Глава 4. Расчет зоны обслуживания с использованием модели Окамуры-Хата
12
Исходные данные: ü тип местности: Город средних размеров; ü тип стандарта: IEEE802.16е – Mobile WiMAX; ü вид модуляции принимающей стороны: 64QAM; ü коэффициент усиления антенны: БС: 14 дБ; МС: 18 дБ; ü высота антенны: БС: 40 м, МС: 1,5 м; ü мощность передатчика БС: 40 Вт; ü потери в фидере антенны БС: 4,4 дБ; ü потери в дуплексере – 1 дБ; ü потери в комбайнере – 3 дБ; ü К мшу = 25 дБ. В соответствии с этой моделью величина затухания сигнала при распространении в городских районах определяется по формуле 4.1:
, (4,1)
где - частота излучения, МГц; - расстояние между БС и МС, км; - высота антенны БС, м; - высота антенны МС, м; -поправочный коэффициент, учитывающий высоту антенны МС в зависимости от размеров города, дБ. Частоту излучения выбираем из диапазона стандарта (2495 - 2690) МГц равной 2500МГц. Расстояние между БС и МС выбираем равным 2км. Высота антенн БС и МС над землей по заданию равно 40 и 1,5 метров соответственно. Поправочный коэффициент, учитывающий высоту антенны МС, рассчитаем для городов средних размеров в дБ, определяется по формуле 4.2:
, (4,2)
Таким образом, с учетом данных: радиодоступ сеть станция базовый
Определяем величину затухания сигнала по формуле 4.1:
Размеры зоны покрытия базовой станции будут определяться дальностью связи между базовой и мобильной станциями. Дальность связи будет определяться путем решения первого уравнения связи по формуле 4.3:
, (4,3)
где РПС[дБм] – уровень мощности полезного сигнала на входе приемной антенны в дБм; РИЗЛ [дБм] – уровень эффективной изотропно излучаемой мощности передатчика в дБм; L(R, hБС, hMC) [дБ] - затухание сигнала при распространении в небольшом городе; ВТ [дБ] - дополнительные потери сигнала при работе с портативной абонентской станцией, которые составляют величину около 3 дБ; ВЭ [дБ] - дополнительные потери сигнала при работе с портативной абонентской станцией в здании или автомобиле (для автомобиля около 8 дБ, для здания -15 дБ ). Уровень эффективной изотропно излучаемой мощности передатчика определяется по формуле 4.4:
, (4,4)
где – уровень мощности передатчика в дБ/мВт; Р'ПРД - мощность передатчика в Вт = 40 Вт;
[дБ] = – потери в фидере антенны передатчика; [дБ/м] – погонное затухание в фидере антенны передатчика; [м] – длина фидера антенны передатчика; = ВД ПРД [дБ] - потери в дуплексере на передачу = 1 дБ; ВК [дБ] - потери в комбайнере (устройстве сложения) = 3 дБ; GПРД [дБ] - коэффициент усиления антенны передатчика = 15 дБ. С учетом приведенных выше данных определяется по формуле 4.4: Тогда уровень мощности полезного сигнала на входе приемной антенны находим по формуле 4.3: Основным условием обеспечения связи будет необходимость превышения уровня мощности полезного сигнала на входе приемной антенны минимально необходимого уровня мощности (РПСмин), определяемого техническими характеристиками приемника согласно формуле 4.5:
, (4,5)
где - чувствительность приемника в дБм Р'ПРМ - чувствительность приемника в мкВт (в случае, если чувствительность приемника задается в дБм, то в качестве РПРМ используется именно это значение); РПРМ = - 98, дБм; RПРМ [Ом] - входное сопротивление приемника; – потери в фидере антенны приемника; ВД ПРМ [дБ] - потери в дуплексном фильтре на прием = 1 дБ; КМШУ [дБ] - коэффициент усиления антенного тракта приема (МШУ) =25 дБ; GПРМ [дБ] - коэффициент усиления антенны приемника =17 дБи. С учетом всех данных находим минимальную мощность полезного сигнала по формуле 4.5: Величина дополнительного запаса уровня мощности сигнала определяется статистическими параметрами сигнала на трассах подвижной связи, а именно стандартными отклонениями сигнала по месту (sd[дБ]) и по времени (st[дБ]). При этом многочисленные экспериментальные исследования показали, что значение sd зависит в основном от степени неровности местности и диапазона частот, а st - от дальности связи. На расстояниях меньше 10 км значение стандартного отклонения зависит от дальности связи (r).Для практических вычислений эти данные с высокой степенью точности в диапазоне 300...3000 МГц аппроксимируются формулой 4,6:
(4,6)
Подставляя данные, получаем:
Стандартное отклонение сигнала по времени σt зависит от дальности связи и для точек приема, расположенных на расстоянии менее 100 км от передатчиков, определяется формулой 4,7:
(4,7)
Обобщенное значение стандартного отклонения сигнала по месту и по времени вычисляется по формуле 4,8:
(4,8)
Подставляя рассчитанные значения, получаем: Дополнительный запас уровня сигнала рассчитывается по формуле 4,9:
РПСдоп= kтр ×s, (4,9)
где kтр - коэффициент логнормального распределения, обеспечивающий требуемую надежность связи. Определяется из таблицы 4.1 для заданной вероятности и kтр = 1,645.
