4.21.
Таблица 4.21. Число каналов для АМ-ОБП
ρо, дБ 24 30 36 42
Nmin 16 25 36 49

206 ГЛАВА 4
На рис. 4.27 приведены зависимости значений c0 ( m0 ) F F от ρо для оптимальных РЭС,
а также зависимости о μ(ρ ) для всех остальных рассматриваемых видов модуляции при тех
же условиях. Для всех видов модуляции c0 0 оpt ( c / ). F = F μ Зависимости на рис. 4.27 иллюст-
рируют эффективность использования РЧС (ЭИРЧС) при всех рассматриваемых видах мо-
дуляции по отношению к оптимальным РЭС. Худшей является ЧМ, поскольку при ее ис-
пользовании требуемая для организации сети полоса частот примерно в 5 раз больше, чем
для оптимальных РЭС. Наиболее близкой к оптимальной для всех значений ρо является
16-позиционная система с ИКМ, которая требует для организации сети всего лишь в 1,5
раза более широкой полосы частот, чем для оптимальных РЭС, даже в случае приема сооб-
щений с весьма высоким качеством. Из цифровых методов передачи ИКМ-М-ФМ наилуч-
шей для рассматриваемых условий является система с M = 8, а наихудшей — с М = 4.
Рис. 4.26. Зависимости c м F (F ) Рис. 4.27. Зависимости 0 0 c ( ) F ρ и 0 μ(ρ )
Интересно также отметить, что при невысоких требованиях к качеству приема сообще-
ний наиболее близкой к оптимальным РЭС будет АМ-ОБП. Однако ЭИРЧС АМ-ОБП за-
метно падает при повышении требований к качеству приема сообщений, особенно если
учитывать влияние нестабильности частоты реальных передатчиков.
Достоинство приведенного критерия состоит в том, что он позволяет определить эф-
фективность использования РЧС сетей РЭС, в которых применяются конкретные виды и па-
раметры модуляции по отношению к потенциальному минимуму, обеспечиваемому идеаль-
ной радиосистемой.
Понятие «идеальная радиосистема» может быть в каждом конкретном случае достаточ-
но четко определено на основе выбранной модели идеализированной сети и использования
оптимальной системы передачи и приема сообщений «по Шеннону», характеристики кото-
рой определяются выражением (4.51). Основываясь на этих показателях, можно определять
допустимые oтклонения характеристик приемного и передающего оборудования от идеаль-
ных, рассматривая их влияние на изменение ЭИРЧС.

Контрольные вопросы к главе 4
1. Что такое идеализированная сеть радиосвязи?
2. Поясните параметры элементарного треугольника идеализированной сети.
3. Поясните взаимосвязь между параметрами идеализированной сети и числом необходимых частот-
ных каналов.
4. Поясните смысл ромба совмещенных каналов в идеализированной сети.
5. Что такое ромбические числа для идеализированной сети?
6. Приведите пример распределения каналов в ромбе совмещенных каналов с использованием метода
триад.
7. Поясните взаимосвязь параметров в универсальной модели однородной сети
8. Приведите примеры ромбов совмещенных каналов для сетей под номерами 1 и 2 в универсальной
модели однородной сети.
9. Поясните связь номеров сетей и ромбов совмещенных каналов в универсальной модели однородной
сети.
10. Приведите примеры для распределения каналов в ромбе совмещенных каналов при N = 4 и 9.
11. Приведите полосы частот, выделенные для ТВ и ЗВ вещания.
12. Поясните смысл защитного отношения.
13. Что такое СНЧ и как он влияет на уровень помех в сетях ТВ вещания?
14. Что такое частотно-пространственные ограничения в сетях ТВ и ЗВ вещания?
15. Поясните, что такое холмистость местности и как она учитывается при расчетах в сетях ТВ и ЗВ ве-
щания.
16. Поясните с использованием кривых распространения порядок определения напряженности поля.
17. Поясните условия обеспечения качественного приема сигналов в сетях ТВ и ЗВ вещания.
18. Что такое защищенность приемных антенн?
19. Поясните, что такое межканальные помехи в сетях ТВ и ЗВ вещания.
20. Какое количество ближайших помех учитывается в идеализированной сети?
21. Поясните причины не оптимальности частотного планирования при использовании координационно-
го расстояния.
22. Что такое коэффициент использования передатчика в сетях ТВ и ЗВ вещания?
23. Поясните смысл коэффициента взаимного влияния при частотно-территориальном планировании.
24. Поясните смысл координационного кольца при частотно-территориальном планировании.
25. Поясните смысл оптимальности частотно-территориального планирования при использовании мето-
да координационных колец.
26. Поясните алгоритм распределения частотных каналов методом координационных колец.
27. Укажите предельные значения параметров, при которых применима модель Окамуры–Хата.
28. Приведите классификацию типов местности в модели Окамуры–Хата.
29. Поясните смысл формулы для определения затухания в модели Окамуры–Хата.
30. Поясните смысл уравнения, по которому определяется дальность связи.
31. Что такое эквивалентная изотропно излучаемая мощность?
32. Как определяется холмистость местности?
33. Поясните последовательность расчета зоны покрытия базовой станции.
34. Что такое кластер в сети сотовой подвижной связи?
35. Поясните методику определения размерности кластера.
36. Приведите набор параметров базовой и мобильной станций, необходимых при частотно-территори-
альном планировании.
37. Поясните процедуру определения основных параметров частотного плана для сотовой сети подвиж-
ной связи.
38. Поясните эффективность использования частотного спектра сотовыми сетями подвижной связи раз-
ных стандартов.
39. Сравните эффективность сотовых сетям подвижной связи разных стандартов по количеству обслу-
живаемых абонентов.
40. Сравните эффективность сотовых сетям подвижной связи разных стандартов по необходимому ко-
личеству базовых станций для обслуживания заданного количества абонентов.

