Электромагнитная совместимость сотовых сетей связи - Радиоэлектроника - Скачать бесплатно
Определим потери на трассе распространения по формулам Хаты:
Городская застройка f=889,6 МГц, h1=30 м - высота расположения антенны
БС EGSM, h2=1 м - высота расположения антенны МС EGSM, rEGSM - расстояние
между МС и БС системы EGSM.
[pic], [pic]
В формулах Хаты рассматривается несколько случаев, в зависимости от
расстояния rEGSM. в данной задаче целесообразно рассматривать только худший
для ЭМС случай, когда rEGSM > 0,1 км (большее расстояние - большие потери).
[pic][pic][pic]
[pic]
?=1, если r < 20 км
[pic]
т.к. расстояние между МС и БС меньше 20 км, то ? = 1;
L = 69,6 + 26,2 log(f) -13,82 log(max {30; Hb })+
+ ? • [44,9 - 6,55log(max{30; Hb })]• logr - a(Hm )– b(Hb)
L=69,6 + 26,21og(889,6) - 13,821og(30) + 1 • [44,9 - 6,551og(30)] •
logrEGSM +1,3-0;
L = 69,6 + 77,3 - 20,41 + 35,2 • logrEGSM + 1,3 = 127,8 + 35,2 •
logrEGSM.
Для трассы распространения БС CDMA - МС CDMA.
Определим потери на трассе распространения по формулам Хаты:
Городская застройка f = 881,25 МГц, h1=30 м - высота расположения
антенны БС CDMA, h2= 1м - высота расположения антенны МС CDMA, rcdma -
расстояние между МС и БС системы CDMA.
[pic] [pic].
В формулах Хаты рассматривается несколько случаев, в зависимости от
расстояния, но в данной задаче целесообразно рассматривать только худший
для ЭМС случай, когда rEGSM > 0,1 км.
[pic]
[pic]
?=1, если r < 20 км
[pic]
т.к. расстояние между МС и БС меньше 20 км, то ? = 1;
L = 69,6 + 26,2 log(f) -13,82 log(max {30; Hb })+
+ ? • [44,9 - 6,55log(max{30; Hb })]• logr - a(Hm )– b(Hb)
L=69,6 + 26,21og(881,25) - 13,821og(30) + 1 • [44,9 - 6,551og(30)] •
logrCDMA +1,3-0;
L = 69,6 + 77,2 - 20,41 + 35,2 • logrCDMA + 1,3 = 127,7 + 35,2 •
logrCDMA.
Для трассы распространения МС EGSM - МС CDMA.
Для оценки ЭМС МС систем связи с различными методами разделения каналов
при их пространственном разнесении в пределах прямой видимости,
целесообразно использовать модель распространения сигналов в свободном
пространстве.
Несущая частота передатчика МС EGSM:^Cegsm~ 889,6 МГц.
А =32,441 + 201grMC + 201gf=32,441 + 201grMC + 201g889,6;
A = 91,42 + 201grMC,[AB]. Где rUc - расстояние между мобильными
станциями CDMA и EGSM, км.
10. Замирание сигнала.
В формулах Хаты потери на замирание полезного сигнала лежат в пределах
3,5-17 дБ, в зависимости от расстояния и распространения выше или ниже
уровня крыш. Т.к. расстояние между БС и МС - не определенно, а сигнал может
идти как выше уровня крыш, так и ниже, то берем наибольшие потери на
замирание 17 дБ.
Для «худшего случая» потери на замирание мешающих сигналов берем 0 ДБ.
Потери в атмосферных осадках сказываются на частотах выше 5 ГГц. На
частотах ниже 5 ГГц потери практически отсутствуют.
|Пара сигнал - |БС EGSM |МС CDMA |
|помеха | | |
| |МС EGSM |БС CDMA |БС CDMA |МС EGSM |
|Параметры |Сигнал |Помеха |Сигнал |Помеха |
|9. Дифракционные | | | | |0 |
|потери | | | | | |
Суммарные потери на трассе распространения подсчитываются с помощью
таблицы сложением значений всех строк.
Потери на трассе распространения.
Характеристики рецептора
13. Коэффициент усиления приемной антенны.
КУ антенны МС - 0 дБ, КУ антенны БС - 14 дБ.