Таблица 4.1 – Значения величин и
Подставляя данные, получаем: РПСдоп= 1,645*6,3= 10,4; Таким образом, для того чтобы мощность сигнала на входе приемной антенны РПС, превышала минимальную мощность сигнала на входе приемной антенны РПСмин исходя из чувствительности приемника, с заданной вероятностью, необходимо, чтобы выполнялось условие 4,10:
РПС ³ РПСмин + РПСдоп (4,10)
Значение требуемого уровня мощности сигнала на входе приемной антенны, обеспечивающей необходимую надежность связи
,
РПСтр = -141+10,4 = -130,6 дБм -150 ³ - 130,6; -112 ³ - 130,6. Максимально допустимые потери при распространении сигнала на трассе:
LДОП = РИЗЛ – РПСтр – ВТ – ВЭ. (4,11)
LДОП1 = 52,6+130,6-3-8 = 172,2 дБм; LДОП2 = 52,6+130,6-3-15 = 165,2 дБм. Максимальная дальность связи решается уравнением: L(R) = LДОП Необходимо решить это уравнение графическим способом для этого найдем все необходимые параметры.
ü Расчет для R=4км:
, дБ , дБ , дБ , дБ РПСдоп= kтр ×s РПСдоп= 1.645×7,5= 12,3; ; ; РПС ³ РПСмин + РПСдоп , LДОП1 = 52,6+128,7 -3-8 = 170,3 дБм; LДОП2 = 52,6+128,7 -3-15 = 163,3 дБм. -115,2 дБм ≥ -128,7 дБм -122,2 дБм ≥ -128,7 дБм – условие выполняется.
ü Расчет для R=6 км:
, дБ; , дБ; ; РПСдоп= kтр ×s РПСдоп= 1,645×8,3= 13,65; , РПСтр = -141+13,65 = -127,35 дБм; ; РПС ³ РПСмин + РПСдоп , LДОП1 = 52,6+127,35 -3-8 = 168,95 дБм; LДОП2 = 52,6+127,35 -3-15 = 161,85 дБм. -122,1 дБм ≥ -127,35 дБм – условие выполняется -129,1 дБм ≥ -127,35 дБм – условие не выполняется => максимальный радиус действия для здания R=4 км.
ü Расчет для R=8 км:
, дБ; , дБ; ; РПСдоп= kтр ×s РПСдоп= 1,645×8,9= 14,6; РПСтр = -141+14,6= -125,4 дБм; ; РПС ³ РПСмин + РПСдоп , LДОП1 = 52,6+125,4 -3-8 = 167 дБм; LДОП2 = 52,6+125,4 -3-15 = 160 дБм. -125,4 дБм ≥ -125,4 дБм – условие выполняется, следовательно максимальная дальность связи для автомобиля R=8 км. -132,4 дБм ≥ -125,4 дБм
Сведем получившиеся данные в табл. 4.2 . Табл. 4.2 Изменение величины затухания от дальности связи для автомобиля
Рис.4. 1. Расчет максимального радиуса действия для автомобиля
Максимальный радиус действия для автомобиля .
Рис.4. 2. Расчет максимального радиуса действия для здания
Максимальный радиус действия для здания .
Заключение
В данном курсовом проекте была рассмотрена технология широкополосного беспроводного доступа mobile WiMAX. Произведен расчет параметров сети связи с подвижными объектами в городской местности на основе системы стандарта IEEE 802.16e. Мы рассчитали технические параметры базовых и абонентских станций, рассмотрели структурные схемы сети, БС и МС, определили радиус зоны обслуживания.
Список используемой литературы
1. В.И. Носов Сети радиодоступа. Часть 1.: Учебное пособие. УМО по специальности связь/ СибГУТИ. – Новосибирск, 2006 г. – 256 стр. 2. В.И. Носов Сети радиодоступа. Часть 2.: Учебное пособие. УМО по направлению «Телекоммуникации»/ СибГУТИ. – Новосибирск, 2007 г. – 256 стр. 3. В. Вишневский, С. Портной, И. Шахнович. Энциклопедия WiMAX путь к 4G: Учебное пособие.Техносфера, Москва, 2009; 4. Шахнович И. Архитектура сети WiMAX: основные элементы и принципы. – Первая миля, 2009, №1, с.6–15. 5. А.Иванов, С.Портной Оборудование WiMAX – решение компании Alvarion – Первая миля, 2009, №2, с. 32-39. 6. http://www.geysertelecom.ru/rus/products/full/alvarion_breezemax/breezemax/
12
Популярное: Как выбрать специалиста по управлению гостиницей: Понятно, что управление гостиницей невозможно без специальных знаний. Соответственно, важна квалификация... Личность ребенка как объект и субъект в образовательной технологии: В настоящее время в России идет становление новой системы образования, ориентированного на вхождение... Почему стероиды повышают давление?: Основных причин три... ©2015-2020 megaobuchalka.ru Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. (203)
|
Почему 1285321 студент выбрали МегаОбучалку... Система поиска информации Мобильная версия сайта Удобная навигация Нет шокирующей рекламы |