Исследование зон затенения сигналов систем сотовой связи в районах г. Йошкар-Олы
Дипломная работа - Компьютеры, программирование
Другие дипломы по предмету Компьютеры, программирование
?ями, мал по сравнению с основным сигналом. Замирания сигнала подчиняются закону Райса.[3, 10]
.Линия прямой видимости перекрыта строениями. Замирания сигнала подчиняются закону Релея.[3, 10]
В этих двух случаях средняя мощность принимаемого сигнала не одинакова. Однако различия малы, если мощность отраженных волн значительна. В обоих случаях потери распространения составляют примерно 40 дБ на декаду.
Закрытые трассы.
На них линия прямой видимости перекрыта препятствиями рельефа местности - холмами, из-за чего имеют место дифракционные потери. Последние рассчитывают, применяя теорию дифракции радиоволн на препятствии клиновидной формы. Выполняют построения как показано на рисунке 1.13.
По профилю трассы определяют три параметра: r1 - расстояние от БС до вершины холма; r2 - расстояние от вершины холма до АС; hx- высоту холма с клиновидной вершиной. И вычисляют параметр v:
Рисунок 1.13 - К пояснению влияния плотности застройки
Высота препятствия в расчете может принимать отрицательное значение (рисунок 1.14). Это означает, что трасса открытая и нет дифракционных потерь.[1, 2]
Теоретически следует в (1.15) подставлять значения величин r*1 и r*2. Однако, учитывая разную размерность масштабов по осям x: и у на рисунке 1.14, считают, что r*1, =r1, и r*2 =r2.
Дифракционные потери выражаются в децибелах. Известно аналитическое представление величины Y(v) через интегралы Френеля. В инженерной практике пользуются графическим представлением Lдиф(v), а также следующими выражениями, аппроксимирующими эти графики[23, 29 - 33]:
Рисунок 1.14 - К определению параметров препятствия
На касательной трассе
-
Рисунок 1.15 - Пример трассы без дифракционных потерь
Двойная дифракция.
Это случай, когда на трассе имеется несколько холмов. Здесь может возникнуть двойная или даже более сложная дифракция. Для расчета значения потерь используется модели Буллингтона, Эпштейна и Питерсона и др. [20 - 23, 25] На рисунке1.16 показаны построения по модели Пиквинарда [10]. Для чего строят треугольники АСВ и СDВ. Находят высоты холмов С и D: и . Определяют дифракционные потери отдельно для каждого холма: и . Общие потери
Универсальная модель Ли.
Для модели Ли от точки к точке в качестве основной принята формула (1.20), которая может быть распространена на следующие случаи: 1. Открытая трасса. Используют формулу (1.20).которая может быть распространена на следующие случаи:
1.Открытая трасса. Используют формулу (1.13)
.Закрытая трасса. Дополнительно учитывают дифракционные потери. Кроме этого, эффективная высота антенны БС на закрытой трассе совпадает с фактической, так что в (1.13) полагают(hlэфф/hl) = 0.
Рисунок 1.16 - К появлению определения параметров препятствия
Уровень медианной мощности сигнала на закрытой трассе
Дополнительные сведения по расчету дифракционных потерь приведены в специальной литературе [23 - 26].
1.2.9 Модель Уолфиша-Икегами
Модель Уолфиша-Икегами признана самой лучшей для предсказания уровня сигнала в малых сотах. Эта модель основана на физическом представлении поля в точке приема в виде двух составляющих: когерентной и рассеянной. Когерентная составляющая определяется волной, дифрагирующей вокруг строений вдоль дороги со стороны БС. Рассеянный компонент создают волны, которые образуются в результате переизлучения строениями падающей на них волны от БС. Рассеянный компонент приходит с направлений, не совпадающих с направлением на БС и даже противоположных этому направлению. Модель утверждает (рисунок 1.17), что в условиях города с относительно невысотной, но плотной застройкой основным путем распространения радиосигнала (в случае отсутствия прямой видимости между узлами) является путь, проходящий через крыши зданий (которые могут быть описаны как серии последовательных экранов), сопровождаемый многократным рассеиванием [25].
Основные параметры, используемые в модели:
частота передачи (f);
высота передающей антенны (hb);
высота приемной антенны (hm);
расстояние между приемником и передатчиком (d);
средняя высота зданий (hr);
средняя ширина улиц (w);
расстояние между зданиями (b).
Энергия принимаемого сигнала зависит от того, где находится передатчик по отношению к приемнику.
Расчетные формулы для модели Уолфиша-Икегами получены при параметрах: расстояние между БС и АС от 0,02 км до 5 км в диапазоне частот 800...2000 МГц, высота антенн БС ht = 4...50 м, высота антенн АС hr= 1 ...3 м; высота близлежащих к БС зданий до 60 м. Имеем:
Рисунок 1.17 - Основной путь распространения радиосигнала и параметры модели Уолфиша-Икегами
. В зоне прямой видимости (line of sight, LOS). Для вычисления величины потерь при распространении используется относительно простая формула
.
. Вне зоны прямой видимости (none line of sight, NLOS).
Этот случай более сложен. Значение, на которое уменьшается мощность принимаемого сигнала при прохождении пути от источника к получателю, задается следующей формулой:
где - потери при распространении в свободном пространстве, без препятствий:
- потери на стороне получателя, вызванные рассеиванием радиосигнала при отр