14. Уменьшение коэффициента усиления приемной антенны в направлении
передатчика.
Секторная антенна БС EGSM должна обеспечивать примерно
одинаковое усиление во всех направлениях, в т.ч. и
направлении на БС CDMA. Следовательно, уменьшение КУ антенны БС EGSM
принимаем равное 0 дБ. Антенна МС является всенаправленной, поэтому
уменьшение КУ антенны МС CDMA принимаем равным 0 дБ.
15. Уменьшение коэффициента усиления антенны из-за рассогласования
поляризации.
Принимаем равными 0 дБ.
16. Потери в фидере приемного тракта.
Для приемника БС EGSM: 3 дБ. Для приемника МС CDMA: 0 дБ.
|Пара сигнал - помеха|БС EGSM |МС CDMA |
| |МС EGSM |БС CDMA |БС CDMA |МС EGSM |
|Параметры |Сигнал |Помеха |Сигнал |Помеха |
17. Суммарное усиление антенны определяется с помощью таблицы путем
суммирования значений для сигнала и помехи всех строк таблицы:
Суммарное усиление антенны рецептора.
18. Мощность на входе приемника определяется по результатам проведенных
расчетов по таблице.
Мощность на входе приемника.
|Пара сигнал - помеха|БС EGSM |МС CDMA |
| |МС EGSM |БС CDMA |БС CDMA |МС EGSM |
|Параметры |Сигнал |Помеха |Сигнал |Помеха |
|12. Суммарные потери|-144,8-35,|-94,8-35,|-144,7-35,|-91,42-20|
|на трассе |2logrEGSM |2logrБС |2logrCDMA |logrМС |
|распространения | | | | |
|17. Суммарное |+11 |+11 |0 |0 |
|усиление антенны | | | | |
|рецептора | | | | |
|18. Мощность на |-100,8-35,|-74,5-35,|-91,4-35,2|-118,4-20|
|входе приемника - |2logrEGSM |2logrБС |logrCDMA |logrМС |
|рецептора | | | | |
9. Поправка на несовпадение рабочих частот.
Полоса пропускания на уровне 3 дБ передатчика МС EGSM: ВТ = 6 МГц. Полоса
пропускания на уровне 3 дБ приемника МС CDMA: BR = 1,2 МГц.
Несовпадение частоты приема МС CDMA и передачи МС EGSM равно:
[pic] МГц.
Параметр В позволяющий использовать равен:
[pic]МГц.
Поправочный коэффициент:
K(?F, В) ? -39 дБ.
Полоса пропускания на уровне 3 дБ передатчика БС CDMA: ВТ = 1,2 МГц. Полоса
пропускания на уровне 3 дБ приемника БС EGSM: BR = 6 МГц.
Несовпадение частоты приема БС EGSM и передачи БС CDMA равно:
?F = 889,6 - 881,25 = 8,35 МГц.
Параметр В позволяющий использовать графики на рисунке 1.9. равен:
B = (BR + BT)/2 = (6+1,2)/2 = 3,6 МГц.
По графику на рис. 1.9. поправочный коэффициент K(?F, В) ? -39 дБ.
20. Поправка на ширину полосы частот.
Для пары МС EGSM - МС CDMA:
BR < ВТ, следовательно, по таблице 1.8. коррекция на ширину полосы
пропускания равна 10lg (BR /ВТ) = 10 lg( 1,2/6) = -7 дБ.
Для пары БС CDMA - БС EGSM:
BR > BT, следовательно, по таблице 1.8. коррекция на ширину полосы
пропускания равна 0.
21. Чувствительность приемника.
Чувствительность приемника МС CDMA: -120,65 дБ.
Чувствительность приемника БС EGSM: -107 дБ.
22. Выигрыш в отношениях S/N и I/N при детектировании.
Выигрыш в отношениях S/N и I/N в приемнике МС CDMA при детектировании
составляет 23 дБ.
Так как в приемнике БС EGSM не предусмотрено никаких специальных
средств или приемов по выделению сигналов при детектировании, то отношения
S/N и I/N останутся такие же, как и на входе детектора.
23. Отношение S/N и I/N на выходе детектора.
Отношения S/N для полезного сигнала и I/N для помехи с помощью таблицы,
просуммировав данные соответствующих столбцов, беря значения строки 21
(чувствительность приемника) со знаком "минус".
