Курилов Е.И. 29 вариант_3. Курсовая работа по дисциплине Сети связи с подвижными объектами
 Скачать 1.82 Mb.
|
4.4 Расчет и построение зоны обслуживания антенны БСВ данном разделе расчет диаграммы направленности для исходных данных, по примеру, приведенному в главе 4.1. Далее построен пространственный график ДН и сравним его с ДН заданного типа антенны БС. Значения ослабления коэффициента усиления антенны БС в зависимости от угла азимута определено графическим способом, результаты представлены на рисунке 4.2.   Рисунок 4.2 – Графическое определение значения Gантенны БС Результаты расчета сведены в таблицу 4.5. Таблица 4.5 – Результаты расчета диаграммы направленности антенны БС
Учитывая, что антенна БС по сути панельная и вещает с зоной охвата в 30°, на основании расчетов таблицы 4.5 построен график отражающий зону обслуживания проектируемой БС.  Рисунок 4.2 – Зона обслуживания БСRADIUS CTR.GSM900, с ДН антенны 30° Расчет запаса на замирания радиорелейных линий Важнейший параметр для расчета цифровой системы радиосвязи - запас на замирания (M). Запас на замирания представляет собой разницу между уровнями сигнала на входе приемника в отсутствии замираний и пороговым уровнем, при котором коэффициент ошибок составляет определенную величину. Рассмотрим упрощенную структурную схему интервала радиолинии и соответствующую диаграмму уровней (рис. 1).  Рис. 1 Очевидно, что качество работы линии связи, определяется уровнем сигнала на входе приемника Pпр и возможными отклонениями этого уровня при замираниях. На диаграмме уровней видно, что сигнал излучается передатчиком с уровнем Pпд, проходит через разделительный фильтр (РФ), в котором уровень упадет за счет потерь и поступает через фидер в передающую антенну с коэффициентом усиления G1. За счет потерь в фидере Lф1 уровень сигнала еще уменьшиться, а в передающей антенне увеличится на величину G1. При распространении сигнала по интервалу РРЛ (протяженностью R0, на рабочей частотеf) уровень сигнала упадет за счет ослабления свободного пространства, потерь в газах атмосферы и некоторых дополнительных потерь. Общее ослабление сигнала за счет этих причин может достигнуть 130-140 дБ и больше. В приемной антенне уровень сигнала увеличится на величину G2, затем уменьшится в приемной фидерной линии, в разделительном фильтре и поступит на вход приемника с уровнем Pпр. Это значение получается в отсутствии замираний сигнала на пролете РРЛ. Запас на замирания (M) является разницей между пороговым значением уровня сигнала на входе приемника Pпр и пороговым значением Pпр пор, которое определяется из параметров конкретной аппаратуры цифровых РРЛ для заданной величины koш (10-3 или 10-6). Уровень сигнала на входе приемника (Pпр, дБм) Рпр=Рпд+G1+G2-L0-Lф1-Lф2-Lг-Lрф- Lдоп, (1) где Рпд - уровень мощности передатчика, дБм; Lф1, Lф2- ослабление сигнала в фидерных линиях, дБ. Lф1=L*a, (2) где L - длина фидера, м; a - погонное затухание фидера, дБ/м, Lф2 - определяется аналогично. При отсутствии фидера (когда приемопередатчики объединены с антенной в виде моноблока) необходимо учитывать конструктивные особенности устройства объединения. При диаметре антенн 30 - 50 см приемопередающий блок соединяется с антенной непосредственно с помощью прецизионного волноводного соединителя, поэтому в этих случаях потери в фидерах можно принять равными 0 дБ. При больших диаметрах антенн соединение проводится коротким отрезком гибкого волновода, потери в котором Lф1 = Lф2 =0.5дБ. Lрф - определяется из параметров аппаратуры. Но при моноблочной конструкции, данные на уровень