Глава 5
ТЕХНИЧЕСКИЕ СРЕДСТВА ОБЕСПЕЧЕНИЯ
ЭМС РЭС ПРИ ВОЗДЕЙСТВИИ РАЗЛИЧНЫХ
ПОМЕХ В СИСТЕМАХ СВЯЗИ
Традиционными методами обеспечения ЭМС РЭС являются организационные меры, приме-
няемые при их планировании и направленные на обеспечение необходимого частотно-тер-
риториального разноса между РЭС, которые могут создавать друг другу помехи. Однако
эти методы, являясь пассивными, не позволяют достичь высокой эффективности использо-
вания РЧС. Это может быть достигнуто путем применения активных методов — разного ро-
да устройств подавления помех.
Помехи, возникающие при работе систем связи в общих либо соседних полосах частот,
могут быть как непрерывными, так и импульсными. Непрерывные помехи часто возникают,
в частности, на магистральных (радиорелейных и спутниковых) линиях связи. В течение
многих лет на таких линиях применялись системы связи, в которых использовались частот-
ное уплотнение (ЧУ) и частотная модуляция (ЧМ). Эти системы используются и в настоя-
щее время, хотя в последние десятилетия все большее распространение получают системы
связи с цифровыми видами модуляции. Типичным видом непрерывных помех в системах с
ЧМ являются помехи от аналогичных систем, также использующих ЧМ. Так, например, на
прием сигналов на станциях радиорелейных систем либо на Земных станциях спутниковых
систем связи могут воздействовать помехи от других станций, которые работают в тех же
полосах частот. Для подавления помех в этих случаях могут использоваться как однока-
нальные, так и многоканальные компенсаторы помех (КП). Универсальные КП — это уст-
ройства, которые формируют копию помехи и вычитают эту копию из принимаемого сигна-
ла, содержащего полезную и мешающую компоненты. Такие компенсаторы позволяют бо-
роться с самыми разнообразными мешающими сигналами, включая сигналы, вид модуля-
ции которых совпадает с видом модуляции полезного сигнала.
В тех случаях, когда невозможно применить традиционные методы обеспечения ЭМС
радиосистем с помощью их территориального или частотного разноса, КП позволяют орга-
низовать одновременную работу взаимно воздействующих радиолиний. К данной проблеме
примыкает проблема повышения эффективности использования РЧС путем создания сис-
тем передачи в общей полосе частот нескольких ЧМ сигналов, с помощью которых переда-
ются независимые сообщения. Применение таких систем позволило бы повысить пропуск-
ную способность каналов связи.
Другой важной проблемой борьбы с помехами является проблема подавления импульс-
ных помех (ИП), создаваемых системам радиорелейной и спутниковой связи средствами ра-
диолокации и радионавигации. Во многих случаях уровень импульсной помехи оказывается
столь значительным, что приводит к блокированию приемника и к «стиранию» пораженных
ИП участков полезного сигнала (ПС). В этих случаях эффективны методы подавления ИП и
восстановления пораженных участков ПС путем экстраполяции либо интерполяции. По-
скольку на практике длительность ИП часто бывает весьма короткой по сравнению со вре-

ТЕХНИЧЕСКИЕ СРЕДСТВА ОБЕСПЕЧЕНИЯ ЭМС РЭС 209
менем корреляции полезного сообщения, частота их повторения незначительна, а уровень
вполне достаточен для их надежного обнаружения, то во многих случаях конструкцию уст-
ройств подавления импульсных помех можно значительно упростить.
В России реальные проблемы защиты от ИП возникли на станциях тропосферных ра-
диорелейных линиях связи (ТРРЛ) сети «Север», обеспечивающей связью районы Крайнего
севера. Качество приема сигналов на этих станциях заметно снижалось из-за действия ИП
со стороны наземных радиолокаторов отечественной системы воздушной радионавигации
(ВРН). Подобная проблема возникла также и на Земных приемных станциях отечественной
спутниковой системы непосредственного телевизионного вещания «Экран», которые испы-
тывали помехи со стороны самолетных радиосистем ближней навигации.
Проблемы подавления непрерывных и импульсных помех возникает и в других систе-
мах связи, и для их решения были разработаны разнообразные методы [1]. Следует под-
черкнуть, что при разработке структуры устройств подавления помех и оценке их эффек-
тивности важную роль играют созданная академиком В.А. Котельниковым теория потенци-
альной помехоустойчивости и основанная на ней теория оптимального приема сигналов с
непрерывными видами модуляции. Эти теории дают инженерам мощный инструмент для
синтеза оптимальных устройств и позволяют определить пределы эффективности подавле-
ния помех, которая может быть достигнута при применении этих устройств.
В настоящей главе кратко рассмотрены вопросы синтеза оптимальных КП и устройств
подавления ИП, описаны принципы их работы и приведены оценки эффективности приме-
нения таких устройств в системах радиорелейной и спутниковой связи. Рассмотрены сле-
дующие устройства:
– одноканальные КП с обработкой суммы полезного и мешающего АМ или ЧМ сигна-
лов, поступающих на вход приемника;
– многоканальные КП, в которых на вход каждого из каналов поступают, помимо полезно-
го ЧМ сигнала, один или несколько мешающих ЧМ сигналов из других каналов приема;
– подавители ИП с бланкированием тракта приема сигнала во время действия ИП;
– подавители ИП, построенные по схеме «широкая полоса–ограничитель–узкая полоса»;
– подавители ИП с преобразованием спектра и ограничением сигнала;
– подавители ИП с восстановлением пораженных участков полезного сигнала путем
экстраполяции или интерполяции;
– подавители ИП в системах связи, в которых применяется частотное разнесение.
Более подробные сведения о рассмотренных в данной главе устройствах и методах ана-
лиза их помехоустойчивости можно найти в статьях и книгах, которые указаны в списке ли-
тературы к данной главе.
5.1. Обеспечение ЭМС при помощи одноканальных
компенсаторов помех
Оптимальные одноканальные КП представляют собой устройства, предназначенные для
разделения АМ и ЧМ сигналов, одновременно поступающих на вход приемника. Они могут
быть синтезированы на основе теории оптимального приема непрерывных сигналов [2]. Та-
кие устройства должны с наивысшей точностью выделять сообщение ai(t) из сложного сиг-
нала W(t), представляющего собой сумму N сигналов, действующих на входе приемника:
( ) ( ) ( ) ( ) ( )
= Σμ λ + = λ + , (5.1)
W t A S t a n t S t a n t
1
, , , ,
N
i i i i
i
=
где i ( , i , i ) S t a λ — i-й сигнал, поступающий на вход приемника и модулированный сообще-
нием ai(t); i λ — его параметры; i μ A — амплитуда i-го сигнала; n(t) — белый гауссов шум
с односторонней спектральной плотностью N0. Для АМ, ФМ и ЧМ соответственно имеем:

210 ГЛАВА 5
( ) [ ] ( )
( ) ( )
( )
S t a a t t
S t a t a t
S t a t a t dt
, , λ = 1 + ( ) sin ω +ϕ
;
1 1
, , λ = sin ω + ( ) +ϕ
;
i i i i
1 1
i i i i
⎛ t
⎞
∫
, , sin ( ) .
λ = ⎜⎜ω + + ϕ ⎟⎟
i i i i i i
⎝ −∞
⎠
Здесь ωi и ϕi — несущая частота и фаза i-го сигнала. Если в уравнении (5.1) N = 2, то ана-
лиз, проведенный на основе теории оптимального приема, приводит к следующим уравне-
ниям [3], описывающим работу оптимального устройства:
( ) ( ) * , ,
⎧⎪ ∂ S t a
λ ⎪⎫ = μ ⎨⎡⎣ − λ ⎤⎦ ⎬ ⎩⎪ ∂ ⎭⎪
( ) ( ) ( ) , , , i i i
i i i i i
i
a t H p W t S t a
a
(5.2)
где i* ( ) a t — оптимальная оценка процесса ai (t); H(p) — операторное изображение переход-
ной характеристики линейного фильтра, определяемой при помощи корреляционной функ-
ции процесса ai (t).
На рис. 5.1 показана блок-схема следящего компенсатора помех, моделирующего урав-
нение (5.2) при N = 2. Это устройство на входе имеет две ветви приема, в каждой из кото-
рых выполняется оценка одного из сообщений ai (t). Эти оценки поступают на модуляторы,
( ) ∂ S ( t , a
i* , λ
)
где они преобразуются в сигналы μ S t , a * , λ и
μ
i i i i i i i
a
i
∂
. Первые из них суммиру-
ются, формируя копию принимаемого сигнала W*(t), а вторые подаются на умножители
в каждой ветви. Копия W*(t) по цепи обратной связи подается на вход устройства, где она
вычитается из принимаемого сигнала. Для некоторых видов сигналов ( , , ) i i i S t a λ (АМ, ЧМ
и т.д.) приемник, представленный на рис. 5.1, может быть существенно упрощен.
Рис. 5.1. Блок-схема оптимального приемника, разделяющего два сигнала
с аналоговой модуляцией