24. Отношение сигнал/(помеха+шум).
Определяется по итоговым данным строки 23 таблицы 1.9. следующим
образом:
S/(N+I)=S/N-I/N
Отношение S/N и I/N на входе детектора приемника.
|Пара сигнал - помеха|БС EGSM |МС CDMA |
| |МС EGSM |БС CDMA |БС CDMA |МС EGSM |
|Параметры |Сигнал |Помеха |Сигнал |Помеха |
|23. Отношение S/N и |+6,2-35,2l|-13,5-35,|+52,3-35,2|-36,7-20l|
|I/N на выходе |ogrEGSM |2logrБС |logrCDMA |ogrМС |
|детектора | | | | |
|24. Отношение |+19,7+35,2log(rБС / |+89-35,2logrCDMA+20lg|
|S/(N+I) |rEGSM) |rМС |
Оценка условий обеспечения ЭМС
Для пары БС CDMA – БС EGSM
Минимально допустимый уровень сигнала, при котором обеспечивается
приемлемое качество речи, в системе EGSM равен 9 дБ. Это значит, что
расстояние между МС и БС системы EGSM, rEGSM, при котором уровень сигнала
будет больше 9 дБ, находится из условия:
[pic]
[pic]
Расстояние rБС между источником и рецептором помехи для пары БС CDMA –
БС EGSM, при котором она может влиять на соотношение S/(N+I) , можно найти
из неравенства:
[pic]
[pic]
Если rБС меньше 413 м, то необходимо оценить уровень S/(N+I), который
должен быть больше 9 дБ:
[pic]
Для пары МС CDMA – МС CDMA
Минимально допустимый уровень сигнала, при котором обеспечивается
приемлемое качество речи, в системе CDMA равен 5.5 дБ. Внутрисистемные
помехи в системе CDMA поднимают минимально допустимый уровень сигнала на 8
дБ. Это значит, что расстояние между МС и БС системы CDMA, rCDMA, при
котором уровень сигнала будет больше 5,5+8=13,5 дБ, находится из условия:
[pic]
[pic]
Расстояние rМС между источником и рецептором помехи для пары БС CDMA -
БС EGSM, при котором она может влиять на соотношение S/(N+I), можно найти
из неравенства:
[pic]
[pic]
Если rМС < 15 м, то необходимо оценить уровень S/(N+I), который должен
быть больше 13,5 дБ:
[pic]дБ.
При оценке ЭМС сетей CDMA и EGSM не были учтены потери сигналов на
проникновение в здания, автотранспорт и т.д. Влияние этих потерь уменьшает
зону обслуживания сотовых сетей связи, но не сказывается на уровнях
мешающих сигналов МС EGSM и БС CDMA. Антенны БС обеих систем располагаются
на улице, следовательно, потери на проникновение сигнала от БС CDMA к БС
EGSM отсутствуют. Расстояние, при котором сигнал МС EGSM может влиять на
приемник МС CDMA - невелико, а значит можно считать, препятствия (а
следовательно и потери на проникновение) между ними отсутствуют.
Выводы по результатам оценки ЭМС систем EGSM-900 и CDMA-800 в Москве:
Разнос БС CDMA и EGSM на расстояние 410 и более метров, обеспечивает
ЭМС БС этих систем. Это расстояние можно уменьшить, применяя специальные
преселекторы и/или фильтры.
Разнос МС CDMA и EGSM на расстояние 15 и более метров обеспечивает ЭМС
МС этих систем. Но, т.к. расстояние между МС - случайный фактор, обеспечить
защитное расстояние между МС - нельзя. Если принять, что МС будут
находиться на расстоянии не ближе 0,5 м, то из-за мешающего сигнала МС
EGSM, зона обслуживания БС CDMA уменьшается:
[pic];
[pic]
Если учитывать потери на проникновение в здания, автотранспорт и т.д.,
равные 20 дБ, то на уровень помехи они не скажутся (расстояние между МС 0,5
м, следовательно, ни о каких потерях проникновения не может быть и речи), а
зона обслуживания БС CDMA составит:
[pic];
[pic]
Зона обслуживания 1,8 км для системы CDMA вполне приемлема, т.к. она
определяется в основном параметрами обратной линии связи, т.е. параметрами
сигнала МС CDMA - БС CDMA. Зона обслуживания МС CDMA немного больше зоны
обслуживания МС EGSM, и составляет 1...2 км. При уменьшении расстояния
между МС до 10 см, зона обслуживания БС CDMA уменьшается до 750 м, что уже
нежелательно.