мощности передатчика и пороговые значения уровня сигнала на входе приемника, часто относятся к точкам, соответствующим уровням на антенном волноводном соединителе (другими словами, в значения уровней уже заложены потери в разделительных фильтрах). В этих случаях величина потерь Lрф = 0. При разнесенной конструкции приемопередатчиков и антенн, потери в РФ составляют 4 - 5 дБ (это относится к РРЛ большой емкости). Lдоп - дополнительные потери, складывающие из потерь в антенных обтекателях Lао и потерь от перепада высот приемной и передающей антенн Lпв. Lдоп = 1 - 2 дБ. L0= 20 lg (4.189 104R0f), дБ, (3) где R0 - протяженность интервала РРЛ, км, f - рабочая частота, ГГц, Lг рассчитывается по формуле Lг=(go+gн)R0,дБ. (4) где go, gн - погонные затухания в водяных парах и атомах кислорода атмосферы (дБ/км), определяемые из графика (рис .2). В рамках курсового проекта, запас на гладкие замирания определяется при koш= 10-3 по соотношению М=Pпр -Рпр пор(10-3), (5) где Рпр пор(10-3) - пороговый уровень сигнала на входе приемника при коэффициенте ошибокkoш= 10-3 (определяется из параметров аппаратуры). В дальнейших расчетах, величины, относящиеся к koш= 10-3 будут обозначаться индексом 3 (например, M3). Величина запаса на замирания должна получиться порядка 37 - 43 дБ. При меньших значениях, устойчивой связи может не получиться, а при значениях, значительно превышающих эти пределы - параметры системы, а, следовательно, ее стоимость будут неоправданно завышены. Поэтому, меняя коэффициенты усиления антенн, мощности передатчиков, диапазон рабочих частот, тип аппаратуры и пр. нужно добиться, чтобы запас на замирания находился в вышеуказанных пределах.  Рис.2. Погонные потери радиосигнала в газах атмосферы Расчет: Рпр=Рпд+G1+G2-L0-Lф1-Lф2-Lг-Lрф- Lдоп, (1) (Рпд=20 из таблицы, G1 =13, G2=0 из таблицы, L0 из формулы (3), Lф1 =Lф2=0 из теории, Lрф=0 из теории, Lг=0 близко к нулю из формулы (4) и графика, Lдоп=2 из теории). L0= 20 lg (4.189 104R0f)=20 lg (4.189 104 *2.15*0,9)= 75,04дБ (3) Lг=(go+gн)R0=(0+0)*2,15=0,дБ. (4) Рпр=Рпд+G1+G2-L0-Lф1-Lф2-Lг-Lрф– Lдоп= =20+13-0-75-0-0-0-0-2=-44дБ М=Pпр -Рпр пор(10-3)=-44,65+78=34дБ Вывод: Исходя из расчетов параметры оборудования приблизительно удовлетворяют значениям устойчивой связи в заданном районе. Для меньших затрат и более устойчивой связи следуют модернизировать оборудование (антенны, диапазон рабочей частоты и т.д.) Ниже на рисунках карта размещения вышек и их количества.  Список использованных источниковНоскова Н. В. Стандарты беспроводных телекоммуникационных сетей: Учебное пособие /ФГОБУ ВПО СибГУТИ. – Новосибирск, 2012. – 201 с. Носов В.И., Носкова Н.В. Методы частотно-территориального планирования в сетях радиосвязи/СибГУТИ. - Новосибирск, 2006. - 162 с. Носов В.И. Эффективность секторных антенн и методов модуляции в сетях радиосвязи: Монография/СибГУТИ. – Новосибирск, 2008. – 235 с. Григорьев В.А., Лагутенко О.И., Распаев Ю.А. Сети и системы радиодоступа.- М.: Эко-Трендз, 2005.- 381с. Маковеева М.М., Шинаков Ю.С. Системы связи с подвижными объектами. Учебное пособие для ВУЗов.- М.: Радио и связь, 2002. – 440с. Быховский В.М., ИвановаТ.В., Носов В.И. Управление использованием радиочастотного спектра и обеспечение электромагнитной совместимости радиосредств: Учебное пособие. / М.А. – М: ЭКО – ТРЕНДЗ, 2006. – 395 с. Сайт компании производителя оборудования ИРЗ URL: https://www.irz.ru/products/15/600.htm[Электронный ресурс] Base Station Antennas, Filters, Combiners and Amplifiers for Mobile Communications/ KATHREIN-Werke KG –2010- 19с. |