5.1.1. Оптимальный следящий КП для двух ЧМ сигналов
Блок-схема оптимального КП показана на рис. 5.2. В схему входят два вычитателя, по
одному на входе каждого канала, и два синхронных фазовых детектора (СФД), состоя-
щих из фазового детектора (ФД) и генератора, управляемого напряжением (ГУН). Атте-
нюаторы регулируются таким образом, чтобы на их выходе амплитуды ЧМ сигналов
были равны амплитудам компенсируемых сигналов. Теоретические исследования [3–9]
помехоустойчивости приема двух ЧМ сигналов с использованием такого КП, выполнен-
ные как на основе аналитических методов, так и математического моделирования, пока-
зали, что:
– ЧМ сигналы могут быть полностью разделены без переходных помех между ними, ес-
ли они имеют несущие одной и той же частоты и одинаковой амплитуды, сдвиг фаз
между которыми равен 90°, что позволяет вдвое увеличить емкость систем, исполь-
зующих ЧМ, без какого-либо расширения занимаемой полосы частот;
– если фазовый сдвиг между разделяемыми ЧМ сигналами случаен и может принимать
любые значения, то для их эффективного разделения с малыми переходными помеха-
ми необходимо увеличить частотный разнос между несущими частотами;
– целесообразно применять оптимальные приемники с КП и при значительном частот-
ном разносе, поскольку в приемниках этого типа, в противоположность стандартным
типам приемников, уровень помех на выходе демодулятора не зависит от уровня ме-
шающего сигнала на входе.
Рис. 5.2. Блок-схема оптимального КП
для разделения двух ЧМ сигналов
5.1.2. Оптимальное устройство для разделения двух АМ сигналов
Устройство, синтезированное на основе теории оптимального приема непрерывных сигна-
лов [10], показано на рис. 5.3, где обозначено: Огр — ограничитель, СД — синхронный де-
тектор.

212 ГЛАВА 5
Рис. 5.3. Блок-схема оптимального устройства разделения АМ сигналов
Узкополосные фильтры (УФ) выделяют из принимаемого сигнала несущую частоту. В
одной ветви несущая частота после ограничения в полосовом ограничителе подается на
синхронные детекторы соответствующих сигналов, а в другой — модулируется в амплитуд-
ных модуляторах (МОД) оценками полезных сообщений. Сигналы с выхода синхронных
детекторов фильтруются с помощью ФНЧ. Вычитатели в устройстве на рис. 5.3 предназна-
чены для компенсации переходных помех между каналами. Анализ эффективности подав-
ления АМ помехи с помощью этого устройства показал [10], что данный компенсатор:
– эффективно разделяет два АМ сигнала, занимающих общую полосу частот;
– увеличивает помехоустойчивость приема по сравнению с обычным синхронным при-
емником, причем это улучшение тем значительнее, чем больше амплитуда помехи,
что объясняется возможностями оптимального приемника в подавлении помехи;
– в присутствии на входе мешающих сигналов оптимальный приемник имеет существенно
более высокое (на 25–28 дБ) отношение сигнал/шум на выходе по сравнению с обычным
синхронным приемником при расстройке между несущими, равной верхней модулирую-
щей частоте, и при отношении мощностей полезного сигнала и помехи на входе 0 дБ.
5.1.3. Итерационные КП
Оптимальные КП представляют собой устройства с обратной связью, проектирование кото-
рых существенно усложняется из-за необходимости обеспечения их устойчивости и, одновре-
менно, хорошей фильтрации разделяемых информационных сигналов. В случае, если уровни

разделяемых сигналов существенно отличаются, из структуры оптимального КП с обратной
связью могут быть получены структуры оптимальных итерационных КП [11, 12], в которых
проблема обеспечения устойчивости не возникает. Такие КП могут иметь несколько ступеней
компенсации, в каждой из которых для фильтрации сообщений применяют фильтры с частот-
ными характеристиками, близкими к идеальным (амплитудная характеристика близка к пря-
моугольной, а фазовая — к линейной). Итерационные КП позволяют достичь высокой эффек-
тивности разделения двух сигналов с ЧМ, передаваемых в общей полосе частот.
На рис. 5.4 представлена обобщенная схема
итерационного КП, который работает следую-
щим образом. В Дем1 первой ступени осуществ-
ляется демодуляция 1-го сигнала. Для случая ЧМ
таким демодулятором может быть как обычный
частотный дискриминатор, на выходе которого
установлен фильтр с частотными характеристи-
ками, близкими к идеальным, так и следящий де-
модулятор [13]. На выходе Дем1 формируются
оценка 1-го информационного сигнала и копия
сигнала, имеющего на входе КП больший уро-
вень. Амплитуда и фаза этого сигнала при помо-
щи стандартных цепей автоматической регули-
ровки устанавливаются такими же, как и у пер-
вого сигнала на входе устройства. (В итерацион-
ном КП для ЧМ сигналов вместо цепей автомати-
ческой регулировки могут быть применены узко-
Рис. 5.4. Блок-схема итерационного КП
полосные следящие режекторные фильтры.) Эта копия вычитается из входного сигнала и по-
ступает на вход Дем2 этой же ступени. Этот демодулятор выполняет те же функции, что
и Дем1. В результате на вход Дем1 второй ступени поступает сигнал, уровень которого по от-
ношению к уровню остатка мешающего сигнала (МС) увеличен по сравнению с отношением
уровней 1-го и 2-го сигналов на входе устройства. Каждая последующая ступень итерацион-
ного КП улучшает отношение сигнал/помеха на входе образующих эту ступень Дем1 и Дем2.
Следует отметить, что первая ступень итерационного КП представляет собой компенса-
тор, предложенный в 1959 г. американским ученым Е. Дж. Багдади для выделения слабого
ЧМ сигнала из суммы двух ЧМ сигналов, действующих в общей полосе частот.
На рис. 5.5 показана более подробная блок-схема одной ступени итерационного КП.
В ней мгновенная частота ГУН1 управляется напряжением с выхода частотного детектора
ЧД1. На выходе ЧД1 формируется оценка *
a11 (t) сообщения а1(t). Это напряжение из-за при-
сутствия на входе устройства двух ЧМ сигналов и шума пропорционально (с определенной
погрешностью) мгновенной частоте ЧМ сигнала с большей амплитудой на входе устройства.
Рис. 5.5. Блок-схема одной ступени итерационного КП

