Модель Okumura-Hata

 «Модель Okumura-Hata»

 

 

2014 

Содержание

 

Введение 3

1 Исходные  данные для расчетов 4

2 Расчет межсистемной ЭМС 5

Заключение 8

Список использованных источников 9

 

 

 

Введение

 

Среди многочисленных экспериментальных исследований, связанных  с прогнозом распространения радиоволн для мобильных систем, исследования Okumura считаются наиболее исчерпывающими. На основе измерений им построены кривые напряженности поля сигналов для различных условий городской и пригородной местности. Эмпирические формулы, аппроксимирующие кривые Okumura для медианного значения ослабления радиосигнала между двумя изотропными антеннами (передающей и приемной), были получены Hata и известны как эмпирическая модель Hata для ослабления.

Модель Hata описывает особенности распространения радиоволн над квазиплоской местностью и не учитывает особенности рельефа. Кроме того предполагается, что антенны базовых станций расположены выше окружающих строений, а размер ячеек при формировании макросотовой структуры сети составляет около 1 км и более. В этом случае потери распространения определяются главным образом процессом дифракции и рассеяния радиоволн на высоте крыш зданий, окружающих абонентскую станцию. Распространение основных лучей от базовой станции происходит выше крыш строений.

 

 

1 Исходные данные  для расчетов

 

Характеристика	CDMA	GSM	D-AMPS
Рабочий диапазон	824-840 869-894	880-915	824-840 869-894
Мощность передатчика  БС, дБ	40	40	40
Чувствительность  приемника РМИН  БС, дБ	-102	-107	-90
К-нт усиления антенны РПД в направлении на             РПМ GРПД(φРПМ),дБ	16	14	16
К-нт усиления антенны РПМ в направлении на РПД GРПМ(φРПД),дБ	16	0	16
Разнос каналов, кГц	1250	200	30
Защитное отношение  (сигнал/помеха), дБ	7	9	9

 

Как видно из таблицы, рассчитывать ЭМС сетей GSM и D-AMPS не имеет смысла, т.к. рабочие диапазоны частот не совпадают.

БС CDMA - приемник помехи

БС D-AMPS    источник помехи

Обе БС работают на одной несущей частоте f = 830 МГц, вследствие этого создают друг другу помехи

 

 

2 Расчет межсистемной ЭМС

 

Начнем расчет с нахождения P_OI :

P_OI — мощность радиопомехи на входе РПМ (БС CDMA), дБВт.

 

P_OI = P_РПД + G_РПД(φ_РПМ) + G_РПМ(φ_РПД) + U_РПД + U_РПМ + N(δf) - L(R),

 

Нам известно, что:

P_РПД = 40дБ (мощность радиопередатчика источника радиопомех)

G_РПД(φ_РПМ) = 16дБ (к-нт усиления антенны РПД в направлении на РПМ)

G_РПМ(φ_РПД) = 16дБ (к-нт усиления антенны РПМ в направлении на РПД)

U_РПД  = 1,51дБ (затухание в антенно-фидерном тракте РПД)

U_РПМ  = 0,1дБ (затухание в антенно-фидерном тракте РПМ)

N(δf) = 1 дБ (ослабление радиопомехи в линейном тракте РПМ)

L(R) - потери на трассе распространения сигналов от РПД (в данном случае источника радиопомех) к РПМ (рецептору радиопомех), дБ.

 

P_OI = 40+16+16+1,51+0,1+1- L(R) =74,61- L(R);

 

Т. к. среда распространения  радиоволн - пригород, далее считаем.

 

,

 

где f - рабочая частота РЭС в МГц, f=830 МГц;

- потери в городе, определяются по формуле:

 

 

 

где

h_БC =30 м (высота антенны базовой станции)

h_AC =3,0 м. (высота антенны абонентской станции)

R=5 км (протяженность трассы - расстояние между базовыми станциями)

Коэффициент k позволяет расширить действие модели для протяженности трассы до 100 км, для R < 20 км k = 1

Поправочный коэффициент  на высоту абонентской станции:

 

 

Тогда потери в городе:

 

 дБ

 

Потери в пригороде:

 

 дБ

 

Суммарные потери на трассе распространения радиоволн  составляют 184,9 дБ.

Теперь мощность радиопомехи с учетом потерь в  пригороде:

 

P_OI =74,61-184,9=-109,48 дБ

 

Далее применяя уравнение ЭМС РЭС, определяем, возможна ли взаимная беспомеховая работа двух базовых станций. Уравнение ЭМС РЭС:

 

 

 

где k=1,65 (коэффициент, учитывающий допустимый процент времени ухудшения качества радиосвязи ниже заданного уровня)

σ = 6 дБ

Р_МИН = -102 дБ (чувствительность приемника)

A=9 дБ (защитное отношение сигнал/помеха)

 

 

Неравенство не выполняется. Следовательно, взаимная беспомеховая работа невозможна.

 

 

 

 

 

Заключение

 

Так как стандарт CDMA-широкополосный, с кодовым разделением каналов и передатчик его БС обладает меньшей излучаемой мощностью, нежели передатчик БС стандарта D-AMPS, то дальнейшие рекомендации, в первую очередь, будут относиться к настройке, установке и использованию БС стандарта D-AMPS. Итак, если неравенство не выполняется, то необходимо:

1. Уменьшить мощность Р_РПД БС стандарта D-AMPS, что в свою очередь приведет к уменьшению обслуживаемой зоны.
2. Уменьшение G_РПД(φ_РПМ) - коэффициента усиления антенны РПД в направлении на РПМ. Это достигается применением направленных (секторных) антенн и их ориентацией в пространстве.
3. Уменьшение G_РПМ(φ_РПД) - коэффициента усиления антенны РПМ в направлении на РПД. Это достигается применением направленных (секторных) антенн и их ориентацией в пространстве.
4. Изменение несущей частоты БС D-AMPS.

 

 

 

 

 

 

Список использованных источников

 

1. Князев, А.Д. Конструирование радиоэлектронной и электронно-вычислительной аппаратуры с учетом электромагнитной совместимости [Текст] / А.Д. Князев, Б.В. Петров, Л.Н. Кечиев и др. - М.: Радио и связь, 1989.

2. Гоноровский, И. С. Радиотехнические цепи и сигналы. - 4-е изд. [Текст] / И.С. Гоноровский - М.: 1986.

3. Баскаков, С.И. Радиотехнические цепи и сигналы.- 2-е изд. [Текст] / С.И. Баскаков – М.: Высш. Шк.,1988

4. 0лифер, В. Г. Компьютерные сети. Принципы, технологии, протоколы [Текст] / В.Г. Олифер, Н. А. Олифер - С.-Пб.: ИД Питер, 2001;