Предварительный расчет частотно-территориального планирования однородной сети подвижной связи

Рисунок 3 – Модель расчета расстояний до мешающих станций

 

 Расстояние  от точки А, это положение   MS, до точек М₁…М₄ это расположение BS с одинаковыми частотными каналами. Тогда расстояние от точки А до точки М₁

 км 

 км 

Зная  эти расстояния можно рассчитать мощности в дБ на входе приемника  по модели Хата.

Если f<1,5 ГГц, то можно применить модель расчета Хата

(L₅₀)_dВ/_город=69,55+26,16lgf-13,88lg(h_BS,eff)-a(h_MS)+(44,9-6,55lg(h_BS,eff))lgd

где поправочный  коэффициент 

a(h_MS)=3,2(lg11,75h_MS)²-4,97 для f≥400МГц

В пригородной  местности потери при распространении  сигнала можно описать формулой

(L₅₀)_dВ=(L₅₀)_dВ/_город-2(lg(f/28))²-5,4

В условиях открытой местности потери описываются  выражением

(L₅₀)_dВ=(L₅₀)_dВ/_город-4,78(lg(f)²+18,33lgf-40,94

МГц.

Произведу расчет модели Хата для городской местности  для каждого расстояния до мешающей станции.

R1: (L₅₀)_dВ/_город=69,55+26,16lg1897-13,88lg9-9+(44,9-6,55lg9)lg0,6=

=113,9дБ;

R2: (L₅₀)_dВ/_город=113,9дБ

R3: (L₅₀)_dВ/_город=69,55+26,16lg1897-13,88lg9-9+(44,9-6,55lg9)lg0,7=

=116дБ;

R4: (L₅₀)_dВ/_город=116дБ;

В пригородной  местности:

R1: (L₅₀)_dВ=0,6-2(lg(1897/28))²-5,4=109,29дБ;

R2: (L₅₀)_dВ=0,6-2(lg(1897/28))²-5,4=109,29дБ;

R3: (L₅₀)_dВ=0,7-2(lg(1897/28))²-5,4=111дБ;

R4: (L₅₀)_dВ=111 дБ;

        В условиях открытой местности:

R1: (L₅₀)_dВ =0,6-4,78(lg1897)²+18,33lg1897-40,94=106,03дБ;

R2: (L₅₀)_dВ=0,6-4,78(lg1897)²+18,33lg1897-40,94=106,03дБ;

R3: (L₅₀)_dВ=0,7-4,78(lg1897)²+18,33lg1897-40,94=100,75дБ;

R4: (L₅₀)_dВ=100,75дБ;

 

1.4Расчет напряженности поля на границе зоны покрытия

 

Сначала находим  мощность тепловых шумов приемника, пересчитанных ко входу 

где n_Т1 выбираем равным 7…9 для частот 800…1000 МГц, и 5…7 для частот 300…800 МГц

Ω – полоса одного радиоканала  в кГц.

Тогда минимально допустимый уровень сигнала на границе  зоны покрытия

где – энергетический запас, выбираем =5…10 дБ,

– отношение сигнал-шум на входе  приемника для систем стандарта  GSM и TDMA ровно 18 дБ.

 

Тогда напряженность  электрического поля на границе зоны покрытия Е, дБВ/М

где f МГц – средняя частота заданного диапазона частот с учетом дуплекса

 

1.5 Предварительное частотное планирование однородной сети подвижной связи

 

В зависимости  от стандарта выбираем полосу частот одного радиоканала  согласно сведений [1]. Зная диапазоны рабочих частот Д_рч, находим количество частотных каналов.

 В сетях PACS частоты несущих колебаний рассчитываем по формулам, для и FDD

                                                          

 

 

 

 

               

         

В полосе 288 кГц используется по4 и 5 временных каналов.

Согласно  ранее приведенным расчетам и  требованиям заданного стандарта  базовые станции должны работать на частотах приведенных в таблице 4.