214 ГЛАВА 5
Блок, состоящий из последовательно соединенных смесителя (См1), узкополосного ре-
жекторного фильтра (РФ) и смесителя *
1 (Cм ) , показанный на рис. 5.5, представляет собой
следящий РФ (СРФ), режектирующий сигналы, мгновенная частота которых совпадает
с мгновенной частотой ГУН1. Работает следящий РФ следующим образом. В См1 формиру-
ются сигналы разностной частоты между сигналами, поступающими на вход устройства,
и сигналом на выходе ГУН1. Так как законы изменения мгновенной частоты этого сигнала и
частоты ГУН1 отличаются незначительно, сигнал большего уровня в первом См1 преобразу-
ется в сигнал, близкий к гармоническому. Этот сигнал подавляется в узкополосном РФ, ус-
тановленном на выходе См1. Второй же (более слабый) ЧМ сигнал в этом же См1 преобра-
зуется в широкополосный, который проходит на выход узкополосного РФ с незначительны-
ми искажениями. В *
1 Cм этот широкополосный сигнал преобразуется в сигнал, закон изме-
нения частоты которого повторяет закон изменения частоты второго ЧМ сигнала (а2(t)),
а остаток напряжения гармонического сигнала на выходе РФ преобразуется в дополнитель-
ную помеху, наложенную на этот сигнал. Во втором ЧД2 осуществляется демодуляция вто-
рого ЧМ сигнала, и формируется оценка *
а21 (t). Напряжение на выходе ЧД2 изменяет мгно-
венную частоту ГУН2. Во втором следящем РФ (См2 – РФ – *
2 Cм ), на который в качестве
опорного напряжения подается сигнал с выхода ГУН2, аналогично тому, как это было опи-
сано выше, осуществляется подавление слабого ЧМ сигнала. Выход второго следящего РФ
является выходом 1-й ступени итерационного КП.
Развитая в [11] теория позволяет оптимизировать параметры фильтров, установленных
на выходе Дем, и оценить влияние параметров РФ на эффективность выделения слабого
сигнала с помощью итерационного КП. В [12] рассмотрен случай, когда на выходе Дем
применяются фильтры Баттерворса n-го порядка и фазовые корректоры. В [14] разработан
простой аналитический метод синтеза фазовых корректоров на основе полиномов Бесселя,
а в [15] методом моделирования исследованы пороговые явления при разделении двух ЧМ
сигналов итерационным КП.
Основные результаты исследований итерационных КП для ЧМ сигналов состоят в сле-
дующем:
– с помощью КП Багдади можно достичь высокого качества приема слабого ЧМ сигна-
ла лишь при условии, что индекс ЧМ сигналов имеет достаточно большое значение
(m ≥ 8);
– используя в КП фильтры Баттерворса высокого порядка (n = 4–8) и фазовые коррек-
торы, можно обеспечить более высокое качество демодуляции слабого ЧМ сигнала по
сравнению с качеством демодуляции сильного.
Результаты исследований итерационного КП для двух ЧМ сигналов представлены на
рис. 5.6, на котором изображены зависимости коэффициентов γ1l и γ2l от l — числа ступеней
итерации в КП, эти коэффициенты показывают, на сколько децибел мощность шума в теле-
фонных каналах на первом (сплошные кривые — γ1l) и втором (пунктирные кривые — γ2l)
выходах l-й ступени КП превосходит мощность шума, которая была бы в том случае, если
бы прием как сильного, так и слабого сигналов осуществлялся в отсутствии помех. Эти за-
висимости построены для случая, когда отношение мощности сильного сигнала к мощности
шума в информационной полосе равно 30 дБ, а слабого сигнала — 20 дБ, т.е. соотношение
уровней сильного и слабого сигналов составляет 10 дБ. Кривые 1 построены для случая
n = 2 и m = 2; 2 — n = 4 и m = 4; 3 — n = 3 и m = 4; 4 — n = 4 и m = 2; 5 — n = ∞ и m = 2; 6 —
n = ∞ и m = 4. (Случаю n = ∞ соответствует применению в КП идеальных фильтров с пря-
моугольной амплитудно-частотной и линейной фазовой характеристикой.)

Рис. 5.6. Зависимости i , γ A i = 1, 2, от A
Анализ кривых показывает, что в большинстве случаев применение двух или трех сту-
пеней итераций позволяет достичь предельной (при заданных характеристиках низкочас-
тотных фильтров) эффективности компенсатора. Применение двухкаскадного итерационно-
го КП вместо КП Багдади дает выигрыш при разделении ЧМ сигналов, равный примерно
10 дБ. Кроме того, из рис. 5.6 видно, что даже при использовании в КП фильтров 4-го по-
рядка и не очень больших значениях индекса модуляции (m = 2) разделение двух ЧМ сигна-
лов итерационным КП позволяет обеспечить качество приема, не намного уступающее ка-
честву их приема при отсутствии МС.
5.2. Обеспечение ЭМС РЭС при помощи двухканальных
компенсаторов помех в системах связи с ЧМ
Многоканальные КП (на практике в основном применяют двухканальные КП) можно отне-
сти к двум типам:
– КП с опорным входом, в которых на один из входов поступает ПС и помеха, а на дру-
гой — только помеха;
– КП, в которых ПС и МС поступают на оба входа.
Многоканальные КП первого типа находят применение в спутниковых системах связи
для защиты земных станций (ЗС) от помех со стороны радиорелейных систем в диапазонах
частот выше 4 ГГц. Они значительно расширяют возможности выбора площадок для распо-
ложения ЗС, позволяя во многих случаях размещать эти станции вблизи городов, что значи-
тельно снижает стоимость строительства линий, связывающих ЗС с узлами связи в городе.
В КП для ЗС используются дополнительная антенна, ориентированная на источник радио-
помехи, и связанный с ней дополнительный приемник.
В направлении на источник ПС коэффициент усиления дополнительной антенны дол-
жен быть незначительным, чтобы на этом входе отношение помеха/сигнал было как можно
больше (более 50 дБ). Это обусловлено тем, что значение этого отношения ограничивает

216 ГЛАВА 5
возможности компенсации помех в основном тракте. Технически компенсатор помех может
быть создан для работы на радио- или промежуточной частоте или при комбинировании
обоих вариантов. На рис. 5.7 показана функциональная схема двухканального КП.
Рис. 5.7. Блок-схема двухканального КП
Компенсатор помех второго типа может быть использован, в частности, на радиорелей-
ной станции (промежуточной или узловой), в которой на одной и той же частоте принима-
ются разные сигналы, приходящие с разных направлений. На рис. 5.8 показана схема, пояс-
няющая возникновение помех в данном случае.
Рис. 5.8. Схема возникновения помех на радиорелейных станциях
Для приема сигналов, приходящих с разных направлений, используют разные антенны.
Из-за недостаточно высокой пространственной избирательности этих антенн на вход каж-
дого из приемников, установленных на одной станции РРЛ, помимо ПС действует и помеха.
В некоторых случаях (например, при использовании перископических антенн) это приводит
к необходимости применения на РРЛ четырехчастотного плана. Применение КП на таких
линиях позволяет перейти на двухчастотный план, увеличивая таким образом в два раза
число радиостволов, по которым в каждом направлении может передаваться полезная ин-
формация. Аналогичная ситуация возникает и при поляризационном уплотнении линии свя-

