Исследование зон затенения сигналов систем сотовой связи в районах г. Йошкар-Олы
Дипломная работа - Компьютеры, программирование
Другие дипломы по предмету Компьютеры, программирование
ажении от поверхности конечной улицы, на которой находится приемник:
- cоставляющая потерь, зависящая от ориентации улиц относительно направления прихода сигнала:
где ? - ориентация дороги по отношению к пути распространения сигнала.
Как видим, диапазон изменения значений потерь от ориентации улиц составляет 14 дБ.
- оценка величины потерь, вызываемых многократным переотражением и рассеиванием радиосигнала от крыш домов (впервые опубликована Уолфишем и Бартони);
где d - cреднее расстояние между приемником и передатчиком.
Параметры kd и kf определяют зависимость величины потерь при распространении от частоты сигнала и рассеивания при прохождении через последовательные экраны. Увеличение потерь при уменьшении высоты антенны по отношению к средней высоте окружающих зданий задается параметром ka.
В рабочих формулах (1.18) - (1.22) и в формулах их коэффициентов следует подставлять частоту в мегагерцах, протяженность трассы в километрах, остальные параметры модели (hRoof, w, hRX, hTX) в метрах. Эти формулы позволяют определить медианные потери как для трасс, на которых антенна БС расположена над городской застройкой, так и для трасс, которых антенна БС расположена на уровне крыш или ниже этого уровня.
При проектировании малых сот необходимы сведения о конкретных участках городских трасс. В ряде случаев можно воспользоваться статистическими данными для города. Районы современной городской застройки: плотность застройки 90 зданий на 1 км ; средняя длина здания 80... 105 м; ширина 15 м; этажность от 9 до 14; просветы между зданиями 15...20 м; средняя дальность прямой видимости в слое городской застройки 170 м. Застройку можно считать однородной для районов, где нет больших площадей и парков.
1.3 Выводы и постановка задачи
.Проведен анализ существующие модели распространения УКВ в диапазоне частот 900 МГц и 1800 Мгц. Показано, что все известные модели строятся на основе экспериментальных данных. Как правило, модели используются для предсказания распространения волн на сложных трассах, что необходимо для эффективного планирования сетей и корректного размещения базовых станций. Учитывая вышеизложенное, ставятся следующие задачи на расчетно-экспериментальную часть:
Моделирование распространения радиоволн в городе с помощью эмпирических моделей Исследование зон затухания в микрорайоне Юбилейный города Йошкар - Олы, который является слоем однородной городской застройки.
2. Моделирование распространения радиоволн в городе с помощью эмпирических моделей
2.1 Моделирование затухания радиосигнала от расстояния для микрорайона Юбилейный г. Йошкар-Ола
Современные города с точки зрения распространения радиоволн представляют собой сложную структуру, что ее описание немыслимо без упрощения, определяемых для конкретной задачи.
Рассмотрим ослабление сигнала с помощью эмпирических моделей Окамура - Хата, COST 231- Хата для города Йошкар - Ола, микрорайона Юбилейный. Исходные данные:
Однотипный по характеру застройки городской район без больших площадей и парков, в котором на 1 км2 в среднем приходится 60 зданий. Средняя длина зданий 130 - 180 м, ширина 15 - 20 м. Число 10 и 12 этажных зданий практически одинаково по сравнению с малоэтажными зданиями. Система связи - система сотовой связи стандарта GSM900, GSM1800. Тип антенны - панельная. Диаграмма направленности антенны - секторная. Поляризация - вертикальная. Высота установки 40 - 70 м.
Для рассматриваемых частот 900 МГц и 1800 МГц потери в районе с городской застройкой будут определяться моделью Окамура - Хата и моделью COST231 - Хата соответственно.
Среднее затухание радиосигнала в городских условиях рассчитывается по эмпирической формуле (2.1), дБ:
где f - несущая частота, МГц;
и - высоты антенн АС и ВТS, м;
- поправочный коэффициент для высоты антенны АС;
d - расстояние между ВТS и АС, км.
Поправочный коэффициент для района будет составлять:
Рисунок 2.1 - Затухание на частоте 900 МГц при расстоянии между BTS и АС 1 км L1 - , L2 - , L3 - ,
Формула для расчета среднего затухания в городе для модели
COST 231 - Хата (2.2), дБ:
где f - несущая частота, МГц;
и - высоты антенн АС и ВТS, м;
- поправочный коэффициент для высоты антенны АС;
d - расстояние между ВТS и АС, км;
C = 0 дБ для малых и средних городов.
Поправочный коэффициент для данного района будет определяться по той же формуле, что и для модели Окамура - Хата.
Так как район считается практически однородным с 10 - этажной застройкой (высота этажа около 3 метров), улицами шириной 30 м и интервал между зданиями 80 метров, , можем рассчитать затухания, возникающие в этом районе на частоте при различных подъемах антенны, и получить зависимость затухания от расстояния между базовой станцией и абонентской станцией.( рисунок 2.2).
Рисунок 2.2 - Затухание на частоте 1800 МГц при расстоянии между BTS и АС 1 км L1 - , L2 - , L3 - ,
Одним из недостатков построенной численной модели является то, что она не принимает во внимание специфику зоны развертывания мобильной сети (этажность строений, ширину улиц).
Численное моделирование модели показывает следующее: мощность сигнала затухает со скоростью 33,4 дБ/декаду и 33,5 дБ/декаду в зависимости от дистанции ВТS - ?/p>