Т. к. нахождение двух одновременно работающих МС двух разных систем
CDMA и EGSM на расстояние меньше полуметра, - событие очень маловероятное,
то можно считать, что ЭМС МС CDMA и EGSM - обеспечивается.
Технико-экономическое обоснование расчета ЭМС сотовых сетей связи
Для оценки новизны, технического уровня, технико-экономической и
эксплутационной прогрессивности, качества и конкурентоспособности
необходимо дать характеристику НТПр со следующих позиций: предназначение
продукции, особенности и отличия от продукции конкурентов, основные
качества (свойства), защищенность патентами и свидетельствами. Также
необходимо определить затраты, цену, величину прибыли на единицу продукции,
другие преимущества и организацию технического обслуживания и сервиса.
После выбора наиболее существенных свойств, изменяющих уровень текущих
затрат при создании НТПр, производстве, эксплуатации техники или
программного продукта, являющихся ее результатом, определяется научно-
техническая прогрессивность результатов НТПр:
[pic]
где [pic], [pic] - обобщенный количественный показатель научно-
технического уровня НТПр взятой за базу сравнения и НТПр являющейся
результатом дипломной работы.
В качестве базы сравнения может быть принята передовая отечественная
НТПр, а также зарубежная и теоретически возможная в будущем.
После выбора база сравнения заполняется таблица для оценки научно-
технического уровня НТПр.
|Существенные |Уровень свойств |Уровень свойств |Значение |
|свойства НТПр |НТПр выбранной за |НТПр являющейся |весового |
| |базу сравнения |результатом |коэффициента |
| | |дипломной работы | |
|Кол-во циклов |204 |102 |0,5 |
|измерений | | | |
|Кол-во циклов |204 |204 |0,3 |
|расчета | | | |
|Точность метода |0,05 |0,03 |0,15 |
|Длительность цикла |15 |30 |0,05 |
|расчета | | | |
Обобщенный количественный показатель научно-технического уровня как для
базовой НТПр, так и для разрабатываемой определяется с помощью
среднеарифметической взвешенной:
[pic]
где [pic] - значение j-го показателя i-го признака (свойства НТПр,
выраженного в соответствующих единицах измерения, либо в баллах);
[pic] - значение весового коэффициента i-го признака (свойства) НТПр,
выраженного в процентах либо в долях единицы.
[pic]
Для проведения корректного расчета научно технической прогрессивности
обобщенный количественный показатель научно-технического уровня, как для
базовой НТПр, так и для разрабатываемой, необходимо принять обратно
пропорциональным т.к. положительным эффектом дипломной работы является
снижение количества проводимых измерений и замена их расчетными величинами.
В результате выражение для научно-технической прогрессивность результатов
НТПр примет вид:
[pic]
Определим научно-техническую прогрессивность результатов НТПр:
[pic]
Определение затрат и цены на НТПр
Затраты на создание НТПр [pic] определяются укрупненно по удельному весу
наиболее простой для расчета статьи калькуляции, отражающей зарплату труда
персонала, занятого в создании НТПр:
[pic],
где [pic] - оплата труда персонала в соответствии с действующими
системами и формами оплаты труда; [pic] - удельный вес оплаты труда с
начислениями в общих затратах на создание НТПр.
Оплата труда персонала составит:
[pic]р.
Удельный вес оплаты труда с начислениями в общих затратах на создание
научно-технической продукции: [pic].
Затраты на создание НТПр:
[pic] р.
Цена на НТПр, имеющая целью создание новой техники, технологии,
вычислительных технологических средств и программного обеспечения,
определяется исходя из принципа обеспечения безубыточности деятельности
организации (предприятия), получения прибыли, позволяющей выплатить
обязательные платежи в бюджет и инвестировать расширение ее деятельности.
Цена первоначальной продажи (цена предложения) [pic] определяется как
[pic],
где [pic] - текущие затраты на создание НТПр; [pic] -
|