зи из-за недостаточной развязки по поляризации приемной антенны либо из-за деполяриза-
ции сигнала, возникающей при распространении радиоволн. В данном случае КП является
более сложным, чем КП с опорным входом, поскольку, как видно из рис. 5.8, он должен
компенсировать помехи, действующие одновременно на выходах двух приемников одной
станции.
В [16] рассмотрены общие вопросы применения многоканальных КП в системах связи,
в [17] представлена методология определения оптимальных параметров КП 1-го типа, кото-
рые позволяют обеспечить высокую эффективность подавления помех, в [18] приведено
описание еще одного вида КП 1-го типа и представлены результаты исследования его эф-
фективности, в [19, 20] дан синтез оптимальных и субоптимальных структур КП 2-го типа,
разработана методология их проектирования и определена эффективность подавления ими
помех.
5.2.1. Компенсатор помех 1-го типа
Схема такого КП, показанная на рис. 5.7, имеет три смесителя. В См0 и См1 выделяются
суммарные частоты преобразования, в См2 — разностные. В См0 с помощью опорного гене-
ратора ОГ осуществляется сдвиг несущей частоты сигнала W2(t). В адаптивном блоке АБ
содержится усилитель с большим коэффициентом усиления К и узкополосный фильтр Ф0.
В См2 осуществляется снятие модуляции с напряжения радиопомехи, действующей в ос-
новном канале приема. Поэтому в спектре сигнала на его выходе имеется выделяемое
фильтром гармоническое напряжение, амплитуда и фаза которого таковы, что на выходе
См1 формируется копия радиопомехи, действующей в основном канале приема. Кроме того,
на выходе Ф0, а следовательно, и См1 имеется флуктуационное напряжение, обусловленное
биением сигнала и шума на основном входе КП с помехой и шумом на его вспомогатель-
ном входе. Эти биения создают дополнительные шумы на выходе КП, наблюдающиеся да-
же тогда, когда помеха на его основном входе отсутствует. Эти шумы являются собствен-
ными шумами КП.
Анализ и оптимизация параметров данного КП [16, 17] для двух типов фильтров Ф0, ко-
торые имеют соответственно следующие частотные характеристики:
[ ] 1 ( )[ ] 2 [ ] 1 1 j / и 1 1 j / 1 j / − − − + ω α −μ + ω α + μ + ω α ,
показал, что шумовая полоса АБ в первом случае Fш = α(К + 1)/2, а для фильтра 2-го типа
шумовая полоса АБ минимальна в случае, если параметр μ выбран равным опт μ = 1/ 1+ K
и при этом шумовая полоса АБ равна ш F = α 1+ K . Таким образом, при больших значени-
ях К, которые необходимы для достижения высокой эффективности подавления помехи на
выходе КП, применение фильтра 2-го типа позволяет обеспечить гораздо меньшую шумо-
вую полосу по сравнению с полосой фильтра 1-го типа. В [17] получены выражения, опре-
деляющие мощность шума в телефонном канале на выходе Дем в системе ЧУ/ЧМ, который
обусловлен действием радиопомехи на основном входе КП. Показано, что в случае, если от-
ношение сигнал/помеха на основном входе КП лежит в интервале –10…+10 дБ, при приме-
нении фильтра 1-го типа и оптимальном выборе параметров АБ эта мощность изменяется
в пределах 50…600 пВт. Данные результаты относятся к случаю, когда разделяемые ЧМ
сигналы имеют индексы модуляции m = 1. Полоса пропускания фильтра в АБ должна выби-
раться порядка 5…30 Гц. Применение в КП фильтра 2-го типа уменьшает мощность шума
в телефонном канале на 8 дБ.

218 ГЛАВА 5
5.2.2. Оптимальные и субоптимальные КП
Теория оптимального приема сигналов дает мощный инструмент для синтеза двухканаль-
ных оптимальных и субоптимальных КП, предназначенных для приема ЧМ сигналов в слу-
чае, когда на оба входа КП поступают как полезный, так и мешающий сигналы [16, 20].
На рис. 5.9 представлена схема оптимального КП. В этом КП блоки, обведенные пункти-
ром, являются синхронно-фазовыми детекторами (СФД), узкополосные низкочастотные
фильтры Ф0 стоят в цепях подстройки управляемых генераторов УГ по фазе к значениям
фаз принимаемых сигналов. Широкополосные цепи слежения УГ за информационными
сигналами, модулирующими по частоте сигналы, поступающие на входы КП, образованы
сумматорами и фильтрами Ф, не пропускающими постоянной составляющей. Блоки ФВ
представляют собой фазовращатели на 90°. Компенсатор содержит блоки измерения ампли-
туд сигналов и помех, действующих на его входах.
Рис. 5.9. Блок-схема оптимального КП
Методика оптимизации параметров данного КП представлена в [20]. На рис. 5.10 приве-
дены результаты его исследования при приеме сигналов ЧУ/ЧМ. Эффективность КП целе-
сообразно оценивать коэффициентом ηопт (r2), показывающим, на сколько децибел возраста-

ет мощность шума в телефонном канале на выходе КП по отношению к случаю, когда по-
меха отсутствует, в зависимости от отношения сигнал/помеха r2, дБ, на его входах.
Рис. 5.10. Зависимости η0 и ηопт от r 2
для различных N
На рис. 5.10 сплошными кривыми изображены зависимости ηопт (r2) для систем ЧУ/ЧМ
с числом телефонных каналов N = 60, 300 и 1020. Из рис. 5.10 видно, что при развязке меж-
ду каналами приема КП всего 10…20 дБ (r2 = 10–1…10–2) увеличение шумов в телефонном
канале на выходах КП не превышает 1,5 дБ при всех значениях N.
Отметим, что значения ηопт (r2), дБ, для рассмотренного КП близки к тем, которые полу-
чены в [19] на основе теории оценки параметров принимаемых сигналов, развитой В.А. Ко-
тельниковым [2]:
2 2 2 2
оптη (r ) = 10lg(1+ r ) (1− r ) . (5.3)
На рис. 5.10 для разных значениях N пунктирными кривыми представлены зависимости
коэффициента η0(r2), показывающие, на сколько децибел возрастают шумы в телефонном
канале в случае, когда КП не применяется. Сравнение ηопт (r2) и η0(r2) показывает, что ис-
пользование КП обеспечивает значительное подавление помех и снижает требования к раз-
вязке между каналами. Если увеличение шумов из-за действия помех допустимо всего на
0,5 дБ, то необходимое ослабление помехи при отсутствии КП на входе приемника оказыва-
ется на 40 дБ больше, чем при его применении.
На рис. 5.11 показана схема субоптимального двухканального КП. В каждом канале
приема для демодуляции полезного ЧМ сигнала используется СФД, перед которым вклю-
чен СРФ (работа которого была описана выше при рассмотрении итерационного КП). Этот
фильтр управляется сигналом, действующем на выходе ГУН, входящего в СФД другого ка-
нала приема. В СРФ осуществляется режектирование переходной помехи, действующей в
данном канале.

