5.1 Расчет межсистемной ЭМС

Требуется провести анализ ЭМС между двумя базовыми станциями (БС) двух различных стандартов сотовой связи (CDMA и D-AMPS), с целью их взаимной беспомеховой (корректной) работы.

Ниже приведены исходные данные, необходимые для расчета:

Характеристика	CDMA	GSM	D-AMPS
Рабочий диапазон	824-840 869-894	880-915	824-840 869-894
Мощность передатчика БС, дБ	40	40	40
Чувствительность приемника БС, дБ	-102	-107	-90
К-нт усиления антенны РПД в направлении на РПМ GРПД(цРПМ),дБ	16	14	16
К-нт усиления антенны РПМ в направлении на РПД GРПМ(цРПД),дБ	16	0	16
Разнос каналов, кГц	1250		30
Защитное отношение (сигнал/помеха), дБ	7	9	9
Среда распространения радиоволн	Город	Город	Город

Как видно из таблицы рассчитывать ЭМС сетей EGSM и D-AMPS не имеет смысла, т.к. рабочие диапазоны частот не совпадают.

БС CDMA - приемник помехи

БС D-AMPS источник помехи

Обе БС работают на одной несущей частоте f = 830 МГц, вследствие этого создают друг другу помехи

1. Начнем расчет с нахождения POI:

POI -- мощность радиопомехи на входе РПМ (БС CDMA), дБВт.

POI = PРПД + GРПД(цРПМ) + GРПМ(цРПД) + UРПД + UРПМ + N(дf) - L(R),

Нам известно, что:

PРПД = 40дБ (мощность радиопередатчика источника радиопомех)

GРПД(цРПМ) = 16дБ (к-нт усиления антенны РПД в направлении на РПМ)

GРПМ(цРПД) = 16дБ (к-нт усиления антенны РПМ в направлении на РПД)

UРПД = 1,51дБ (затухание в антенно-фидерном тракте РПД)

UРПМ = 0,1дБ (затухание в антенно-фидерном тракте РПМ)

N(дf) = 1 дБ (ослабление радиопомехи в линейном тракте РПМ)

L(R) - потери на трассе распространения сигналов от РПД (в данном случае источника радиопомех) к РПМ (рецептору радиопомех), дБ.

POI = 40+16+16+1,51+0,1+1- L(R) =74,61- L(R);

Т. к. среда распространения радиоволн - город, далее считаем.

Потери в городе:

LГ = 69,55 + 26,16 lgf - 13,82 lg(hБС) - a(hАС) + k[44,9 - 6,55 lg(hБС)] lgR,

где

HБC =30 м.(высота антенны базовой станции)

hAC =1,5 м. (высота антенны абонентской станции)

R=0,5 км (протяженность трассы - расстояние между базовыми станциями)

Коэффициент k позволяет расширить действие модели для протяженности трассы до 100 км:

k =1 для R<20 км,

Поправочный коэффициент на высоту абонентской станции:

a(hAC) = (1,1lgf - 0,7) hAC - 1,56 lgf + 0.8

LГ =69,55+76,36-20,41-10,6=114,9 дБ

Суммарные потери на трассе распространения радиоволн составляют 114,9 дБ.

Теперь мощность радиопомехи с учетом потерь в городе:

POI =74,61-114,9=-40дБ

Далее применяя уравнение ЭМС РЭС, определяем возможна ли взаимная беспомеховая работа двух базовых станций

- уравнение ЭМС РЭС,

где:

k=1,65 (коэффициент, учитывающий допустимый процент времени ухудшения качества радиосвязи ниже заданного уровня)

у = 6 дБ

РМИН = -102 дБ (чувствительность приемника)

A=9 дБ (защитное отношение сигнал/помеха)

-102-(-40)> 9+1,65(0,4)6

-62>15 -Неравенство не выполняется.

Вывод: взаимная беспомеховая работа невозможна.