 

Таблица 4 – Распределение радиоканалов

№ базовой станции	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
№ радиоканалов	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

Зная  вероятность отказа в соте Р_ОТК, и рассчитав и выбрав количество физических (частотно-временных) каналов n, определим трафик соты А_С с помощью графика зависимости вероятности отказа от интенсивности трафика при различном количестве каналов, приведенный на рисунке 6.

 

 

Рисунок 6 – График зависимости вероятности  отказа от интенсивности трафика  при различном количестве каналов

Используя рисунок, определим, что при 52 физических каналов и вероятности отказа, равной 0,025,  интенсивность трафика соты  равна 60 Эрл.

Зная  трафик соты, рассчитаем трафик кластера:

 

А_кл= А_с*С, Эрл     (33)

 

Определим по формуле (3) трафик кластера:

А_кл= 3,5 *12= 42 Эрл

Тогда трафик всей сети определим по формуле (34)

 

А_СЕТИ= А_с*К, Эрл (34)

 

Используя формулу (34), рассчитаем трафик всей сети

А_кл= 3,5*12 = 42 Эрл

Такжеопределим количество пользователей в сети по формуле (35):

 

                                                  (35)

По формуле (35) рассчитаем количество пользователей

 

 

 

     1.6  Моделирование радиопокрытия на электронной географической территории

 

В данном разделе развернем территориальную модель на электронной географической территории ранее рассчитанную территориальную модель. Для расчета радиопокрытия и частотно-территориального планирования используем программу RPS (RadioPlanningSystem), в которой размещена географическая карта местности для моделирования радиопокрытия.

Первую  базовую станцию с координатами (0,0) разместим в населенном пункте Буньково. Остальные базовые станции будут располагаться на расстояниях, рассчитанных в разделе 1.2. Приведем пример построения семи сот на  электронной географической территории,  который показан на рисунке 7.

При построении данной территориальной модели в качестве антенны выбираем тип – всенаправленную(Custom), коэффициент которой выбираем 15 дБ.В качестве приемопередатчика выбираем с мощностью 25 дБ*м, подходящий нам по условию. Высота антенны базовой и мобильной станции равняется 9 м.

Применив  методику по пользованию этой программой и разместив BS, покажем трассу прямой радиовидемости вдоль заданного радиуса соты R = 0,1 км, которая представлена на рисунке7.

 

Рисунок 7 – Графическое представление трассы прямой радиовидимости вдоль заданного радиуса соты

Рисунок 8 – Географическое представление  семи сот с использованием программы RPS

 

В таблице 6 приведены параметры семи размещенных базовых станции.

 

Таблица 6 − Параметры размещения семи BS

 

NBS	Координаты BS		Мощность передатчика, мВт	Чувствительность приемника, В*дБ	Тип антенны и высота, м	Ослабление на расстоянии R, дБ	Зоны Френеля d1/d2, км
	Широта	Долгота
1	55-4-8.78	82-28-41.10	25	-100	9	120	0
2	55-4-24.88	82-29-46.42	25	-100	9	113,8
3	55-4-43.66	82-28-39.7	25	-100	9	116	1.
4	55-4-22.19	82-27-28.24	25	-100	9	111	0
5	55-4-4.75	82-29-44.04	25	-100	9	109	5
6	55-3-48.65	82-27-23.48	25	-100	9	113	7
7	55-3-35.33	82-28-18.27	25	-100	9	124	0

 

Таким образом,  при  моделировании  сети на географической карте местности  улучшились показатели ослабление 106 дБ (худший вариант) по сравнению с 120 дБ. Однако, мы не учитывали изменяющиеся погодные условия, тип застройки в секторе населенного пункта Буньково

 

 

 

     

 

 

 

 

2  РАСЧЕТ И ПОСТРОЕНИЕ МОДЕЛИ БЛОКА СИСТЕМЫ

ПОДВИЖНОЙ СВЯЗИ

 

2.1 Обоснование  и выбор схемы электрической  структурной обработки сигнала  передачи

 