220 ГЛАВА 5
Рис. 5.11. Блок-схема субоптимального двухканального КП
Отметим, что субоптимальный КП существенно проще оптимального, так как содержит
только один СФД на каждом входе КП. Его эффективность практически такая же, как и у
оптимального КП.
5.2.3. Эффективность применения КП
Результаты теоретических и экспериментальных исследований показали, что при использо-
вании КП можно достичь подавления помех на 20…40 дБ. Использование такого оборудо-
вания существенно улучшает ЭМС различных радиосистем, работающих в общей полосе
частот, и повышает эффективность использования РЧС.
Рассмотренные выше КП во многих практически интересных случаях позволяют ре-
шить проблемы обеспечения ЭМС, когда по той или иной причине традиционные методы
решения этих проблем путем обеспечения ЧТР между взаимно мешающими системами ока-
зываются не эффективными.
Компенсаторы помех могут быть использованы в наземных радиослужбах, таких, как
РРЛ, работающие в сантиметровом диапазоне волн, для уменьшения территориального или
углового разноса между взаимодействующими станциями, а также для уменьшения допус-
тимого углового разноса между геостационарными спутниками, работающими в системах
фиксированной спутниковой службы. Определить эффективность применения КП можно,
оценив влияние степени подавления помех, обеспечиваемой с помощью компенсаторов
(Δ дБ), на уменьшение необходимого территориального разноса, которое определяется ко-
эффициентом Кт = RΔ /R0, где R0 — необходимый территориальный разнос между станция-
ми без применения компенсаторов, а RΔ — расстояние между этими же станциями при ис-
пользовании компенсатора помех со степенью подавления Δ.
На рис. 5.12 построены зависимости коэффициента Кт (для нескольких значений R0)
от значения Δ. Эти зависимости могут быть использованы для оценки эффективности
применения КП в РРЛ связи, работающих в диапазоне частот 1…8 ГГц. Как видно из
рис. 5.12, зависимость Кт от Δ нелинейна. По этой причине эффективность применения
компенсатора с той или иной степенью подавления Δ будет различной в зависимости от
начальных условий.

Из этих кривых, например, видно, что для небольших значений R0 значительное увели-
чение степени подавления Δ радиопомех компенсаторами нецелесообразно, так как это не
приводит к заметному уменьшению необходимости территориального разноса. Это объяс-
няется тем, что при небольших значениях R0 трасса распространения радиопомехи лежит в
области дифракционного механизма распространения радиоволн, в которой потери при рас-
пространении весьма быстро сокращаются с уменьшением длины этой трассы.
Рис. 5.12. Зависимости коэффициента Кт от Δ при различных R0
Влияние степени подавления помех Δ на необходимый угловой разнос оценивается пу-
тем вычисления коэффициента К0 = θΔ/θ0, где θΔ и θ0 — угловой разнос, необходимый для
обеспечения ЭМС взаимодействующих систем без применения и с применением КП.
Коэффициент усиления антенны в общем виде определяется выражением G(θ) = β – 25lgθ.
Значения θ0, θΔ и Δ связаны очевидным соотношением G(θ0) = G(θΔ) – Δ, откуда
/ 25
К0 10 . = −Δ Из полученного выражения следует, что применение компенсатора с Δ ≈ 8 дБ
позволяет уменьшить угловой разнос в два раза, а при Δ = 25 дБ — до десяти раз.
Выражение для К0 можно также использовать для оценки выигрыша в пропускной спо-
собности геостационарной орбиты, который может дать применение КП. В этом случае
принимается модель, представляющая равномерно распределенные по орбите однородные
спутники, угловой разнос между которыми равен θΔ при использовании КП и θ0 — при их
отсутствии. Увеличение числа спутников, причиняющих помехи, естественно, усложняет
практическую реализацию КП. Поэтому значение К0 характеризует только теоретическую
оценку максимального выигрыша, который может дать применение КП. Однако очевидно,
что даже относительно невысокая степень подавления помех, например Δ = 8 дБ, приводит
к существенному увеличению (в два раза) пропускной способности орбиты.
Таким образом, компенсаторы помех могут служить весьма эффективным средством
обеспечения ЭМС в радиорелейных линиях и спутниковых системах.

222 ГЛАВА 5
5.3. Обеспечение ЭМС РЭС при помощи устройств
подавления импульсных помех
5.3.1. Простые методы подавления импульсных помех
Для подавления ИП был предложен ряд различных устройств [1]. Один из самых простых
методов защиты от ИП является запирание (бланкирование) тракта приема полезного сооб-
щения во время ее действия. При этом значения сообщения в течение времени действия ИП
замещаются нулевыми, что приводит к заметным искажениям. Эти искажения несколько
снижаются за счет последующей фильтрации бланкированного сигнала узкополосным
фильтром, через который он проходит на выход приемного устройства. Однако этот метод
не позволяет восстановить искаженное ИП сообщение с высокой точностью, и поэтому в
системах многоканальной связи его применение нецелесообразно.
Значительный вклад в разработку методов подавления ИП внесли отечественные уче-
ные, среди которых следует назвать в первую очередь академика А.Н. Щукина и профессо-
ра Д.В. Агеева.
А.Н. Щукиным был предложен простой в реализации метод подавления ИП, который
получил название «широкая полоса–ограничитель–узкая полоса». Суть этого метода состо-
ит в том, что на входе приемника устанавливается широкополосный фильтр, проходя через
который ИП, существенно превосходящая уровень ПС, практически не уменьшается по ам-
плитуде. Ограничитель, стоящий после широкополосного фильтра, «срезает» импульсные
помехи высокого уровня, а установленный после ограничителя узкополосный фильтр,
имеющий минимальную полосу пропускания, согласованную с полосой ПС, дает дополни-
тельное уменьшение обусловленных ИП искажений ПС. Следует отметить, что данный метод
эффективен лишь в случаях, когда ПС занимает узкую полосу частот. Однако искажения ПС,
возникающие во время действия ИП, остаются значительными, и поэтому данный метод не-
эффективен для подавления ИП в многоканальных широкополосных системах связи.
Другой, также достаточно простой метод подавления ИП, был предложен профессором
Д.В. Агеевым. В соответствии с данным методом блок подавления ИП устанавливается на
выходе демодулятора ПС, на который поступают низкочастотное полезное сообщение и по-
являющаяся время от времени кратковременная ИП, имеющая широкий спектр и достаточ-
но высокий уровень. В блоке подавления ИП устанавливается предыскажающий линейный
фильтр, который в полосе частот, занимаемый полезным сообщением, имеет незначитель-
ный коэффициент передачи, а за ее пределами этот коэффициент заметно выше. Таким
фильтром может быть, в частности, дифференцирующая цепь. Предыскажающий фильтр
практически не ослабляет широкополосную ИП. На его выходе устанавливается ограничи-
тель, имеющий линейный участок в области низких уровней поступающего на его вход со-
общения. При отсутствии ИП на вход ограничителя поступает полезное сообщение низкого
уровня. Оно без искажений проходит через ограничитель и поступает на линейный коррек-
тирующий фильтр, частотная характеристика которого обратна частотной характеристике
предыскажающего фильтра. Это фильтр нижних частот, который имеет значительный коэф-
фициент передачи в полосе частот, занимаемой полезным сообщением, и малый коэффици-
ент передачи за ее пределами (таким фильтром, в частности, может служить интегрирую-
щая цепь). Таким образом, при отсутствии ИП полезное сообщение в блоке подавления ИП
не претерпевает искажений. Если же появляется ИП, то она проходит на вход ограничителя
практически без искажений и, имея высокий уровень, в нем ограничивается. Это заметно
снижает искажения сообщения в моменты появления ИП. Дополнительное уменьшение
этих искажений вносит корректирующий фильтр, в котором подавляются высокочастотные