Так как стандарт CDMA-широкополосный, с кодовым разделением каналов и передатчик его БС обладает меньшей излучаемой мощностью, нежели передатчик БС стандарта D-AMPS, то дальнейшие рекомендации, в первую очередь, будут относиться к настройке, установке и использованию БС стандарта D-AMPS. Итак, если неравенство не выполняется, то необходимо:

Уменьшить мощность РРПД БС стандарта D-AMPS, что в свою очередь приведет к уменьшению обслуживаемой зоны.

Уменьшение GРПД(цРПМ) - коэффициента усиления антенны РПД в направлении на РПМ. Это достигается применением направленных
(секторных) антенн и их ориентацией в пространстве.

Уменьшение GРПМ(цРПД) - коэффициента усиления антенны РПМ в направлении на РПД. Это достигается применением направленных (секторных) антенн и их ориентацией в пространстве.

Изменение несущей частоты БС D-AMPS.

5.2 ЭМС сотовых систем связи EGSM-900 и CDMA-800 в Москве

Исходные данные для расчета

Проблема электромагнитной совместимости (ЭМС) сотовых систем различных стандартов, действующих на одной территории, может возникнуть, если рабочие полосы частот в предусмотренных для этих систем диапазонах перекрываются или защитный интервал между ними недостаточен. Особенно тщательного исследования требует случай, когда одна из систем уже развернута и функционирует в выделенных для нее рабочих полосах частот, а вторая планируется к развертыванию на той же или сопредельной территории при дефиците частотных полос.

Оценка ЭМС систем EGSM-900 и CDMA-800 в Москве.

Распределение рабочих полос частот систем CDMA-800 (передача с БС; передача с МС) или (прием на МС; прием на БС):

* по России в целом: (873...876 МГц; 828...831 МГц) МГц;

* в Москве: (879...882 МГц; 834...837 МГц).

Полоса, выделенная для стандарта EGSM-900: 880...915 МГц. Следовательно, частотные полосы систем не только перекрываются, но, фактически, часть рабочей полосы частот EGSM-900 приходится на ранее выделенную и занятую полосу системы связи CDMA-800. В связи со сложившейся ситуацией необходимо провести оценку ЭМС этих двух систем.

Из анализа частот EGSM и CDMA в Москве, следует, что излучение передатчика БС CDMA воздействует на приемник БС EGSM. В свою очередь излучение передатчика МС EGSM воздействуют на приемник МС CDMA.

При анализе ЭМС проводится расчет для следующих исходных данных:

1. Характеристики передатчика БС CDMA:

Максимальная мощность излучения БС CDMA: PБС CDMA = 17 Вт;

Рабочая частота передатчика БС CDMA: fБС CDMA = 881,25 МГц (г.Москва);

Полоса пропускания на уровне 3 дБ передатчика БС CDMA: 1,2 МГц;

Потери радиочастотного кабеля, включая потери на радиочастотном разъеме: 3 дБ;

Высота установки антенны передатчика БС CDMA: HБС CDMA =30 m;

КУ секторной антенны передатчика БС CDMA: GБС CDMA = 14 дБ;

Уровень внеполосного излучения БС CDMA при отстройке от несущей на МГц и более: менее -44 дБ;

2. Характеристики приемника МС CDMA:

· Частота приема МС CDMA: 881,25 МГц (г. Москва);

· Полоса пропускания на уровне 3 дБ приемника МС CDMA: 1,2 МГц;

· Выигрыш в отношении S/(N+I) при использовании кодирования: 23 дБ;

· КУ антенны приемника МС CDMA: GМС CDMA = 0 дБ;

· Чувствительность приемника МС CDMA: -120,65 дБ;

· Уровень внутрисистемной помехи в системе CDMA: 8 дБ;

Требуемое отношение S/(N+I) в системе CDMA: 5,5 дБ;

3. Характеристики передатчика МС EGSM:

Мощность излучения МС EGSM: PМС EGSM = 2 Вт;

Несущая частота передатчика МС EGSM: fМС EGSM = 889,6 МГц;

Полоса пропускания на уровне 3 дБ передатчика МС EGSM: 6 МГц;

Уровень внеполосного излучения МС EGSM при отстройке от несущей на 0,5 МГц и более: менее -60 дБ;

КУ антенны передатчика МС EGSM: GМС EGSM = 0 дБ;

