Размещено на http://www.allbest.ru/

Федеральное агентство по рыболовству

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

«Астраханский государственный технический университет»

Система менеджмента качества в области образования, воспитания, науки и инноваций сертифицирована DQS по международному стандарту ISO 9001:2015

Институт Информационных технологий и коммуникаций

Направление подготовки 11.03.02 «Инфокоммуникационные технологии и системы связи»

Профиль Системы мобильной связи

Кафедра «Связь»

Курсовой проект на тему: «Расчёт потерь передачи комплексной радиолинии в системах подвижной радиосвязи общего пользования»

По дисциплине: «Распространение радиоволн и антенно-фидерные устройства»

Работа выполнена обучающимся группы ДИСМБ-31/1 Малюка К.С.

Руководитель работы доц. Пищин О.Н.

Астрахань 2021



Содержание

Введение

1. Схема радиотрассы и радиолинии

2. Расчёт участка AD

3. Расчёт участка AF

4. Графическое изображение уровня затухания

Вывод

Используемая литература



Введение

Радиолиния - совокупность средств связи, антенно-фидерных устройств, участвующих в приеме и передаче информации, а также физическая среда, в которой происходит распространение сигналов от пункта передачи к пункту приема.

При формировании радиолиний в системах мобильной связи используется, как правило, дециметровые волны (ультравысокие частоты - УВЧ). Радиоволны этих диапазонов не имеют свойств ионосферного отражения. Механизмом передачи энергии сигналов является электромагнитное поле, распространяющееся прямолинейно. При связи между наземными объектами радиоволны распространяются вдоль поверхности земли (земные волны).

В настоящее время наряду с традиционным статистическим описанием волн в городе (статистические методы) создаются детерминистские модели, основанные на применении геометрической оптики и геометрической теории дифракции и учитывающие реальную застройку городских районов (детерминистские методы). Уровень развития вычислительной техники сделал возможным по городской застройке применение при расчете поля в городе компьютерных баз данных, содержащих коор-динаты, высоты и контуры зданий, рельеф местности и т. д.

Детерминистские модели Уолфиша-Икегами и Ксиа рекомендованы ITU-R для применения в городских условиях. Эти модели учитывают вероятность прихода сигнала на антенну абонентской радиостанции (АС) несколькими путями.

Однако очевидно, что даже в самой современной детерминистской модели невозможно предусмотреть все разнообразие условий распространения радиоволн.

В последнее время был предложен комплексный подход к расчету поля волны, в котором были совмещены статистические и детерминистские методы. Влияние объектов, далеко отстоящих от абонентских радиостанций,оценивалось статистическим методом, а влияние ближних объектов, создающих зоны радиотени, -- детерминистским.

Все вышеизложенное позволяет говорить о заметном прогрессе в понимании сложного механизма распространения радиоволн в различных условиях и об отражении этого прогресса в современных методах расчета поля.

Цели курсовой работы:

1. Получить навыки в оценке обстановки распространения радиоволн, самостоятельном поиске моделей, с помощью которых необходимо проведение расчётов и оценки полученных результатов на вопрос достаточности для предоставления качественных услуг связи в точке приёма.

2. Получение навыков в применении математического аппарата (MathCad) при реализации расчётов и графического представления моделей.

Задание на выполнение работы

1. Используя соответствующий вариант набора исходных данных (табл. 1) рассчитать уровень затухания сигнала для абонента в точках его приёма: D и F (рис.1а и 1б).

2. Представить графическое (в MathCad) сравнение различия в уровне затухания радиосигнала в различных средах: город, пригород, лес, водная гладь, лес..

3. Обосновать отсутствие или наличие необходимого уровня доступа в сеть сотовой подвижной радиосвязи (для стандарта GSM) в точках D и F.

Табл. 1. Данные. Время года _ лето

h1, м	h2, м	h3, м	h4, м	R1, км	R2, км	R3, км	R4, км	R5, км	w, м	d, м	ц, град	f, МГц
37	1,5	18	25	0,5	0,4	0,4	1,5	7	20	40	15	900

h1 _ высота подвеса антенны базовой станции;

h2 _ высота размещения антенны абонентской радиостанции;

h3 _ средняя высота городских зданий;

h4 _ средняя высота деревьев лесной зоны;

R1 _ протяжённость городской части участка трассы;

R2 _ протяжённость 1-го участка водной глади;

R3 _ протяжённость лесной части трассы;

R4 _ протяжённость 2-го участка водной глади;

R5 _ протяжённость участка сельской местности;

w _ средняя ширина улицы в городской части трассы;

d _ среднее расстояние между зданиями в городской части трассы;

f _ частота радиосигнала передатчика;



1. Схема радиотрассы и радиолинии

Рис. 1 Схема радиотрассы

Рис. 2 Схема радиолинии

На участке AD находится город, водная гладь и лес. На участке AF находится город, две водные глади, лес и сельская местность. На рисунке 2 видно, что на отрезке AD сигнал встречает преграды в виде города и леса. Сигнал на отрезке AF встречает преграду в виде леса и сельской местности.

