Расчет электромагнитной обстановки при проектировании системы подвижной радиосвязи. Расчет напряженности поля

7 РАСЧЕТ  ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ  ОБСТАНОВКИ

Важным этапом проектирования системы подвижной радиосвязи (СПР) является расчет электромагнитной обстановки. В зависимости от стадии производимого расчета, можно выделить три этапа: прогнозирование, проектирование и оценка. Все эти этапы являются независимыми друг от друга, тем не менее, каждый из них несет в себе определенную нагрузку и в целом они дополняют друг друга.

Для установления ожидаемых показателей качества систем подвижной радиосвязи на этапе проектирования применяется задача прогнозирования. При этом, необходимо иметь полные сведения о технических характеристиках используемой аппаратуры, самой системе которой будет работать данная аппаратура, а также условий эксплуатации и др. Таким образом заданные показатели системы связи можно получить путем перебора аппаратуры различных производителей с оптимальными техническими характеристиками. Выбор базового варианта стандарта должен основываться, прежде всего на соответствии технических возможностей проектируемой системы требуемым: максимальная емкость системы, возможное количество зон обслуживания, набор сервисных функций, подключение к телефонной сети общего пользования и т.д. Необходимо также произвести анализ территории объекта, на котором предполагается развернуть систему: оценка общей площади обслуживания, определение размеров зданий и типов материалов, из которых они построены (важно выявить наличие конструкций из сильно экранирующих материалов), изучение расположения силовых электрических сетей. На данном этане на проектировщика в некоторой мере влияют сами рамки технического задания, где иногда конкретно указаны стандарт системы связи, требуемое качество обслуживания, и другие качественные показатели.

На этапе оценки осуществляются те же процедуры аналогично задаче прогнозирования, с той лишь разницей, что качественные показатели определяются экспериментально для действующей системы связи. Следует тщательно определить места установки базового оборудования так, чтобы обеспечить непрерывность покрытия зоны обслуживания, т.е. уверенного приема и передачи радиосигнала.

В отличие от выше упомянутых методов, задача проектирования сводится к определению напряженности поля в точке приема, необходимой для обеспечения заданных в техническом задании качественных показателей. То есть решение задачи связано с выбором аппаратуры и проектных решений, обеспечивающих заданные качественные показатели. Сам порядок расчета зависит от назначения системы радиосвязи, от диапазона частот и других условий.

При проектировании, прежде всего необходимо определить факторы, существенно влияющие на работу системы в данных условиях:

-  особенности распространения радиоволн заданного диапазона;

-  виды помех, преобладающих в пункте приема (передачи) и их характеристики;

-  общие характеристики трассы, направления или зоны действия СПР и т.д. После того, как определены факторы, влияющие на работу системы, производится расчет амплитудных, временных и пространственных характеристик радиопомех, преобладающих в заданном диапазоне и пункте.

7.1 Расчет напряженности поля

Согласно общей методике расчета помеховой обстановки [6], требуемая напряженность поля сигнала в пункте приема может быть определена как

Ее = Е_пэф+ R + C ,                                                                                                             (7.1)

где    Е_пэф - среднее эффективное значение напряженности поля помех в зоне приема,

R  - отношение сигнал/помеха, требуемое для достижения заданного качества              приёмприёма, дБ ;

С - защитное отношение, учитывающее характер и глубину флуктуации сигнала и    уроуровня помех во времени, в пространстве или во времени и пространстве.

Среднее эффективное значение напряженности поля помех зависит от рабочего диапазона частот, вида помех, преобладающих на этих частотах в конкретных условиях.

Выделяют три основных вида помех, оказывающих влияние на распространение радиоволн: атмосферные помехи (АП), в том числе космические (КП), индустриальные помехи (ИП) и внутренние шумы (ВШ) приемного устройства.

На рисунке Ж.1 приведены данные о влиянии суммарных помех различного происхождения в соответствующих участках диапазона радиочастот [6].

Необходимо отметить, что, в городской и промышленных зонах преобладающее влияние на качество приема оказывают ИП, создаваемые промышленной и бытовой аппаратурой и системами зажигания автомобилей. Причем, уровень первых напрямую зависит от численности и плотности населения в населенном пункте. Наиболее сильными по амплитуде являются помехи, создаваемые системами зажигания автомобилей. По мере удаления от городской промышленной зоны, увеличивается влияние КП.

Расчет напряженности поля индустриальных помех в городе производится на частоте 1900 МГц для случая, когда прием ведется на автомобильную абонентскую станцию без учета ИП, создаваемых системами зажигания автомобилей.

На рисунке Ж.2 приведен обобщенный прогноз уровней суммарных индустриальных помех, создаваемых промышленной и бытовой аппаратурой на улицах городов с различным числом жителей. Прогноз разработан на основе пятилетних исследований, проведенных