4. Характеристики приемника БС EGSM:

Частота приема БС EGSM: fБС EGSM = 889,6 МГц;

Полоса пропускания на уровне 3 дБ приемника БС EGSM: 6 МГц;

Высота установки антенны приемника БС EGSM: HБС EGSM = 30 м;

КУ секторной антенны приемника БС EGSM: GБС EGSM = 14 дБ;

Чувствительность приемника БС EGSM: -107 дБ;

Требуемое отношение S/(N+I) в системе EGSM: 9 дБ;

5. Условные характеристики трасс распространения сигналов:

Условия распространения сигнала передатчик БС CDMA - приемник БС EGSM: городская застройка;

Условия распространения сигнала передатчик БС CDMA - приемник МС CDMA: городская застройка;

Условия распространения сигнала передатчик МС EGSM - приемник МС CDMA: прямая видимость (распространение в свободном пространстве);

Условия распространения сигнала передатчик МС EGSM - приемник БС EGSM: городская застройка.

Анализ параметров источников полезного и мешающего сигналов

1. Мощность передатчиков:

Для передатчика БС CDMA:

, дБм;

Для передатчика МС EGSM:

, дБм.

2. Уменьшение уровня мощности мешающего сигнала на гармониках:

Частоты приемника МС CDMA и передатчика МС EGSM примерно равны:

, МГц.

Значит, уменьшение уровня мощности мешающего сигнала на гармониках отсутствует.

Частоты приемника БС EGSM и передатчика БС CDMA примерно равны:

МГц.

Значит, уменьшение уровня мощности мешающего сигнала на гармониках отсутствует.

3. Потери в фидерах:

Для передатчика БС CDMA: 3 дБ.

Для передатчика МС EGSM: 0 дБ.

4. Усиление антенн:

КУ секторной антенны передатчика БС CDMA: GБС CDMA = 14 дБ.

КУ антенны передатчика МС EGSM: GМС EGSM = 0 дБ;

5. Уменьшение уровня мощности для частот передатчика, лежащих вне рабочей полосы частот.

Уровень внеполосного излучения БС CDMA при отстройке от несущей на 2 МГц и более: менее -44 дБ;

Уровень внеполосного излучения МС EGSM при отстройке от несущей на 0,5 МГц и более: менее -60 дБ;

6. Уменьшение коэффициента усиления антенны передатчика в направлении рецептора.

Секторная антенна БС CDMA должна обеспечивать примерно одинаковое усиление во всех направлениях, в т.ч. и направлении на БС EGSM. Следовательно, уменьшение КУ антенны БС CDMA принимаем равное 0 дБ.

Антенна МС является всенаправленной, поэтому уменьшение КУ антенны МС EGSM принимаем равным 0 дБ.

Итоговые данные по уровню эффективно передаваемой мощности.

С помощью расчета параметров передатчиков, полученные результаты сводятся в таблицу. Для нахождения результата необходимо сложить все строки таблицы.

5.3 Потери энергии на трассе распространения радиоволн 8, 9. Медианные и дифракционные потери

Для трассы БС CDMA - БС EGSM.

Определим потери на трассе распространения по формулам Hata:

h 1 = h2 = 30м - высоты антенн БС.

Hm = min(h1, h2) = 30 м, Hb = max(h1, h2) = 30 м.

Для r > 0,1 км, городская застройка, f = 881,25 МГц:

;

;

б=1 при r < 20 км;

,при 20 < r < 100 км

т.к. берем расстояние между БС меньше 20 км, то б = 1;

L = 69,6 + 26,2 log(f) - 13,82log(max{30; Hb })+

+ б [44,9-6,55log(max{30;Hb})]logr-a(Hm)-b(Hb)

L = 69,6+26,2 log(881,25) - 13,821og(30)+1[44,9 - 6,551og(30)]log(r) - 31,6;

L = 69,6 + 77,2 - 20,4 + 35,2log(r) - 31,6;

L = 94,8 + 35,2 log(rБС).

Где rБС - расстояние между базовыми станциями CDMA и EGSM, км.