Запишем исходные формулы для расчетов:

Модель Окамура-Хата для расчета сельской местности:

,

Модель Уолфиша - Икегами

, где

- потери при распространении в свободном пространстве

- потери за счет отражений от зданий

w- ширина улицы

- потери, обусловленные ориентацией улиц относительно направления прихода сигнала

,

,

,

,

,

,

,

Формула расчета леса:

0,3 - погонный коэффициент для расчета леса летом (т.е. с учетом листвы), дБ/м

R- 0,5 км

дБ

Формула расчета воды:

0,006875 - погонный коэффициент для расчета воды, дБ/м

R- протяженность рассчитываемого участка

дБ

2. Расчет участка AD

Расчёт затухания сигнала над городом (участок AB)

На рисунке 1 видно, что сигнал проходит сквозь город, поэтому будет использована модель: Модель Уолфиша - Икегами

,

,

,

,

,

,

,

=25,5+14,24+57,78=97,52дБ

Расчёт затухания для воды (участок BC)

0,006875 - погонный коэффициент для расчета воды, дБ/м

R=400 м- протяженность рассчитываемого участка

дБ

Расчёт затухания для леса (участок CD)

На рисунке 1 видно, что сигнал на всём участке лесной части трассы проходит между деревьями, поэтому воспользуемся погонным коэффициентом:

0,3 - погонный коэффициент для расчета леса летом (т.е. с учетом листвы), дБ/м

R= 400 м- протяженность рассчитываемого участка

дБ

Итоговое затухание на всем участке AD составило:

дБ

3. Расчет участка AF

Расчёт затухания для воды (участок DE)

0,006875 - погонный коэффициент для расчета воды, дБ/м

R=1500 м- протяженность рассчитываемого участка

дБ

Расчёт затухания для села

Посчитаем затухание над сельской местностью по модели Окамура-Хата для сельской местности: радиоволна затухание сигнал абонент

,

Для расчёта высоты передающей антенны вычислим катет b во вложенном треугольнике на рисунке 3.

Рисунок 3- Треугольник ABF и вложенный треугольник abc

Катет a равен протяжённости городского участка трассы (7000 м).

Так же, как и в предыдущем случае треугольники ABF и abc являются подобными, следовательно, справедливо следующее отношение:

,

Учитывая высоту абонентской станции (1,5 м):

м

м

км

f = 0,9 ГГц

Подставим значения в формулу:

дБ,

Итоговое затухание на всем участке AF составило:

= дБ,

Построим график, иллюстрирующий различие в уровне затухания радиосигнала в различных средах:

Рисунок 4 - Графическое сравнение уровня затухания в различных средах



Вывод

Получены навыки в оценке обстановки распространения радиоволн, самостоятельном поиске моделей, с помощью которых проведены расчёты и оценка полученных результатов на вопрос достаточности для предоставления качественных услуг связи в точке приёма.

Для первого абонента есть доступ в радиосеть общего пользования. Общее затухание сигнала составляет 220,27 дБ, что превышает допустимый уровень помех для обеспечения связи 102 дБ.

Для второго абонента доступ в радиосеть общего пользования отсутствует. Общее затухание сигнала составляет 284,99 дБ, что превышает допустимый уровень помех для обеспечения связи 102 дБ.



Список используемой литературы

1. Пищин О.Н. - Справочник по расчетам потерь распространения в системах подвижной радиосвязи - Астрахань, 2017. - с. 76

2. Пищин О.Н. - Управление частотно-территориальным планированием систем сотовой связи стандарта GSM: дис. канд. техн. наук. - Астрахань. 2008.233 с.

3. Дмитриев В.Н., Пищин О.Н. - Развитие методов оптимизации частотно-временного ресурса систем подвижной связи - 51-я Научная конференция профессорско-преподавательского состава Астраханского государственного технического университета. Астрахань: изд-во АГТУ, 2007. -с.

Размещено на Allbest.ru

...