этап выполнения работы. ⇐ ПредыдущаяСтр 3 из 3
На втором этапе выполнения работы следует обеспечить баланс мощностей в соте радиуса R для сети, выбранной в результате выполнения 1 этапа. Уравнения баланса мощностей составляют на основе учета всех особенностей прохождения сигнала на трассе (рис. 4).
Рис. 4. К определению баланса мощностей На рис. 4 обозначены: G – уcиление, L – потери, Lp – потери на трассе, A – антенна, d – разнесение, f – фидер? C – комбайнер, Tx – передатчик, Rx – приемник, Pin – входная мощность, Pout – выходная мощность, TMA (Tower Mounted Amplifier) – малошумящий усилитель на входе приемника Расчеты трасс сетей подвижной связи ведут с использованием логарифмов потерь на трассах, в фидерах, комбайнерах и логарифмов коэффициентов усиления антенн и дополнительных усилителей. При этом мощности на выходе передатчика и на входе приемника Р(дБм) = 10 lg P(мВт). Некоторые полезные соотношения между Р(дБм) и Р(мВт) приведены в табл. 5. Таблица 5
Уравнение баланса мощностей в направлении вверх (АС Þ БС): Pin БС = Pout АС – Lf АС + Ga АС – Lp + Ga БС + Gd БС – Lf БС (1) Уравнение баланса мощностей в направлении вниз (БС Þ АС): Pin АС = Pout БС – Lf БС + Ga БС – Lc – Lp + Ga АС – Lf АС, (2) где Pin БС и Pin АС – мощности на входе приемников БС и АС, Pout БС и Pout АС – мощности на выходе передатчиков БС и АС, Ga БС и Ga АС – коэффициенты усиления антенн БС и АС, Lf БС и Lf АС – потери в фидерах БС и АС, Lc – потери в комбайнере, Lp – потери на трассе, Gd БС – выигрыш за счет разнесенного приема сигналов на БС (3-4 дБ), в уравнениях (1) и (2) все коэффициенты усиления и ослабления выражены в дБ, а мощности – в дБм. При расчетах можно использовать следующие параметры абонентских и базовых GSM станций. В абонентских станциях GSM 900/1800 класса 4/1 максимальная выходная мощность передатчиков Pout АС = 2 Вт на 900 МГц и 1 Вт на 1800 МГц. Чувствительность приемников, т.е. минимальная Pin АС = –104 дБм в обоих диапазонах. Чувствительность приемников базовых станций при наличии дополнительного малошумящего усилителя TMA (рис. 4) на входе приемного тракта Pin БС = –111 дБм, а без него –106 дБм. Что касается мощностей передатчиков БС, то их стандартные значения у разных производителей лежат в пределах 28 – 50 Вт (хотя есть и маломощные станции мощностью 2 Вт). При проверке баланса мощностей вверх (1) можно принять Lf АС = 0, Ga АС = 0, Ga БС = 15 – 17 дБ, Lf БС = 2 дБ, Gd BTS = 3 дБ (используем разнесенный прием). При проверке баланса мощностей вниз (2) можно принять Lf БС = 2 дБ, Ga БС = 15 – 17 дБ, Lc = 0, если в соте 1 или 2 частоты, и Lc = 3 дБ, если в соте 3 – 4 частоты; Lf АС = 0, Ga АС = 0. Потери на трассе определяем по модели Окумура – Хата. Они зависят от расстояния R, рабочей частоты F, высоты подвеса антенн базовой станции HБС и абонентской HАС станции. Данный метод основан на аналитической аппроксимации результатов практических измерений. Набор эмпирических формул и поправочных коэффициентов, полученный в результате такой аппроксимации, позволяет рассчитать средние потери для различных типов местности. В диапазоне 900 МГц следует использовать рекомендации TU-R P. 529-2. Условия применимости модели F = 150-1500 МГц; НБС = 30-200 м; НАС = 1-10м:
, где НБС – эффективная высота подъема антенны базовой станции, м; НАС – высота антенны подвижной станции над землей, м; R – расстояние между передатчиком и приемником, км; F – частота сигнала, МГц; a(НАС) – корректировочный фактор: для малых и средних городов – ; для больших городов – . Таким образом, для малых и средних городов: для больших городов в пригородной зоне в сельской местности В диапазоне 1800 МГц расчеты ведут на модели COST 231 Хата [COST 231 TD (90) 119]. Условия применимости модели: F = 1500-2000 МГц; НБС = 30-200 м; НАС = 1-10 м: * средний город и пригородный центр с умеренной плотностью посадки деревьев , где НБС – эффективная высота подъема антенны базовой станции, м; НАС – высота антенны подвижной станции над землей, м; R – расстояние между передатчиком и приемником, км; F – частота сигнала, МГц. * центр столичного города (metropolitan centres) * сельская местность - квазиоткрытая зона (Rural Quasi - Open) Конкретные частотные каналы неизвестны, то при расчетах сетей GSM-900 следует ориентироваться на средние частоты диапазонов: вниз БС Þ АС 935-960 МГц, вверх АС Þ БС 890-915 МГц. В диапазоне 1800 МГц передачу вниз БС Þ АС ведут на частотах 1805-1880 МГц, а вверх АС Þ БС 1710-1780 МГц. Приведем пример проверки баланса мощностей на трассе вниз по формуле (2) при следующих исходных данных: диапазон частот 1800 МГц (средняя частота поддиапазона вниз БС Þ АС: 1842 МГц), HБС = 30 м; HАС = 1,5 м; R = 1 км; зона - средний город. Тогда средние (медианные) потери на трассе согласно модели COST 231 составляют LR = 136,4 дБ. Необходимый запас мощности сигнала для его уверенного приема в 90% площади с вероятностью 75% DРσ = 0,68s = 0,68 · 8 = 5,6 дБм, где s = 8 дБ - среднеквадратичное отклонение сигнала из-за флуктуаций в точке приема. Кроме того, учтем дополнительные потери в здании Lдоп=12 дБ. Итак, суммарные потери на трассе Lp= 136,4 + 5,6 + 12 = 154 дБ. Теперь рассчитаем мощность сигнала на входе приемника АС, если мощность передатчика БС составляет 28 Вт (44,5 дБм): Pin АС = Pout БС – Lf БС + Ga БС – Lc – Lp + Ga АС – Lf АС = =44,5 – 2 + 16 – 0 - 154 + 0 + 0 = -95,5 дБм Аналогично по (1) проверяем баланс мощностей на трассе вверх. Средняя частота поддиапазона вверх АС Þ БС: 1744 МГц. При тех же HБС и HАС средние потери на трассе согласно модели COST 231 составляют LR = 136,2 дБ, т.е. практически не отличаются от потерь на трассе вниз. При тех же DРσ = 5,6 дБ и потерях в здании Lдоп=12 дБ b и Pout АС = 1 Вт получаем: Pin БС = Pout АС – Lf АС + Ga АС – Lр + Ga БС + Gd БС – Lf БС = = 30 – 0 + 0 – 153,8 + 16 + 3 – 2 = -104,8 дБм. Найденные величины Pin АС и Pin БС должны превышать чувствительность приемников мобильной (–104 дБв) и базовой (– 111 дБм) станций. Если они оказываются меньше, то следует попробовать увеличить высоту подвеса антенны БС или уменьшить радиус соты. В отчете по 2 этапу контрольной работы следует при вести формулу, по которой производили расчет потерь на трассе LR, и заполнить итоговую табл.6. Таблица 6
Литература Основная литература: 1. Волков А.И., Попов Е.А., Сиверс М.А. Физические основы мобильной связи. Ч.1. - СПб, Линк. – 2004. Дополнительная литература: 2. Бабков В.Ю., Вознюк М.А., Дмитриев В.И. Системы мобильной связи.- СПб: Изд. СПбГУТ.- 1998. 3. Кузнецов М.А., Рыжков А.Е. Системы подвижной связи / СПбГУТ. СПб, 2003. 4. Бабков В.Ю., Вознюк М.А., Петраков В.А., Рыжков А.Е., Сиверс М.А. Передача информации в системах подвижной связи. – СПбГУТ, СПб, 1999. 5. Бабков В.Ю., Вознюк М.А. Михайлов П.А. Сети мобильной связи. Частотно-территориальное планирование. – СПбГУТ. СПб, 2000. 6. Абатуров П.С., Афанасьев А.И., Волков А.Н. и др. Системы подвижной транкинговой связи стандарта TETRA. – СПб: Судостроение. – 2004. 7. Бабков В.Ю., Воробьев О.В. и др. Транкинговые системы связи. СПб: Судостроение, 2000. Приложение. Модель Эрланга B (система с отказами)
Редактор Л.А. Медведева Подписано к печати 31.05.2005 Объем 1,25 печ. л. Тираж 150 экз. Зак. 423 РИО СПбГУТ. 191186 СПб, наб. р. Мойки, 61 Отпечатано СТ «Факультет ДВО». 191186 СПб, наб. р. Мойки, 61 ©2015 arhivinfo.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.
|