Для трассы распространения МС EGSM - БС EGSM.

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.

,

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).

,

,

б=1, если r < 20 км

,

т.к. расстояние между МС и БС меньше 20 км, то б = 1;

L = 69,6 + 26,2 log(f) -13,82 log(max {30; Hb })+

+ б * [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.

.

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.

,

,

б=1, если r < 20 км

,

т.к. расстояние между МС и БС меньше 20 км, то б = 1;

L = 69,6 + 26,2 log(f) -13,82 log(max {30; Hb })+

+ б * [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.

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.

Суммарные потери на трассе распространения подсчитываются с помощью таблицы сложением значений всех строк.

Потери на трассе распространения.

Характеристики рецептора

Коэффициент усиления приемной антенны.

КУ антенны МС - 0 дБ, КУ антенны БС - 14 дБ.

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.

Пара сигнал - помеха	БС EGSM	МС CDMA
	МС EGSM	БС CDMA	БС CDMA	МС EGSM
Параметры	Сигнал	Помеха	Сигнал	Помеха
	+дБ	-дБ	+дБ	-дБ	+дБ	-дБ	+дБ	-дБ
8. Медианные потери	-127,8-35,2logrEGSM	-94,8-35,2logrБС	-127,7-35,2logrCDMA	-91,42-20logrМС
9. Дифракционные потери					0
10. Потери при замирании сигнала (интерференция)		17		0		17		0
11. Потери в атмосферных осадках		0		0		0		0
12. Суммарные потери на трассе распространения	-144,8-35,2logrEGSM	-94,8-35,2logrБС	-144,7-35,2logrCDMA	-91,42-20logrМС

Уменьшение коэффициента усиления антенны из-за рассогласования поляризации.

Принимаем равными 0 дБ.

Потери в фидере приемного тракта.

Для приемника БС EGSM: 3 дБ. Для приемника МС CDMA: 0 дБ.

Суммарное усиление антенны определяется с помощью таблицы путем суммирования значений для сигнала и помехи всех строк таблицы:

Суммарное усиление антенны рецептора.

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
	+дБ	-дБ	+дБ	-дБ	+дБ	-дБ	+дБ	-дБ
7. Уровень эффекнивной передаваемой мощности	+33	+9,3	+53,3	-27
12. Суммарные потери на трассе распространения	-144,8-35,2logrEGSM	-94,8-35,2logrБС	-144,7-35,2logrCDMA	-91,42-20logrМС
17. Суммарное усиление антенны рецептора	+11	+11	0	0
18. Мощность на входе приемника - рецептора	-100,8-35,2logrEGSM	-74,5-35,2logrБС	-91,4-35,2logrCDMA	-118,4-20logrМС

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:

МГц.

Параметр В позволяющий использовать равен:

МГц.

Поправочный коэффициент:

K(ДF, 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:

ДF = 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(ДF, В) ? -39 дБ.

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.

Чувствительность приемника

Чувствительность приемника МС CDMA: -120,65 дБ.

Чувствительность приемника БС EGSM: -107 дБ.

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.

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".

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
	+дБ	-дБ	+дБ	-дБ	+дБ	-дБ	+дБ	-дБ
18. Мощность на входе приемника	-100,8-35,2logrEGSM	-74,5-35,2logrБС	-91,4-35,2logrCDMA	-118,4-20logrМС
19. Поправка на несовпадение рабочих частот				39				39
20. Поправка на ширину полосы				7				0
21. Чувствительность приемника		-107		-107		-120,7		-120,7
22. Выигрыш на детекторе	0	0	+23	0
23. Отношение S/N и I/N на выходе детектора	+6,2-35,2logrEGSM	-13,5-35,2logrБС	+52,3-35,2logrCDMA	-36,7-20logrМС
24. Отношение S/(N+I)	+19,7+35,2log(rБС / rEGSM)	+89-35,2logrCDMA+20lgrМС

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:

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:

Если rБС меньше 413 м, то необходимо оценить уровень S/(N+I), который должен быть больше 9 дБ:

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:

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:

Если rМС < 15 м, то необходимо оценить уровень S/(N+I), который должен быть больше 13,5 дБ:

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.