В системах подвижной радиосвязи использоваться передача цифровых сигналов. Для их передачи по каналу радиосвязи необходимо осуществлять кодирование сигналов, потому что цифровые (дискретные) сигналы передавать по каналу не рационально, так как они имеют широкую полосу частот и их вероятностные характеристики не согласуются с характеристиками каналов радиосвязи. Для передачи их по каналу необходимо осуществлять эффективное, помехоустойчивое кодирование, перемежение и скремблирование. После проведения этих операций последним процессом, перед модуляцией, чаще всего является процесс скремблирования. Он необходим для того, чтобы случайное поведение цифрового сигнала не привело к появлению длинных серий нулей и единиц. Сигналу для передачи можно придать квазипериодическую структуру. Для этого напряжения входного цифрового сигнала суммируется по модулю два с сигналом генератора (ПСП). Схема электрическая структурная обработки сигнала передачи представлена на рисунке 9 при воздействии речевого сигнала. В стандарте PAC используется GMSK-манипуляция.

Рисунок 9 – Схема электрическая структурная обработки сигнала передачи

 

2.2  Обоснование выбора порождающего  полинома скредера

 

На рисунке  9 скремблер состоят из генератора ПСП и сумматора по модулю два. Так как скремблер использует логические сигналы на своем входе, то в качестве сумматора по модулю два можно использовать логическое устройство – исключающее ИЛИ.

Скредер состоят из двух одинаковых генераторов  ПСП приемника и передатчика. Для построения схем генераторов ПСП в задании дан порождающий полином g(x). Он представлен в десятичной системе исчисления. Поэтому необходимо десятичное число представить двоичным и записать для него полином где g₀…g_n – значения разрядов двоичного числа 0 или 1. Так как задан порождающий полином, то генератор ПСП будем строить, как генератор М – последовательности. Чтобы его построить необходимо, убедиться, что полином неприводимый и примитивный (порождающий) относительно полинома .

Докажем, что полином  порождающий. Для этого разделим на и получим проверочный полином

Если  получается без остатка, то полином порождающий, а проверочный. Проделаем эту операцию для заданного варианта. =143

Запишем десятичное число 143 в двоичной системе ₂=10001111, а затем полиномом g(x)=X⁸+X⁶+X +1

Затем определяем общее количество разрядов кода по формуле (36)

 

,                                                                      (36)

 

где r – старшая степень порождающего полинома.

Из формулы (36) получим:

 

n₀ = 2^r-1 = 2⁸-1 = 256-1=255

 

X255+1 x255+x253+x248+x247	X8+x6 +x+1
	x247+x245+x243+x241+x239 …..+x+1
x253+x248+x247+1 x253+x251+x246+x245
X251+ x248+x247+ x245+1 X251+x249+x244+x242+x241
……………………… x7+x5+x4+x3+x2+x+1 x7+x5+x4+x3+x2+x+1

 

0

 

Таким образом, разделивна получим проверочный полином ,является порождающим, так как получается целое число без остатка.

 

 

      2.3 Разработка и обоснование схемы электрической функциональной скредера

 

Так как  цифровой автомат М – последовательности имеет порождающий полином  =x⁸+x⁶+x+1, то согласно ему и можно построить схему электрическую функциональную генератора ПСП

 

Рисунок 10 – схема электрическая функциональная генератора ПСП

 

На основе изложенных сведений строим схему электрическую  функциональную цифрового автомата М – последовательности. Для нормального  функционирования генератора М –  последовательности, необходимо в одну из ячеек памяти, записать единичное  значение. Номер ячейки памяти указан в задании N=5.

Схему будем  строить на основе логических элементов, поэтому она должна содержать  ячейки памяти размещенные последовательно. В качестве их будем использовать триггеры (D - триггеры).  Эти триггеры будут образовывать регистр сдвига на n-1 разрядов. Коэффициенты g_nреализуем, как скаляр, на который нужно умножить x⁰,x и т.д. Так как система бинарная, то можем применить нулевое значение, тогда в схеме будет отсутствовать цепь электрического соединения этого коэффициента. Если g_n=1, то цепь электрического соединения будет присутствовать в схеме скремблера.