Проектирование сети беспроводного широкополосного доступа (стр. 3 из 4)

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

	0.5	0.6	0.7	0.8	0.9	0.95	0.99
	0	0.253	0.524	0.842	1.282	1.645	2.326

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.

- Расчет для R=4км:

, 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.

- Расчет для R=6 км:

, дБ;

;

РПСдоп= kтр ×s

РПСдоп= 1,645×8,3= 13,65;