Исследование зон затенения сигналов систем сотовой связи в районах г. Йошкар-Олы
Дипломная работа - Компьютеры, программирование
Другие дипломы по предмету Компьютеры, программирование
ткрытые и закрытые, подобно тому, как это делается для трасс РРЛ. Только в отличие от РРЛ на открытой трассе в системах подвижной связи, как правило, нет прямой видимости между антеннами БС и АС, поскольку линию перекрывают городские строения. Поэтому такую трассу будем называть трассой с открытым рельефом [2 - 6].
В этой задаче удобно представить (1.8) в виде:
где d0- эталонное расстояние;
hl- фактическая высота антенны БС;
- эффективная высота антенны БС для конкретного участка трассы.
уровень мощности сигнала на эталонном расстоянии d0 от БС при фактической высоте антенны БС, дБм.
В уравнении (1.12) выделен коэффициент высота - усиление антенны БС, позволяющий рассчитать изменение коэффициента усиления антенны БС при изменении профиля трассы:
Трассы с открытым рельефом.
Для определения эффективной высоты антенны на профиле трассы выполняют следующие построения (рис. 1.8). Определяют потенциальную точку z отражения радиоволн от земной поверхности, для чего соединяют антенну БС с зеркальным изображением антенны АС. Точка пересечения этой линии с земной поверхностью и есть z. Строят плоскость отражения от Земли как касательную к профилю трассы в точке z. Продолжают ее до пересечения с высотой антенны БС. След этой плоскости - линия аb. Из рисунка находим эффективную высоту антенны БС (hlэфф ~ 13 м), и по (1.14)
.
Эффективная высота антенны меньше реальной, и соответственно уменьшился уровень сигнала в точке приема.
Так же можно определить вторую потенциальную точку отражения на этой плоскости z*, соединив антенну АС с зеркальным изображением антенны БС относительно плоскости аb. Из двух потенциальных точек отражения рекомендуется рассматривать ту, которая ближе к АС, поскольку знaчитeльнaя часть отраженной от нее энергии может попасть к АС. При нахождении точки z следует помнить, что при построении профиля трассы используют разные горизонтальный (Г) и вертикальный (В) масштабы. Например, если для высот масштаб 1:10 000. а для расстояний - 1:100 000, то коэффициент отношения масштабов Г/В составляет ?м = 0,1. Углы падения и отражения на чертеже профиля в системе координат с различными масштабами равны только в случае, когда плоскость отражения горизонтальна.
На рис. 1.8 эффективная высота антенны увеличилась. В этом случае:
Рисунок 1.7 - К определению эффективной высоты антенны БС
Рисунок 1.8 - К определению эффективной высоты антенны БС
Эффективная высота антенны БС будет меняться при движении АС, хотя реальная высота остается постоянной. Соответственно будет меняться уровень, сигнала в точке приема [1, 2].
Необходимость учитывать эффективную высоту антенны вместо реальной иллюстрирует рисунок 1.9. На рисунке 1.9а, высота Н h2 и длина подстилающей поверхности l соизмерима с длиной автомобиля. В этом случае на приемник АС приходит только одна прямая волна 1 и условия распространения такие же, как в свободном пространстве Ситуация на рисунке 1.9б, отличается только тем, что значительно увеличилась длина l, так что может быть указана потенциальная точка отражения от подстилающей поверхности. На приемник АС приходят два сигнала: прямой 1 и отраженный 2. Поскольку расстояние r обычно составляет несколько километров, а высоты антенн порядка 3...30 м, то угол скольжения ? очень мал. При этом фаза коэффициента отражения около 180. В случае, когда имеет место зеркальное отражение, могут возникать глубокие замирания сигнала на приеме [10].
Рисунок 1.9 - К учету эффективной высоты антенны при малых (а) и больших(б) размерах подстилающей поверхности
Рисунок 1.10 - К определению эффективной высоты антенны БС для АС на склоне холма
На местности с большим уклоном (рисунок 1.10) сигнал, приходящий на АС, будет слабым, поскольку рельеф местности ослабляет прямую волну. Эффективная высота антенны становится очень малой.
Изменение эффективной высоты антенны БС при перемещении АС иллюстрирует рисунок 1.11. Участки трассы с разным наклоном обозначены латинскими буквами. Пунктирные линии на рисунке 1.11,а - плоскости отражения.
Изменение уровня принимаемого сигнала показано на рисунке 1.11,б сплошной линией - при расчете по модели от точки к точке; пунктирной - от зоны к зоне [14].
Если на трассе имеет место зеркальное отражение, то модуль коэффициента отражения Ф = 1, при диффузном отражении (рассеянии)
Ф < 0,5. Характер отражения зависит от типа подстилающей поверхности.
Рисунок 1.11 - Изменение эффективной высоты антенны (а) и уровня мощности (б)
Для систем с фиксированными станциями, например РРЛ, при расчете трасс над водной поверхностью используется двухлучевая модель (рисунок 1.12.а), а при расчете подобных трасс для систем подвижной связи - трехлучевая модель Ли (рисунок 1.12.б). При этом предполагается, что волны 2 и 3 складываются в противофазе и компенсируют друг друга. Уровень сигнала такой же, как в свободном пространстве.
(а)(б)
Рисунок 1.12 - Модели для учета влияния водной поверхности: двухлучевая (а) и трехлучевая (б)
Влияние городской инфраструктуры. На уровень сигнала влияет плотность застройки. При плотной застройке уровень сигнала снижается. При плотной, застройке различают варианты:
.Прямая видимость между антеннами БС и АС. Уровень радиоволн, отраженных здан?/p>