составляющие возникших искажений. Анализ помехоустойчивости подобного метода вы-
полнен в [21]. Как и метод Щукина, для многоканальных широкополосных систем связи
данный метод подавления ИП неэффективен, так как не позволяет с достаточно высокой
точностью восстанавливать участки полезного сообщения, претерпевшие искажения во вре-
мя действия ИП.
Значительно более эффективными оказываются методы подавления ИП, в которых вос-
становление искаженных ИП временны΄ х участков полезного сообщения осуществляется за
счет экстраполяции или интерполяции его значений на этих участках. В этих устройствах
имеются блоки обнаружения ИП (БОИП), с помощью которых определяются временны΄ е
участки полезного сообщения, пораженного ИП. Такие устройства позволяют восстановить
полезные сообщения с гораздо большей точностью, нежели другие известные методы [1].
5.3.2. Подавление ИП методом экстраполяции
искаженных значений полезного сообщения
Блок-схема устройства защиты от ИП, в котором для восстановления пораженных участков
полезного сигнала используется экстраполяция, показана на рис. 5.13. В этом устройстве
БОИП подключен к выходу усилителя промежуточной частоты УПЧ. На выходе демодуля-
тора Дем, которым может быть, в частности, частотный дискриминатор, если сообщения
передаются с помощью ЧМ, устанавливается устройство подавления ИП (УПИП). Оно
представляет собой усилитель с цепью обратной связи, содержащей в общем случае N по-
следовательно включенных интеграторов, которые могут быть реализованы на операцион-
ных усилителях. Выходы интеграторов через аттенюаторы объединены в сумматоре. При
отсутствии ИП сигнал с выхода усилителя через ключ Кл поступает на вход первого инте-
гратора. Обнаружение ИП приводит к срабатыванию БОИП, и с помощью ключа на вход
первого интегратора подается напряжение, равное нулю. В данном устройстве экстраполя-
ция пораженных ИП участков сигнала осуществляется рядом Тейлора.
Рис. 5.13. Блок-схема устройства защиты от ИП
Анализ работы устройства рис. 5.13 с двумя интеграторами [22] показал, что если коэф-
фициент усиления усилителя в цепи обратной связи усилителя равен К0, то минимальные
линейные искажения сигнала в данном устройстве имеют место в случае, если аттенюатор
имеет коэффициент передачи, равный 0 1 K . При этом полоса пропускания рассматривае-

224 ГЛАВА 5
мого устройства по уровню –3 дБ равна f0 K0 , где f0 — частота, на которой коэффици-
ент передачи интегратора равен 1. Кроме того, в [22] показано, что в том случае, когда на
входе данного устройства отношение сигнал/тепловой шум значительно, на его выходе
обеспечивается отношение сигнал/шум в телефонном канале, дБ,
( ) ( ) 4 1
вых в 0 0 10lg /100 F f . − ρ = ⎡⎣ μ ω τ ⎤⎦ (5.4)
В (5.4) функция F(f0τ0) определяется следующим образом:
( ) ( ) 0 0 п F f τ = 1+ 3/ω .
Здесь в в 0 ω = 2πf τ ; fв – верхняя частота спектра полезного сигнала, действующего на выходе
демодулятора на рис. 5.13; τ0 и μ = τ0 /Т0 – длительность и скважность ИП; п 0 0 0 ω = 2πf τ K .
Для проверки теории было осуществлено
моделирование работы устройства на ПК. При
моделировании предполагалось, что шум на
входе устройства отсутствует (ρ0 = ∞), а реали-
зация полезного сообщения представлялась
суммой гармонических колебаний с одинако-
выми амплитудами и случайными фазами, за-
нимающих полосу частот fв. На рис. 5.14 пред-
ставлены теоретические (сплошные линии) и
полученные моделированием (пунктирные ли-
нии) зависимости отношения сигнал/шум в те-
лефонном канале ρвых, дБ, в зависимости от от-
ношения п в ω /ω . Кривые 1, 2 и 3 построены
для значений в ω / 2π = 1/16, 1/8 и 1/4 и
μ = в ω / 32π .
Кривые на рис. 5.14 показывают близкое
количественное совпадение результатов моде-
Рис. 5.14. Зависимости ρвых
от отношения ωп /ωв
лирования с аналитическими. Сравнение исследованного устройства подавления ИП с дру-
гими известными более простыми устройствами, в которых применяется метод бланкирова-
ния или ограничение сигнала, показывает, что оно дает существенно более высокую точ-
ность восстановления пораженных ИП участков полезного сообщения.
5.3.3. Подавление ИП методом интерполяции
искаженных значений полезного сообщения
На рис. 5.15 показана блок-схема устройства, в котором для восстановления пораженных
ИП участков ПС используется интерполяция [23]. На этом рисунке: Инт — интерполятор,
ЭК — электронный ключ, ЛЗ — линия задержки, ДЦ — цепь дифференцирования, АТ —
аттенюатор. Интерполированный сигнал вместе с сигналом, действующем на среднем отво-
де ЛЗ, поступают на входы ЭК, управляемого с помощью БОИП; при обнаружении ИП на
выход ЭК поступает сигнал с выхода Инт.

Рис. 5.15. Блок-схема устройства восстановления ПС методом интерполяции
В результате исследования данного устройства [23] установлены оптимальные значения
коэффициентов передачи аттенюаторов:
β = 1, β = 1/ 2, β = 1/ 24 и β ≈ 4 / π 2( k + 1)
k ≥ 0 1 2 k при 3.
(5.5)
В [24] показано, что при применении интерполятора (k − 1)-го порядка отношение сиг-
нал/помеха на выходе устройства рис. 5.16 отличается от такого же отношения на его выхо-
де при использовании интерполятора нулевого порядка на 0 k ( ) η ρ дБ, где
⎡ β π 3
+ ρ π ⎤
f F P f F
(2 / ) / 3 / (2 / )
0 в 0 0 0 в 0
(5.6)
( ) 10lg .
η ρ = k 0 ⎢ ⎣β k (2 π f / F ) 4 k
+ 3
/(4 k + 3) + P / ρ k
(2 π f / F
) ⎥ в 0 0 в 0
⎦
В (5.6) использованы те же обозначения, что и в (5.5), а также обозначено: 0 ρ — отношение
мощности сигнала к мощности теплового шума, дБ, действующего на выходе Дем в полосе
fв, F0 — полоса пропускания фильтра Ф0, связанная с длительностью ИП (τ0) соотношением
F0 = 1/τ0. Кроме того, в (5.6) Р0 = 6,28; Р1 = 26,9; Р2 = 205.
На рис. 5.16 представлены зависимости 0 k ( ) η ρ , построенные для k = 1 и 2 и двух слу-
чаев F0 /fв = 4 (штрихпунктирные кривые) и F0 /fв = 10 (штриховые кривые). Из приведенных
кривых видно, что при больших значениях 0 ρ применение интерполятора 2-го порядка дает
проигрыш по сравнению с интерполятором 1-го порядка. Это связано с тем, что в интерполя-
торе с увеличением его порядка происходит увели-
чение уровня тепловых шумов. Следует, однако, от-
метить, что по отношению к интерполятору нулево-
го порядка имеет место значительный выигрыш (до
20 дБ). Отметим также, что выигрыш, который
обеспечивает интерполятор нулевого порядка по
отношению к устройству, использующем метод
бланкирования, составляет порядка 14 дБ.
В рассмотренных выше устройствах применяется
экстраполяция и интерполяция полезных низкочас-
тотных сигналов. Точность восстановления полезных
сигналов в этих устройствах может быть высокой
только в том случае, когда время корреляции полез-
ных сообщений существенно превышает длитель-
ность ИП. Однако в ряде случаев (например, при за-
Рис. 5.16. Зависимости ηk от 0 ρ

