Сотовые сети

Мобильная связь

Сотовые сети радиосвязи с подвижными объектами

Глубина и частота замираний зависит от характера городской застройки, диапазона частот и скорости движения МС. Глубокие замирания возникают в тех случаях, когда сигналы разных лучей поступают на вход приемника в противофазе, т.е. когда пути их распространения отличаются на нечетное число полуволн. Для рабочей частоты f=900 МГц величина /2=0,166 м. Если подвижный объект движется со скоростью VMC=80 км/ч, то такие глубокие замирания будут наблюдаться через ( / 2 )/ VMC=7,5 мс.
1.4. Влияние высоты установки антенны БС на уровень принимаемого сигнала
При расчете уровня сигнала в точке приема необходимо учитывать волны, отраженные от земной поверхности. Влияние отраженных от поверхности земли лучей на устойчивость связи можно учесть на основании двухлучевой модели (рис. 1.12).

Рис.1.12
Множитель ослабления относительно поля свободного пространства можно представить
следующим образом


где а - коэффициент отражения от поверхности земли; ΔФ - фазовый сдвиг между прямым лучом и отраженным от Земли. Обычно принимают а= -1, поскольку угол падения 9 обычно мал. В этом случае выражение (1.10) можно записать следующим образом

В свою очередь



где Δr = г1 – r2 - разность хода лучей; λ - длина волны.
На основании построений на рис. 1.12 можно записать

где h1 и h2 - высоты установки антенн БС и МС соответственно; d - расстояние от БС до МС. Выражения (1.13) и (1.14) можно переписать в виде

На практике обычно d » hi + h2 , поэтому можно применить известное приближенное
равенство 1 + а / 2, где а « 1

Тогда


Подставляя (1.15) в (1.12) и (1.11), получаем

Характер изменения V при удалении МС от БС иллюстрирует рис. 1.13 для случая h1 =30 м. h2=l,5 ми f=900 МГц.

Рис.1.13
Мощность сигнала на входе приемника МС может быть рассчитана по формуле

26
где P1 - мощность передатчика БС; G1, G2 - коэффициенты усиления антенн БС и МС соответственно; Lo=(4πd/λ)2 - затухание энергии в свободном пространстве. Подставляя (1.16) в (1. 17). находим

Если ΔФ < 0,6 рад, то sin(ΔФ/2) ΔФ/2 и формула (1.18) принимает вид

Выражение (1.19) позволяет установить, что потери энергии на участке распространения будут составлять 40 дБ/дек.
В самом деле, если d1=l км и d2=10 км, то при ппочих равных условиях

Таким образом, мощность сигнала на входе приемника обратно пропорциональна d4, т.е.

где а - коэффициент пропорциональности.
При расчетах потерь энергии в свободном пространстве действует другое правило, а именно 20 дБ/дек, т.е.

Для реальных городских радиотрасс имеем

где γ=2..5.
Величина у не может быть меньше 2, т.к. это значение соответствует свободному про-сграиству.
Из (1.19) также следует, что увеличение высоты установки антенны БС приводит к увеличению уровня сигнала на входе приемника МС примерно на 6 дБ/окт.
В самом деле, удвоение высоты установки антенны БС дает

По вполне понятным причинам высота установки антенны МС не превышает 3 м, поэтому влияние ее высоты на энергетику линии обычно не рассматривают.
Пример 1.1. В сотовой сети мобильной радиосвязи диапазона 900 МГц уровень мощности передатчика БС P1=10 дБВт, усиление антенн G1=6 дБ и G2=0 дБ, затухание в АФТ на передаче и приеме a1=6,5 дБ и a1=3 дБ соответственно, а высоты установки антенн равны h1=30 м и h2=1,5 м. Определить уровень сигнала на входе приемника, если МС находится в двух километрах от БС.
Решение. Рабочая длина волны

Потери энергии в свободном пространстве

КПД АФТ на передаче и приеме


[...]
Начало
[1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] [11] [12] [13] [14] [15] [16] [17] [18] [19] [20] [21] [22] [23] [24] [25] [26] [27] [28] [29] [30] [31] [32] [33] [34] [35] [36] [37] [38] [39] [40] [41] [42] [43] [44] [45] [46] [47] [48] [49] [50] [51] [52] [53] [54] [55] [56] [57] [58] [59] [60] [61] [62] [63] [64] [65] [66] [67] [68] [69] [70] [71] [72]