5.4 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:

;

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:

;

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.

56. 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:

где , - 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.

Обобщенный количественный показатель научно-технического уровня как для базовой НТПр

Существенные свойства НТПр	Уровень свойств НТПр выбранной за базу сравнения	Уровень свойств НТПр являющейся результатом дипломной работы	Значение весового коэффициента
Кол-во циклов измерений	204	102	0,5
Кол-во циклов расчета	204	204	0,3
Точность метода	0,05	0,03	0,15
Длительность цикла расчета	15	30	0,05

так и для разрабатываемой определяется с помощью среднеарифметической взвешенной:

где - значение j-го показателя i-го признака (свойства НТПр, выраженного в соответствующих единицах измерения, либо в баллах);

- значение весового коэффициента i-го признака (свойства) НТПр, выраженного в процентах либо в долях единицы.

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:



Определим научно-техническую прогрессивность результатов НТПр:

Определение затрат и цены на НТПр

Затраты на создание НТПр определяются укрупненно по удельному весу наиболее простой для расчета статьи калькуляции, отражающей зарплату труда персонала, занятого в создании НТПр:

,

где - оплата труда персонала в соответствии с действующими системами и формами оплаты труда; - удельный вес оплаты труда с начислениями в общих затратах на создание НТПр.

Оплата труда персонала составит:

р.

Удельный вес оплаты труда с начислениями в общих затратах на создание научно-технической продукции: .

Затраты на создание НТПр:

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) определяется как

,

р.

Стадия	Трудоемкость, чел./ч.	Исполнители	Часовая ставка, р.	Средняя дневная часовая ставка, р.	Заработная плата, р.	Заработная плата с учетом премии, р.
		Должность	численность
1.Анализ помех, создаваемых станциями сотовых сетей	10	Ведущий инженер Инженер	1 1	60,8 43,8	52,3	523	653,75
2.Анализ существующих методов оценки помехоэмиссии	5	Ведущий инженер Инженер	1 1	60,8 43,8	52,3	261,5	326,88
3.Оптимизация методик по исследованию излучаемых ЭМП	20	Ведущий инженер Инженер Технолог	1 1 1	60,8 43,8 35,5	46,7	934	1167,5
4.Проведение расчета ЭМС между сотовыми сетями	100	Ведущий инженер Инженер Лаборант	1 2 2	60,8 43,8 30,2	41,76	4176	5220
6.Анализ полученных результатов	50	Ведущий инженер Инженер	2 1	60,8 43,8	55,13	2756,5	3445,62

где - текущие затраты на создание НТПр; - оплата труда персонала в общих текущих затратах на создание НТПр;

- уровень рентабельности (прибыли по отношению к оплате труда персонала), обеспечивающий безубыточность деятельности (=200-400%).

Оценка экономической эффективности НТПр

Влияние НТПр на экономические показатели в науке, производстве и эксплуатации разнообразно. Наиболее достоверным методом, позволяющим зафиксировать экономическое действие результатов конкретной НТПр, является анализ экономических показателей и локальная оценка (расчетная или экспертная) происходящих при этом изменений каждого из них.

Экономический эффект определяется как годовая экономия на текущих затратах, причем во внимание принимают изменяющиеся статьи затрат.

Если результаты НТПр находят применение в сфере науки, то экономический эффект отражает экономию на текущих затратах при выполнении других видов НТПр. Эта экономия является следствием усовершенствования теории и методики эксперимента, испытаний и вычислительных работ в связи с применением более высоких уровней математических моделей, алгоритмических языков и рациональным использованием ЭВМ.

Величина определяется в зависимости от характера проводимого исследования: для тем, связанных с совершенствованием методики и техники испытаний,

,

где ч - длительность цикла испытаний; - коэффициент совершенства применяемых математических моделей и совершенства программирования (определяется по соотношению трудоемкостей программирования задач); n=408 - среднегодовое число циклов испытаний; р/ч - затраты (текущие) на проведение одного цикла испытаний (определяются по данным предприятия) в расчете на соответствующую единицу времени.

