Исследование зон затенения сигналов систем сотовой связи в районах г. Йошкар-Олы
Дипломная работа - Компьютеры, программирование
Другие дипломы по предмету Компьютеры, программирование
?С для частот 900 МГц и 1800 МГц соответственно.
Проведем расчет оценки затухания радиоволн на основе Методики определения ожидаемой дальности УКВ радиосвязи с подвижными объектами Рекомендации 370 и Отчет 239 разработанных МККР.
В основе методики МККР лежат следующие положения:
Величину зоны радиосвязи системы связи с подвижными объектами рассчитывают исходя из минимальной величины сигнал/шум на выходе приемника, при которой обеспечивается заданная разборчивость речи. Общепринято для систем с цифровыми сигналами заменять понятие разборчивость речи на достоверность приема. Методика и Рекомендация не определяют эти понятия.
Все расчеты по Методике и Рекомендации имеют вероятностный характер. Это объясняется тем, что только отдельные параметры, влияющие на дальность радиосвязи, могут быть получены путем точных математических расчетов. Большое количество поправочных коэффициентов рекомендуется, исходя из среднестатистических многолетних наблюдений. Вопрос о полноте этих данных и их применимости в каждом отдельном случае остается открытым.
Выполним расчет по методике МККР.
Данная модель даёт улучшенную оценку затухания путём учёта большего числа данных для описания городских условий, а именно:
высота зданий
ширина дороги w
расстояние между зданиями b
направление дороги относительно направления радиосвязи
Параметры определены на рисунке 2.3
Рисунок 2.3 - Типичный случай распространения сигнала в городских условиях и определение параметров, используемых в модели Уолфиша -Икегами
При отсутствии прямой видимости основное затухание передачи складывается из затухания свободного пространства , из затухания многоэкранной дифракции , и затухания дифракции и отражения уличных крыш рассчитывается по формуле (2.3)
Затухание свободного пространства определяется как
Используя формулу (2.4), получим выражения, характеризующее затухание сигнала БС в свободном пространстве для двух диапазонов работы передатчиков (GSM900, GSM1800). Получим следующие выражения:
Для
Для
Для наглядности, значения L0, полученные выше, изобразим на рисунке 2.4
Рисунок 2.4 - Зависимость затухания в атмосфере от расстояния
Так как распространение радиоволн происходит вдоль многоэкранного пути по улице, на которой находится мобильная станция, вводится дополнительный параметр , характеризующий затухание сигнала ввиду многоэкранности, созданной крышами и фасадами зданий, расположенных вдоль улицы. Параметр зависит от ширины улицы, частоты радиосигнала, высоты здания и высоты установки антенны БС, а также от ориентации антенны БС в пространстве.
Рассчитаем значение затухания многоэкранной интерференции, основываясь на модели Уолфиша - Икегами по формуле 2.5
Параметр в формуле (2.5) характеризует вносимое затухание, связанное с ориентацией антенны в пространстве и зависит от угла ? - угол между вектором направления излучения антенны и вектором направления улицы. (Угол 0? соответствует направлению антенны вдоль улицы, соответственно при угле 90? антенны направлена перпендикулярно улице.) В соответствии с Уолфиша - Икегами, рассчитывается по формуле 2.6.
Из выражения (2.6) следует, что изменяется от -10 до 4 дБ, принимая значение 0 при углах между направлением распространения и направлением улицы 28? и 90?.
Среднее значение также можно считать равным нулю.
Учитывая выше сказанное, выражение (2.5) принимает вид:
Подставив в формулу (2.5)частоты GSM900, GSM1800, получим выражения для расчёта затухания многоэкранной интерференции ( в зависимости от ширины улицы, средней высоты зданий и высоты антенны БС.
Для
Для
В силу того, что на пути распространения радиосигнала в городе встречается множество препятствий, на краях препятствий происходит явление дифракции радиоволн. Данное явление вносит значительное затухание радиосигнала. Рассчитаем затухание многоэкранной дифракции по формуле (2.7)
где
- коэффициент, показывающий увеличение затухания распространения сигнала для антенн базовой станции ниже крыш соседних зданий.
- коэффициент, показывающий зависимость затухания многоэкранной дифракции от частоты.
- коэффициент, показывающий зависимость затухания многоэкранной дифракции от радиочастоты.
Для города с плотной застройкой:
Рассчитываем коэффициент для 2-х диапазонов частот:
Для f=900МГц
Для f=1800МГц
Для случая когда антенна БС расположена выше крыш домов () с учётом коэффициентов , , по формуле (2.7) рассчитаем затухание многоэкранной дифракции:
Подставив в формулу (2.7) частоты GSM900 и GSM1800, а также значения коэффициентов , , и получим выражения для расчёта затухания многоэкранной дифракции ().
Для
Для
Выполним расчёт исходя из следующих параметров мобильной связи, характерных для средних городов:
=50м - высота подъёма антенны БС (16 этажей);
=30м - средняя высота зданий (10 этажей);
=20м - разница между и . В случае если антенна установлена на крыше здания, характеризует высоту подъёма антенной мачты;
=28м - разница между высотой здан?/p>