Частотно-территориальное планирование

Контрольные вопросы

 

1.Расскажите  об этапах частотно-территориального  планирования.

Этапы включают:

• разработку предварительных вариантов ЧТП, обеспечивающих внутрисистемную ЭМС по отношению к ограниченному виду помех;
• оценку внутрисистемной ЭМС предварительных вариантов ЧТП с учетом всех возможных видов внутрисистемных помех и выбор подходящего ЧТП;
• оценку межсистемной ЭМС и, при необходимости, коррекцию ЧТП.

На  этапе предварительного частотно- территориального планирования допускаются упрощения и идеализация реальной ситуации, которые устраняют в процессе оценки внутрисистемной и межсистемной ЭМС и коррекции частотно- территориального плана.

 

Писали на паре

1. Этапы ЧТП вкл:

Этапы включают:

-разработку  предварительных вариантов ЧТП,  обеспечивающих внутрисистемную  ЭМС по отношению к ограниченному  виду помех;

-оценку внутрисистемной ЭМС предварительных вариантов ЧТП с учетом всех возможных видов внутрисистемных помех и выбор подходящего ЧТП;

-оценку межсистемной  ЭМС и, при необходимости, коррекцию  ЧТП.

На этапе  предварительного частотно- территориального планирования допускаются упрощения и идеализация реальной ситуации, которые устраняют в процессе оценки внутрисистемной и межсистемной ЭМС и коррекции частотно- территориального плана.

2. Кто устанавливает нормы частотно – территориального разноса?

Нормы ЧТР устанавливаются Государственной Комиссией по радиочастотам (ГКРЧ) на основании теоретических и практических данных о распространении радиоволн и их влиянии на рабочие характеристики радиоприемных устройств. Следует, однако, заметить, что нормы ЧТР РЭС рассчитывают для наихудших по условиям ЭМС значений параметров подстилающей поверхности при минимальном уровне полезного сигнала, минимально возможных уровнях эффективной излучаемой мощности передающих устройств и т.п. Вследствие этого частотное планирование, базирующееся на использовании норм ЧТР, не обеспечивает эффективного использования радиочастотного спектра (РЧС). Поэтому в настоящее время ведутся работы по адаптации норм ЧТР к реальным условиям эксплуатации РЭС.

 

3. Перечислите ограничения ЧТП

В тех случаях, когда нормы ЧТР  отсутствуют, ограничения на частотно- территориальный разнос РЭС можно получить посредством расчета кривых ЧТР для конкретных условий эксплуатации РЭС.

Кривая ЧТР определяет частотные  расстройки Df и расстояния d между РЭС, при которых эти РЭС ещё не создают друг другу недопустимых непреднамеренных радиопомех определённого вида. На рисунке 3.1 показан вид кривой ЧТР в общем случае. Расстройка по частоте Df представлена числом каналов, на которое могут быть разнесены РЭС относительно друг друга. Кривая ЧТР разбивает первый квадрант плоскости (Df, d) на две области: область, где обеспечивается ЭМС РЭС, и область, где ЭМС РЭС отсутствует. Первая находится над кривой ЧТР и включает в себя эту кривую, вторая находится под кривой ЧТР. Используя эту кривую, можно установить следующие ограничения на частотно-территориальное планирование РЭС, для которых построена кривая:

– Радиоэлектронным средствам не может быть присвоена одна и та же частота, если расстояние между ними меньше d₀;

– Радиоэлектронным средствам не может быть присвоена одна и та же частота, и они не могут работать на частотах первого соседнего канала, если расстояние между ними меньше d₁, и т.д.

 

Рисунок 3.1 – Вид кривой ЧТП

 

Кроме того, могут быть введены другие специальные ограничения на присвоение частот для РЭС, разнесённых на определённые расстояния, диктуемые принятой практикой планирования или какими-то другими соображениями.

 

4. Что вкл. в себя процедура построения ЧТП на основе ЧТ ограничений?