р

Уровень экономической эффективности капиталовложений на НТПр по результатам в сфере науки:

.

Размер доли экономического эффекта в пользу разработчика НТПр определяется укрупненно, пропорционально затратам всех участников создания и применения (эксплуатации) соответствующей НТПр.

Выводы

В результате проведенных вычислений получили уровень экономической эффективности E=1,2 и экономию ЭНТПр=360 000 рублей.

7. Охрана труда и окружающей среды

7.1 Охрана труда при проведении расчета электромагнитной совместимости сотовых сетей связи

В данной дипломной работе проводится исследование проблем электромагнитной совместимости (ЭМС) сетей сотовой связи. Основными источниками помех для станций сотовой связи являются станции сотовой связи других сетей. В задачу оператора ставится произвести с помощью ЭВМ расчет ЭМС станций сотовых сетей связи:

Proccesor Intel Pentium,

1000 MHz,

Memory 256mb ram,

Computer name t2y9v7,

Direct version direct 7/0 (4.07-00.0716).

Анализ условий труда:

1.Санитарно-гигиенические факторы

В помещении в теплый период года температура воздуха 12-30°С, в холодный период 16-24° С, по ГОСТ12.1005.88 температура воздуха в помещении в холодный период года должна быть от 22 до 24 °С, в теплый период от 23 до 25 °С. параметр не удовлетворяет.

Относительная влажность в помещении в теплый период года 30-90%, в холодный 40-70%,по ГОСТ12.1005.88 этот параметр находится в пределах 40-60% в холодный и теплый периоды года, данный параметр не удовлетворяет.

Скорость движения воздуха в помещении составляет 0.3-0.8м/с, по ГОСТ 12.005.88 скорость движения воздуха на рабочем месте оператора 0.1м/с, то есть данный параметр не удовлетворяет.

1.4.1. Шум в помещении создается вентилятором системного блока и принтером, общий уровень шума составляет 45дБ*А, и соответствии с ГОСТ12.1003-83 общий уровень шума должен не превышать 75дБ*А, то есть
параметр удовлетворяет.

1.4.2. Вибрация на рабочем месте передается через опорные конструкции здания от системы вентиляции воздуха, уровень вибрации составляет 60дБ, по ГОСТ12.1.012-90 норму вибрационной нагрузки определяют не выше 75дБ (при длительном воздействии вибрации не менее 8 часов), делаем вывод, что параметр удовлетворяет.

1.4. Электростатический потенциал дисплея компьютера равен 460В, по ГОСТ 12.1.006-84 этот параметр не должен превышать 500В, следовательно, параметр удовлетворяет.

1.5. Напряженность электромагнитной составляющей переменного электромагнитного поля на расстоянии 50см от экрана дисплея составляет 1.9 В/м, по ГОСТ12.1.006-84 напряженность не должна превышать 2.5В/м, то есть параметр удовлетворяет.

На расстоянии 50см от экрана плотность магнитного потока равна 18нТл, а по ГОСТ 12.1.006-84 плотность магнитного потока не должна превышать 2.5 В/м, следовательно параметр удовлетворяет.

Мощность эквивалентной дозы рентгеновского излучения от экрана дисплея составляет 3.2бэр/год, в соответствии с НРБ-99 мощность эквивалентной дозы не больше 5бэр/год, следовательно, параметр удовлетворяет.

1.8. Наименьшим объектом различения является точ_и, ее минимальный размер 0,24мм, фон средний, контрастность объекта различения средняя, при таком характере зрительной работы согласно нормам СниП23-5-95 освещенность должна быть не менее 400 лк (для разряда работы 1-2), но в помещении освещенность достигает только 270 лк, что не удовлетворяет норме.

2. Психофизиологические факторы.

Психофизиологические факторы, влияющие на работу оператора, преимущественно определяются характером его зрительной работы, а именно постоянным контактом с дисплеем компьютера. ГОСТ Р 50948-96 и его приложения определяют критические величины, за которые не должны заходить параметры, влияющие на данные факторы.

Приложение В.

