Планирование городской сети сотовой связи стандарта GSM, страница 6

Требуется обеспечить баланс мощностей в соте радиуса Rдля сети сотовой связи, выбранной на первом этапе. Мощность полезного сигнала на входе приёмника pпр, минимально необходимая для обеспечения удовлетворительного качества приёма (его реальная чувствительность pр) должна превышать мощность собственных и внешних шумов на 12-20 дБ. Величина Рр как правило приводится в паспорте, следовательно предметом для оценок эффективности являются определение теоретической зоны вокруг каждой базовой станции, в пределах которой будет выполняться условие  pпр > pр. Главным элементом таких оценок являются расчёты энергетики отдельных радиолиний между базовыми и абонентскими станциями. Эквивалентная схема примерной радиолинии приведена на рисунке 3.

Рисунок 3.- Эквивалентная схема радиолинии

На рисунке обозначены:

Рпрд - выходная мощность передатчика БС,

pпр  - мощность на входе приёмника;

H12 - высоты передающей и приёмной антенн,

Gпрд - коэффициент передачи АФУ передатчика,

Gпрм - коэффициент передачи АФУ приёмника.

Уравнение баланса мощностей в прямом направлении (вниз) БС → АС:

                (1)

Уравнение баланса мощностей в обратном направлении (вверх) АС → БС

(2)  где:

РБСвых., Р АСвых.  - мощности на выходе передатчиков базовой и абонентской станций;

рБСвх. , рАС вх. мощности на входе приёмников базовой и абонентской станций;

LР – потери на трассе распространения;

GБС,GАС – коэффициенты передачи антенно-фидерных устройств (включают потери в сумматорах передатчиков, потери в фидерах и приёмниках -распределителях, усиление в антеннах). При варианте исполнении абонентской станции МТ0 (сотовый телефон) GАС = 0.

В уравнениях (1) и (2) все коэффициенты усиления и ослабления выражены в дБ, а мощности - в дБм.

При расчетах можно использовать следующие параметры абонентских и базовых GSM станций.

В абонентских станциях GSM 900/1800 класса 4/1  максимальная выходная мощность передатчиков  на 900 МГц Р АСвых=2 Вт и 1 Вт на частоте1800 МГц. Чувствительность приемников, т. е. минимальная рАС вх.= «минус» -104дБм в обоих диапазонах.

Чувствительность приемников базовых станций превышает чувствительность абонентских станций за счёт применения дополнительного малошумящего усилителя  и составляет рБСвх = «минус»-111дБм.

При расчёте трассы вниз можно задаться мощностью передатчиков базовой станции и решить уравнение (1). Или необходимую мощность передатчиков базовой станции  определить из уравнения баланса мощностей (3), как необходимо в данной работе:

        (3)

Мощность передатчиков базовых станций РБСвых находится в пределах от 2 Вт до 50 Вт и зависит от варианта исполнения.      

5.2.1. Методика расчёта потерь на трассе

Потери на трассе определяем по модели Окумура-Хата. Модель является аналитической аппроксимацией графиков Окамура, построенных по результатам практических измерений и позволяет рассчитать средние потери для различных типов местности (больших средних и малых городов, пригорода и сельской местности).

Расчёт потерь в диапазоне 900МГц

В диапазоне 900 МГц используются рекомендации Р. 529-2 Международного Союза электросвязи МСЭ (ITU-R).

Условия применимости модели:  частотный диапазон F= 150-1500 МГц;

HБС = 30-200 м; HАС =1-10м.

Потери в городской зоне:

где:

HБС - эффективная высота подъема антенны базовой станции, м;

HАС - высота антенны подвижной станции над уровнем земли, м;

R- расстояние между передатчиком и приемником, км;

F- частота сигнала, МГц;

 -  корректировочный фактор: для малых и средних городов , для больших городов  

Таким образом, с учётом корректировочного фактора потери для малых и средних городов:

для больших городов:

Расчёт потерь в диапазоне 1800 МГц

В диапазоне 1800 МГц расчеты ведут на модели COST 231 Хата [COST 231 TD(90) 119].

Условия применимости модели: частотный диапазон F = 1500-2000 МГц;

HБС = 30-200 м; HАС = 1-10 м.

Средний город и пригородный центр:

где HБС - эффективная высота подъема антенны базовой станции, м,