Процедура построения ЧТП на основе частотно-территориальных  ограничений включает:

-выбор РЭС, которому производиться частотное присвоение;

-выявление набора ограничений на присвоение частоты выбранному РЭС, которые вытекают из уже проведенных частотных присвоений и расстояний между РЭС;

-составление списка частот (частотных каналов), которые не могут быть присвоены данному РЭС, исходя из каждого выявленного ограничения;

-объединение всех отказанных в присвоении частот (частотных каналов) в единый массив отказанных частот (частотных каналов);

-выбор минимальной частоты (минимального номера канала), которая не вошла (который не вошел) в список запрещенных к присвоению, и назначение этой частоты (номера канала) выбранному РЭС.

 

5. Какой треугольник идеализированной сети называют элементарным?

Построение  частотно-территориальных планов для  сетей телевизионного и звукового вещания и для сотовых сетей радиосвязи может проводиться на основе идеализированных сетей. При планировании сети предполагается, что все передатчики сети имеют одинаковые эффективные излучаемые мощности и одинаковые эффективные высоты передающих антенн. В горизонтальной плоскости антенны имеют круговую диаграмму направленности. Поляризационные состояния антенн и эффективные высоты приемных антенн также предполагаются одинаковыми. Распространение радиоволн считается изотропным и не меняется с частотой, по крайней мере, в рассматриваемом диапазоне частот.

При этих условиях зона обслуживания каждого  передатчика будет представлять круг, радиус которого зависит от мощности передатчика и потерь при распространении радиоволн, которые характерны для рассматриваемого диапазона частот и характера местности. В конкретной идеализированной сети радиусы зон обслуживания будут одинаковыми. Если поверхность требуется покрыть подобными зонами обслуживания, то число передатчиков будет минимальным, когда они располагаются в вершинах равностороннего треугольника (передатчики Т₁, Т₂ ,Т₃ на рисунке 3.5), сторона которого «а» и радиус зоны обслуживания R_обсл связаны соотношением

В этом случае границы  зон обслуживания пересекаются в  центре треугольника. Такой треугольник  идеализированной сети называется элементарным треугольником.

 

6. Что такое элементарный ромб?

 

Два смежных элементарных треугольника образуют элементарный ромб (рисунок 3.5). Площадь зоны обслуживания передатчика S_обсл близка к площади элементарного ромба S_ромб, а точнее S_обсл=1.2×S_ромб. Для сетей сотовой связи площадь обслуживания часто аппроксимируют шестиугольником. В этом случае площадь ромба совпадает с площадью шестиугольника. Если имеется N частотных каналов, то ими можно обслужить

поверхность, состоящую из N элементарных ромбов.

 

 

 

Рисунок 3.5 – Схема зон обслуживания

 

7. Что такое треугольник совмещенного канала?

Передатчики размещают в вершинах элементарных треугольников. При составлении  частотно - территориального плана  предполагается, что полоса частот, в которой планируется размещение сети, разбита на каналы с одинаковой шириной полосы частот. Передатчики, работающие в совмещенном канале (т.е использующие одну и ту же рабочую частоту) размещают на максимальном удалении. Расстояние между ними должно быть таким, чтобы на границах зон обслуживания отношение полезного сигнала к помехе по совмещенному каналу на несколько децибел превышало защитное отношение. Треугольник, в вершинах которого располагаются передатчики, работающие в совмещенном канале, называется треугольником совмещенного канала. Два смежных треугольника совмещенного канала образуют ромб совмещенного канала, который называют также соканальным ромбом.

 

8. Как происходит распределение каналов внутри ромба совмещенного канала?
2. Распределение каналов внутри ромба совмещенного канала

 

Одним из требований, предъявляемых к идеализированной сети, является требование ее однородности. Однородность подразумевает, что помеховые условия в области обслуживания каждого передатчика одинаковые, т.е. в каждом узле сети уровни мешающих сигналов и их положение на частотной оси относительно частоты полезного сигнала одинаковые.