Параметр	Фактические	Диапазон значений
	значения	параметра по ГОСТ
	параметра	Р50948-96
1. Временная
нестабильность
изображения		Не должна быть
(мелькание).	Нет	зафиксирована
2. Отношение шири-
ны знака к его
высоте для		От 0.7 до 0.9,
прописных букв.	0.6	можно от 0.5 до 0.1
3. Контрастность
деталей изобра-
жения и фона не
менее	5/1	3/1
4. Расстояние меж-
ду словами не	1 ширина	ширины матрицы
менее		одного знака
5. Угол наклона	25°	не более 30° ниже
линии наблюде-		горизонтали
ния.

Приложение Б

Параметр	Значение параметра	Диапазон значений
		параметра по ГОСТ
		Р50948-96
1.Яркость знака
(яркость фо-	140	не менее 100, не
на) кд/мм		более 150
2.Временная осве-	400	от 100 до 500
щенность экрана, лк
3.Угловой размер	45	от 16 до 60
знака
4.Угол наблюдения	25°	не более плюс 40°
		от нормали к любой
		точке дисплея
5.Размер экрана по	38	не менее 31°
диагонали,см

3.Эргономические факторы.

Составляющими этих факторов являются: рабочий стол, кресло, дисплей, клавиатура, параметры которых определены ГОСТ Р50923-96.

3.1 Требования к дисплею: дисплей должен быть установлен ниже уровня глаз оператора, угол наблюдения линии взгляда не должен превышать 60°, он составляет 25°- удовлетворяет.

3.2. Клавиатура должна быть расположена на расстоя_ик от 30 до 100 мм от переднего края, обращенного к оператору - удовлетворяет.

Параметр	Значение	Диапазон	Примечание
	параметра	значений по
		ГОСТР 50923-96
3.3. Высота			регулируемый
рабочей по-	560-575мм	680-800мм	параметр
верхности		не менее
стола		600(800)мм
глубина	620мм	не менее	не регулируе-
ширина.	900мм	1200(1600)мм	мый
3.4. Простран	не более	не менее 500 мм
ство для ног	525 мм-620 мм		регулируемый
на уровне колен
Высота	620 мм	не менее 450 мм	не рег-ый
Глубина	520 мм-540 мм	не менее 650 мм
на уровне вы-
тянутых ног
3.5. Поверх-		не менее	регулируемый
ность сиденья	520мм	400мм	параметр
ширина		не менее
глубина	580мм	4 00мм
3.6. Опорная
поверхность
спинки кресла
Высота	190мм-560мм	300±20мм
Ширина	100-180мм	380мм
Угол наклона		0°±30° от
в вертикаль-	25°	вертикального
ной плоскости		положения
3.7. Подлокот-
ники, регу-		в пределах
лируемые по		(230±30)мм
высоте над
сиденьем		не менее
длина		250мм
ширина		50-70мм

Расчет системы кондиционирования воздуха (СКВ).

Для обеспечения заданных параметров микроклимата целесообразно предусматривать кондиционирование воздуха и создавать небольшое избыточное давление для исключения поступления неочищенного воздуха.

Расчет СКВ производится для комнаты площадью S = 60 м2, ширина которой 6 м, высота Н - 3.6 м; Нс = 0 м - расстояние от светильника до потолка; Нрп = 750 мм - высота рабочей поверхности над полом; Нр = Н - Нс - Нрп = 2.85 м - расчетная высота, N =10 - число светильников (люминесцентные лампы), число рабочих мест - 3.

Для выбора кондиционера необходимо рассчитать полную производительность кондиционера - Lп :

Kпот - коэффициент, учитывающий потери в воздуховодах, Kпот=1,1 по СниП П-33-75;

L - полезная производительность системы, м3/ч;

L - количество удаляемого воздуха, м3/ч;

Q - избыток тепла в помещении, Вт;

с - удельная теплоёмкость воздуха, с=1 кДж/(кг оС);

с - плотность воздуха кг/ м3, с=1,2 (кг/ м3);

Дtp - полная разность температур;

Qобор - тепло от оборудования, Вт;

K1 - коэффициент использования установочной мощности оборудования, K1=0,95;

