Расчет радиуса зоны обслуживания базовой станции с использованием модели COST231-Уолфиш-Икегами
Модель COST231-Уолфиш-Икегами может применяться в случаях, когда антенна базовой станции расположена как выше, так и ниже линии уровня крыш городской застройки. В совокупность эмпирических факторов, учтённых расчётной формулой выходят высоты антенн базовой и подвижной станций, ширина улиц, расстояния между зданиями, высота здания и ориентация улиц относительно направления распространения сигнала. В общих чертах формула, описывающая потери сигнала, состоит из трёх членов-потерь Ls на распространение в свободном пространстве; потерь Lrts на дифракцию и рассеивания волн на крышах зданий и Lms, вызванных от многократных дифракций от рядов зданий. Второй член Lrts определяет потери от дифракции волн на крышах зданий, благодаря которой сигнал попадает в подвижную станцию, движущуюся вдоль улиц. Третий член Lms учитывает многократную дифракцию на рядах зданий. Суммарные потери рассчитываются по формуле
(L50)dB=Ls+Lrts+Lms. Вторую и третью компоненты не учитывются, поскольку абоненты стационарные.
В рамках этой модели средний уровень потерь при распространении радиоволн над квазиоптимальным городом определяются следующим образом:
, (1) где - частота излучения, МГц; - расстояние между БС и АС, км;
Размеры зоны покрытия базовой станции будут определяться дальностью связи между базовой и абонентской станциями. Дальность связи будет определяться путем решения первого уравнения связи:
, (2) где РПС[дБм] – уровень мощности полезного сигнала на входе приемной антенны в дБм; РИЗЛ [дБм] – уровень эффективной изотропно излучаемой мощности передатчика в дБм; L [дБ] - затухание сигнала при распространении, определяемое по формулам (1);
Уровень эффективной изотропно излучаемой мощности передатчика
, (3) где РПРД [дБм] = 10×lg Р'ПРД + 30 – уровень мощности передатчика в дБ/мВт; Р'ПРД - мощность передатчика в Вт; ВФ ПРД [дБ] = aПРД×lФ ПРД - потери в фидере антенны передатчика; aПРД [дБ/м] - погонное затухание в фидере антенны передатчика; lФ ПРД [м] - длина фидера антенны передатчика; GПРД [дБ] - коэффициент усиления антенны передатчика в направлении связи.
Основным условием обеспечения связи будет необходимость превышения уровня мощности полезного сигнала на входе приемной антенны минимально необходимого уровня мощности (РПСмин), определяемого техническими характеристиками приемника:
, (4)
где РПРМ [дБм] = 20×lg Р'ПРМ - 10×lg RПРМ - 90 - чувствительность приемника в дБм; Р'ПРМ - чувствительность приемника в мкВ; RПРМ [Ом] - входное сопротивление приемника (в случае, если чувствительность приемника задается в дБм, то в качестве РПРМ используется именно это значение); ВФ ПРМ [дБ] = aПРМ × lФ ПРМ - потери в фидере антенны приемника; aПРМ [дБ/м] - погонное затухание в фидере антенны приемника; lФ ПРМ [м] - длина фидера антенны приемника; GПРМ [дБ] - коэффициент усиления антенны приемника в направлении связи.
Величина дополнительного запаса уровня мощности сигнала определяется статистическими параметрами сигнала на трассах подвижной связи, а именно стандартными отклонениями сигнала по месту (s d[дБ]) и по времени (s t[дБ]). При этом многочисленные экспериментальные исследования показали, что значение sd зависит в основном от степени неровности местности и диапазона частот, а s t - от дальности связи. На расстояниях меньше 10 км значение стандартного отклонения зависит от дальности связи ( ). И аппроксимируются формулой:
, дБ (5)
Стандартное отклонение сигнала по времени st зависит от дальности связи и для точек приема, расположенных на расстоянии менее 100 км от передатчиков определяется выражением , дБ (6)
Обобщенное значение стандартного отклонения сигнала по месту и по времени , (7)
Дополнительный запас уровня сигнала
РПСдоп.= z×s, (8) где - нормированное действующее значение напряженности поля в точке приема. Будет равно 2,326 для заданной вероятности .
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
РПС ³ РПСмин + РПСдоп , (9)
Исходя из вышеизложенного методика прогноза зон покрытия базовых станций для сетей подвижной связи будет следующей: o В соответствии с выражением (3) вычисляется уровень эффективной изотропно излучаемой мощности передатчика РИЗЛ; o Определяется значение минимально необходимого уровня сигнала на входе приемной антенны РПСмин согласно формулы (4). o Определяется величина дополнительного запаса уровня мощности сигнала, обеспечивающего требуемую надежность связи РПСдоп. o Вычисляется значение требуемого уровня мощности сигнала на входе приемной антенны, обеспечивающей необходимую надежность связи.
, (10)
o Рассчитываются максимально допустимые потери при распространении сигнала на трассе.
LДОП = РИЗЛ – РПСтр (11) o Определяется максимальная дальность связи путем решения уравнения
L( r) = LДОП (12)
относительно r.
Популярное: Личность ребенка как объект и субъект в образовательной технологии: В настоящее время в России идет становление новой системы образования, ориентированного на вхождение... Почему человек чувствует себя несчастным?: Для начала определим, что такое несчастье. Несчастьем мы будем считать психологическое состояние... Организация как механизм и форма жизни коллектива: Организация не сможет достичь поставленных целей без соответствующей внутренней... ©2015-2024 megaobuchalka.ru Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. (380)
|
Почему 1285321 студент выбрали МегаОбучалку... Система поиска информации Мобильная версия сайта Удобная навигация Нет шокирующей рекламы |