Однородность  достигается распределением каналов  по узлам внутри ромба совмещенного канала в соответствии с частотно-территориальными ограничениями, накладываемыми на назначение частот, и повторением ромбов совмещенного канала с одинаковой структурой.

Присвоим  номер канала 0 узлу ромба, находящемуся в начале координат. На оси частот этот канал будет соответствовать  центральной частоте используемой полосы частот (рисунок 3.7). Другие узлы внутри ромба совмещенного канала 0 будут иметь номера 1,2,…,(N-1) в соответствие с каналами, присвоенного им. Обозначим p шаг, с которым изменяется частота при переходе от одного узла сети к другому вдоль оси x и q – вдоль оси у.

 

 

 

 

      

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 3.7 – Ось частот используемой полосы

 

Тогда, если разнос между частотами передатчиков С и А (рисунок 3.8) составляет q каналов, а между передатчиками В и А – p каналов, то разнос частот между передатчиками B и C равен s = p - q каналов.

Разработку  ЧТП можно вести разными путями. В любом случае необходимо найти значения p и q, которые позволят определить номера каналов в узлах сети внутри ромба совмещенного канала.

 

q

s

p

B

A

C

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 3.8 – Разнос между предпочтениями

 

Значения  p и q должны выбираться исходя из требуемого частотного разноса между передатчиками, расположенными в вершинах элементарного треугольника. Кроме того, p и q должны удовлетворять уравнениям, определяющим маршруты к вершинам ромба совмещенного канала:

i×p + j×q =k×N                                            (3.3)

(i + j)×p - i×q = k^’×N,                                  (3.4)

где k и k^’ – положительные целые числа.

Эти уравнения можно использовать для  нахождения значений p и q.

Когда числа p и q найдены, то, последовательно продвигаясь от одного узла сети к другому внутри ромба совмещенного канала, начиная с узла 0, и используя полученные p и q, находят номера каналов, которые должны быть присвоены этим узлам.

Если  значение оказывается больше N, номер канала получают как остаток от деления найденного числа на N. Если значение получается отрицательным (присвоение номера канала происходит в направлениях обратных стрелкам на рисунке 3.8), то к нему прибавляют N до получения положительного числа. Во всех случаях номер канала m должен удовлетворять условию: 0 £ m £ N-1.

 

9. Что вкл. в себя процедура построение ЧТП на основе идеализированной сети?

 

Процедура построения ЧТП на основе идеализированной сети включает:

- определение  числа частот (передатчиков), которые  необходимы для обслуживания  при отсутствии ограничений на  размеры обслуживаемой территории;

- распределение  частот внутри ромба совмещенного  канала, исходя из требований  частотного разноса между передатчиками,  размещаемыми в соседних узлах  сети;

- оценку  внутрисистемной совместимости  проектируемой сети;

- оценку  межсистемной совместимости сети  и ее окружения;

- коррекцию  ЧТП по результатам оценки  ЭМС (при необходимости).

 

10. Какие интермодуляционные продукты наиболее опасны и почему?

При разработке частотно-территориальных  планов возникает потребность в выборе частот, свободных от интермодуляции определенных порядков. В свою очередь, анализ частотно-территориальных планов сопровождается анализом списка используемых частот на возможность появления определенных порядков интермодуляционных помех. Обе процедуры используют анализ частотных расстроек в формируемых или сформированных списках частот.

 

Наиболее опасными являются двухсигнальные интермодуляционные продукты нечетных порядков и трехсигнальный интермодуляционный продукт третьего порядка.

 

11. Какую цепочку действий реализует процесс ЧТП?

Процесс частотно- территориального планирования реализует цепочку действий: начальное планирование ® анализ ЭМС ® коррекция ЧТП ® анализ ЭМС. Цепочка может быть продолжена до получения нужного результата.