K2 - коэффициент, учитывающий процент одновременно работающего оборудования, K2=1;

Nобор - суммарная установочная мощность оборудования, Nобор = 500 Вт;

Qл - поступление тепла от персонала, Вт;

n - количество, работающих в смену операторов, n=3;

q - количество тепла, выделяемое одним человеком, q=140 Вт;

Qосв - выделение тепла искусственным освещением;

K3 - коэффициент, зависящий от способа установки светильников производственного освещения и типа источников света, K3 = 1;

K4 - коэффициент, учитывающий пускорегулирующую аппаратуру светильника, K3 = 1,2;

Nосв - суммарная установочная мощность светильников в Вт, Nосв = 300, Вт

ty - температура воздуха, удаляемая из помещения, 30 оС;

tо - температура воздуха, подаваемая в помещение, 9 оС;

Qогр.к =650 Вт;

, м3/ч

Выбираем кондиционер КД-1500.

Общие выводы:

В данном разделе дипломного проекта был проведен анализ условий труда, который показал, что не все условия труда соответствуют нормам. Также проведен расчет системы кондиционирования, в результате которого был выбран кондиционер, обеспечивающий необходимые условия труда.

Список использованной литературы

Князев А. Д., Петров Б. В,, Кечиев Л. Н. и др. Конструирование радиоэлектронной и электронно-вычислительной аппаратуры с учетом электромагнитной совместимости.-М.: Радио и связь, 1989.

Горелик Г. С. Колебания и волны.- 2-е изд.- М.; 1959.

Андронов А. А., Витт А. А., Хайкин С. Э. Теория колебаний.- 2-е изд.- М.,1959

Парсел Э. Электричество и магнетизм.- М.,1975

Ландау Л.Д., Лившиц Е.М. Теория поля-6-е изд.-М., 1973.

Изобретение радио. А. С. Попов. Документы и материалы. Под ред. А. И. Берга.- М., 1966

Фейнберг Е. Л. Распространение радиоволн вдоль земной поверхности,- М., 1961.

Альперт Я. Л. Распространение электромагнитных волн и ионосфера.- М.,1972

Гуревич А. В., Шварцбург А. Б. Нелинейная теория распространения радиоволн в ионосфере.-М., 1973

Бреховских Л. М. Волны в слоистых средах.- 2-е изд.- М., 1973

Татарский В. И. Распространение волн в турбулентной атмосфере.- М., 1967

Чернов Л. А. Распространение волн в среде со случайными неоднородностями - М., 1958

Гинзбург В. Л. Распространение электромагнитных волн в плазме.- М., 1967

Макаров Г. И., Павлов В. А. Обзор работ, связанных с подземным распространением радиоволн. Проблемы дифракции и распространения радиоволн. Сб. 5-Л., 1966

Долуханов М. П. Распространение радиоволн. 4-е изд.- М., 1972 16.Гавелей Н. П., Никитин Л. М. Системы подземной радиосвязи.- "Зарубежная радиоэлектроника", 1963, № 10

17.И.Габиллард Р., Дегок П., Уэйт Дж. Радиосвязь между подземными и подводными пунктами.- 1972, № 12

18.Ратклифф Дж. А. Магнито-ионная теория и ее приложения к ионосфере, пер. с англ.- М., 1962

Хайкин С. Э. Электромагнитные волны.-2-е изд.-Л. 1964

Гольдштейн Л. Д., Зернов Н. В. Электромагнитные поля и волны- М, 1956
21.Рамо С, Уиннери Дж. Поля и волны в современной радиотехнике, пер. с англ.- 2-е изд. М. - Л. 1950

22.Харкевич А. А. Основы радиотехники.-М. 1962.

23. Гоноровский И. С. Радиотехнические цепи и сигналы.-4-е изд.-М.: 1986.

24.Баскаков С. И. Радиотехнические цепи и сигналы.-2-е изд.-М,: Высш. Шк.,1988

25.0лифер В. Г., Олифер Н. А., Компьютерные сети. Принципы, технологии, протоколы, С.-П.: ИД Питер, 2001;

Размещено на Allbest.ru

...