Расчет зоны покрытия базовых станций в системах связи с подвижными объектами

Пороговая чувствительность P_пор, численно равная номинальной мощности сигнала на выходе приёмной антенны, при которой на выходе линейной части приёмника мощность сигнала равна мощности шумов равна:

 Вт, где  – отношение сигнал/шум, дБ,

К – эталонная температура,

 К – температура окружающей среды,

 – коэффициент шума линейной части приёмника,

 – коэффициент передачи фидера.

 Вт.

Определим теперь минимально необходимую напряжённость электрического поля E_мин на входе приёмной антенны, чтобы на её выходе мощность была бы численно равна P_пор. Воспользуемся соотношением:

 дБμВ/м, где  – максимальный КУ ПО.

 дБμВ/м

Для учёта условий экранирования, дифракции и многолучевости, обуславливающих медленные и быстрые замирания сигнала необходимо определить запас по напряжённости электрического поля для обеспечения радиосвязи с требуемой вероятностью.

Таким образом, для того чтобы действующее значение напряжённости поля в точке приёма превышало пороговое с заданной вероятностью необходимо, чтобы выполнялось условие:

 дБμВ/м, где M – запас сигнала по напряжённости поля по быстрым и медленным замираниям.

В свою очередь запас сигнала найдём по формуле:

, где  – при вероятности приема S = 0.99,

 дБ, где   дБ,  дБ.

Таким образом, действующее значение напряжённости в точке приёма:

 дБμВ/м.

5. Расчёт зависимости напряжённости электрического поля от расстояния. Определение зон покрытия и границ зоны обслуживания абонентов.

При определении зоны уверенной необходимо одновременно учитывать быстрые, медленные замирания, внешние шумы и уровень собственных шумов входа радиоприёмного устройства.

Мощность на выходе приёмной антенны ПО:

 Вт, где  – мощность на входе передатчика БС, Вт;

 – потери в фидере, соединяющем передатчик с антенной;

 – коэффициент усиления передающей антенны БС;

 – потери при распространении радиоволн в пространстве;

 – коэффициент усиления приёмной антенны ПО.

Предельное значение , при котором на выходе линейной части приёмника мощность сигнала равна мощности шумов, характеризует пороговую чувствительность по мощности . Следовательно, . Определяем напряжённость поля на входе антенны ПО соответствующего  и :

 дБμВ/м;

 дБμВ/м.

Таким образом, напряжённость поля на входе приёмной антенны (в точке приёма ПО) должна быть с учётом внешних и собственных шумов приёмника ПО:

.

Чтобы учесть быстрые и медленные замирания, к пороговому значению напряжённости поля  необходимо добавить запас по напряжённости поля. Следовательно, для того чтобы радиосвязь произошла успешно, необходимо удовлетворить неравенству:

.

Поскольку L зависит от расстояния r между БС и ПО, то предельные значения r, при котором  будут определять границы зоны радиосвязи с заданной вероятностью приёма S. Наконец, чтобы учесть направленные свойства излучающей и приёмной антенны, следует в формуле КУ антенн БС и ПО выразить, как функцию от θ, где θ – угол, отсчитываемый в горизонтальной плоскости относительно земли.

Графики зависимости напряжённости электрического поля от расстояния:

Юг (θ=270°):

Юго-запад (θ=225°):

Запад (θ=180°):

Северо-запад (θ=135°):

Север (θ=90°):

Северо-восток (θ=45°):

Восток (θ=0°):

Юго-восток (θ=315°):

Расстояния на которых будет уверенный прием радиосигнала по направлениям

Юг = 4,1                                           Север = 2,58

Юго-запад = 3,32                            Северо – восток = 2,82

Запад = 2,72                                     Восток = 3

Северо – запад = 3                          Юго–восток =2,92

Площадь зоны покрытия получилась равной  26,25 км2.

Зона устойчивого приёма

6. Вывод по проделанной работе.

В курсовом проекте я получил навыки расчёта зоны покрытия базовой станции в системе связи с подвижными объектами, а также научился рассчитывать шумы в канале (эфире) и фидере и связанные с ними потери.

В результате расчёта зона покрытия базовой станции площадь покрытия