226 ГЛАВА 5
щите от ИП цветовой поднесущей в телевизионной системе SЕCАМ либо ЧМ сигнала в при-
емном устройстве подвижной связи такое условие не выполняется.
5.3.4. Подавление ИП при приеме сообщений
с существенно неравномерным спектром
Существенную неравномерность имеет, например, спектр телевизионного сигнала, который
содержит как видеосигнал яркости, так и передаваемые на поднесущих сигналы цветности
и звукового сопровождения. На рис. 5.17 представлена блок-схема устройства [24], позво-
ляющего защитить от ИП прием таких сообщений. Между Дем и приемником Пр включены
два усилителя, первый из которых, имеющий малое выходное сопротивление, нагружен на
реактивный двухполюсник с последовательно соединенными элементами — конденсатором
С0, на котором выделяется низкочастотная составляющая ПС (видеосигнала), и параллель-
ными контурами Кi, настроенными на частоты максимумов спектра этого сигнала (частоты
поднесущих сигналов цветности и звука).
Рис. 5.17. Блок-схема устройства
защиты сообщений от ИП
Воздействующая на вход приемника ИП обнаруживается БОИП, в котором формиру-
ется управляющий импульс, разрывающий с помощью ключа Кл цепь, связывающую
двухполюсник с выходом первого усилителя. При этом ИП не воздействует на двухпо-
люсник, и на его элементах в течение времени, равного длительности ИП, сохраняются
значения колебаний сигнала, относящихся к разным (выделенным на этих элементах) уча-
сткам сигнала. Таким образом искаженный участок ПС замещается в данном устройстве
путем экстраполяции.
Оптимизация параметров данного устройства может быть выполнена на основе разви-
той в [24] теории. Исследование эффективности его применения показали, что для случая,
когда на его входах действует сумма двух сигналов, спектр которых сконцентрирован на
частотах ω1 и ω2 = 2ω1, данное устройство позволяет получить на 19,5 и 13 дБ бóльшие
значения отношения сигнал/шум по сравнению с отношениями сигнал/шум устройств по-
давления ИП, использующих соответственно методы экстраполяции 2-го порядка и бланки-
рования.

Были проведены экспериментальные исследования [24] возможности применения уст-
ройства подавления ИП, показанного на рис. 5.17, для защиты от ИП приемников телевизи-
онных сигналов по системе SЕCАМ системы спутникового телевизионного вещания «Эк-
ран». Результаты экспериментальных исследований показали, что при надежном обнаруже-
нии ИП предложенные устройства обеспечивают необходимое подавление ИП.
5.4. Подавление ИП в системах связи с частотным разнесением
В России в диапазоне частот 800 МГц, который используют для работы национальной сис-
темы воздушной радионавигации (ВРН), была построена сеть магистральных тропосфер-
ных радиорелейных линий (ТРРЛ) связи с частотным уплотнением и частотной модуляцией
(ЧУ/ЧМ) «Север». Эти линии были развернуты в районах Крайнего севера и Сибири. На
станциях ТРРЛ применялись частотное разнесение и разнесенный прием. Многие из стан-
ций ТРРЛ сети «Север» были подвержены действию мощных импульсных помех (ИП) со
стороны РЭС ВРН, вследствие чего качество приема сообщений, передаваемых по этим ли-
ниям, было весьма низким. Были проведены экспериментальные работы по определению
возможности решения проблемы ЭМС для ТРРЛ и РЭС ВРН их территориальным разно-
сом. Результаты этих работ показали, что такой возможности практически нет.
Для решения проблемы защиты от ИП отечественных ТРРЛ в [25] был предложен эф-
фективный метод подавления ИП. Данный метод прост в реализации, позволяет восстанав-
ливать пораженный сигнал (практически при любой длительности мешающих импульсов)
и во многих случаях обеспечивает почти полное устранение влияния помех на помехо-
устойчивость приема сигналов. Функциональная схема соответствующего устройства при-
ведена на рис. 5.18.
Рис. 5.18. Блок-схема подавления ИП в ТРРЛ
В системе с N-кратным частотным разнесением одно и то же многоканальное сообще-
ние передается по n радиоканалам (что на рис. 5.18 условно показано в виде n передатчиков
и приемников), подключенных к двум каналам передачи и приема, работающим на две про-

228 ГЛАВА 5
странственно разнесенные антенны. В один тракт передачи с помощью линии задержки 1
вводится временная задержка, превышающая максимально возможную длительность ИП.
На приеме аналогичная задержка вводится во второй тракт с помощью линии задержки 2.
Это дает возможность в случае отсутствия ИП восстанавливать передаваемое сообщение на
основе когерентного сложения всех принимаемых сигналов. При воздействии ИП блок ее
обнаружения с помощью электронных ключей 1 и 2 отключает на время действия помехи
тот тракт приема, в котором сообщение поражено помехой. На приеме передаваемое сооб-
щение восстанавливается на основе когерентного сложения сигналов только в том тракте
приема, в котором ИП в данное время отсутствует.
Были выполнены теоретические и экспериментальные исследования эффективности пред-
ложенного метода [25], в результате которых было определено качество передачи сигналов по
телефонным каналам в ТРРЛ по двум параметрам: средней мощности теплового шума в ми-
нуту Pт p% для 20% времени и проценту времени Тш, для которого невзвешенная мощность шу-
ма в звуковом канале не превышает значение Рш = 106 пВт. Оценка была проведена при сле-
дующих предположениях: во-первых, не принималась во внимание помеха, вызванная элек-
тронной коммутацией группы каналов во время импульсной помехи, во-вторых, импульсная
помеха всегда выявляется схемой обнаружения. В случае, когда уровень помехи значительно
превышает уровень ПС (т.е. в самом важном случае), опознавание помехи схемой обнаруже-
ния не вызывает никаких проблем, и второе предположение может считаться соответствую-
щим действительности. Хотя помеху, естественно, трудно обнаружить при малых уровнях, ее
влияние на помехозащищенность приема является в данном случае несущественным.
Данный метод эффективен по той причине, что в период действия импульсной помехи
когерентное сложение имеет место только для половины (n/2) от общего числа частотно-
разнесенных сигналов. Следовательно, для средней мощности теплового шума в минуту на
выходе системы связи, превышаемой не более чем в р% времени, можно записать:
т p% (2 d ) т p% ( 2) (1 2 d ) т p% ( ), P = τ Т P n + − τ Т P n (5.7)
где Pт p%(n) и Pт p%(n/2) — средняя мощность теплового шума в минуту на выходе частотно-
го детектора в системе с когерентным сложением сигнала, с n и n/2 ветвями разнесенного
приема, превышаемая в р% времени; τd — интервал времени запирания группы каналов

Управление радиочастотным спектром и электромагнитная совместимость радиосистем

Управление радиочастотным спектром и электромагнитная совместимость радиосистем

More Related Content

What's hot (7)

Similar to Управление радиочастотным спектром и электромагнитная совместимость радиосистем (10)

Управление радиочастотным спектром и электромагнитная совместимость радиосистем