Феер К. Беспроводная цифровая связь (2000) (1151861), страница 15
Текст из файла (страница 15)
Этот параметр обратно пропорционален среднеквадратическому значению (ггпз) временнбга рассеяния и определяется как (3.2.1С) 3.2.4. Затенение и потери при распространении В равд. 3.2.1 показано, что замирания на трассе можно разделить на долговременные, или усредненные, замирания и кратковременные, или быстрые, замирания из-за ь»ноголучевости После того как быстрые замирания иэ-за многолучевости устраняются усреднением на интерва ле нескольких сотен длин волн, остается еще неселвктивное затенение Причиной затенения являются в основном особенности рельефа местности вдоль трассы распространения радиосигналов сухопутных па движных систем Это явление вызывает медленные изменения средних значений параметров релеевских замираний Хотя для затенения не име ется подходящей математической модели, распределением, наилучщим образом соответствующим экспериментальным данным в типичном городском районе, признано лог-нормальное распределение с дисперси ей от 5 до 12 дБ (84, 192, 30»).
Лагери при распространении — зто среднее значение лог-нормального затенения, которое называется также средним па зоне (агеа ауегайе) Осн0аы усиутбнзйи зн™" с ти ас ~етов энергетических потерь )а)абы облегчить понимание сути ра ° в т . ссзх прямой (109) и нвлря'пг ространении радиоволн нв рз. масти (ЙЕ05), мощности принятого сигнала и б дж мо ~а и бю етз линии пения всенап явленной и направленим краткий обзор основ усиле аса » , 92. 1931 см '191 1 атчик, имеющий радиоча ения передачи соединяет радиопереда й (РЧ) силитель мощности (УМ), с передающеи антеннои "'!й усиля мя им усилителем нике антенна с» е оединяется с входным малощу щ еоб азователь ча, Усиленныи принятый сигнал поступает на преп разова ( 3 3,1) В автомобильном или порта Вииз и демодулируется (рис и и и нема используется одна и ч;,П иемопередатчике для передачи р юй р РЧ силитель мощности возбуждает пере- */антенна Передающий усилите антенну, которая и иэл ч лучает электромагнитные волны — то идеальная антенна без потерь, которая ,»() т алкая антенна зто и п велениях В порви»кной свя- т)йет мощность разномерно во всех направл звленные антенны Эти приемобалее часто используются всенапр ие антенны являются прибли»кениями д и еальных изотропных йющие антеннь В качестве передающих антенн они одинаков у о иэл чают зо всех — о инакова хорощо принима'влениях, а в качестве приемных — од " гналы со всех направлении Козффи у ф ициент силения этих антенн в но равен единице.
С = 1, или О д л РЧ силитель отдает Рт ватт мощ- =;.!13гиадположим, что передающий РЧ усил е, как показано на рис 3 3 1 и изотропнои передающей антенне, , Вт»»м~, или исходящий поток „Плотность излучаемой мощности р, т/ я(» л й на асстоянии г от антенны, ' Ромагнитной энергии, измеренный р вплетая формулой (3.3 1) р = Вг/(4ят») Рт эователю часюты вниз и демодулятоРу Пиния передачи (печатная схема) ':::::РЧ УМ » Певек яа: пе ающий Радиочастотный уси.
,;*'-;„'З/ис. З.здь Элементы приямопереда»чика: перед ия РЧ и ма аю я антенна, приемная антенна, секция мощности (УМ), передающая а яспечения еэерзиа»ций усилитель ( ). ер (МШУ). П еключатель служит для обяспече р я или режима разнесенного приема 79 4тяу,; 2тл — полнее сопретиыиаые нагрузки Мощность, подведенная к нагрузке Рнс . З.эдь Эквивалентная схема антенны ~":а.4.1. Формула для потерь при распространении в своБодном пространстве азтв (3.3 1)-(3,3 6) ьюжно получить формулу для расчета потерь ле'"'" 'в свободном пространстве (или потерь при распространении) для " разленных передающей и приемной антенн с единичным коэффи""' ', м усиления (С = 1), расположенных друг от друга на расстоянии "ррв Эта формула имеет вид (252) (3.4.1) 1твправленнля антенна концентрирует излучаемую мощность в ог, ределенном направлении. Направленность такой антенны определяе ся кзк ППОТНОсть мОщнОсти нз расстОянии г в направлении максимального излучения (332) Средняя плотность мощности на расстоянии 2' Чтобы пользоваться таким.
определением направленности антенны (формулой (3.3 2)), необходимо знать мощность, фактически излучаемую антеннои. Эта мощность отличается'от мощности в соответствую щих точках передатчика и приемника из-за потерь в самой антенне (252) Приемная антенна с эффективной апертурой А и на рзсстоянии ~ от всенаправленной передающей антенны принимает мощность Рл, Вт, определяемую выражением 1ол =- 22А = РтАЦ4яг'2).
(3 3 3) Из (163) и других руководств по антеннам и излучению следует. что коэффициент усиления антенны С связан с апертурой антенны и длиной волны Л, м, радиосигнала: С = 4тА/Л-'. (3 3 4) (3.3 5) света; / — часто следовательно из где Л = с//; Здесь с .= 3 10 м/с — скорость распространения та несущеи при передаче У идеальных всенаправленных антенн С = 1; (3.3.4) имеем А = Лз/(4т) (з.з.б) 3.4. Характеристики распространения р адиОВОлн В этом разделе описываются следующие характеристики потерь при распространении на трассах прямой и непрямой видимости: формулы при распространении радиоволи' в своБодном пространстве, модели и эмпирическая формула потерь при распространении. ,~Для двух антенн, разнесенных друг от друга на г метров, с козф'звнтом усиления передающеи антенны Ст = 4хЛ/Л2 (3.4 2) ффициентом усиления приемнои антенны Сл = 4кл/Л2 (з 4 з) ''~:,! .
ла длл потерь прн распространении в свободном пространстве '""'мает следующий вид — = СТСН (3 4 4) р Ъ,к4хг/ ~!Из (3 4 4) получаем выражение для потерь при распространении ",':, дБ) Рл /Л12 62 = 10 1к — —: 10!з Ст + 10 1к Сн + 101к ~ — 1 р, ~,к4ъг/ /с// '2 =10 15а, +1О~аС, +20~5 ( — ~ . (3.4.5) ( 4хг) у, (дБ) = 10 15СТ + 1015 Сл — 20 15/ — 2015 г + 14756 дБ 1 (3 4 б) ~Ье (дБ) = +27,56 — 2016/ (МГц) — 2015 г (м)~ (34 У) лдпя изотропных передающей и приеь1ной антенн с коэффициента аьчяления, равными 1 (т е для идеальных всенаправленных антенн), и '„;Втсутствии препятствий в пределах прямои видимости (1.05) основ ' ':потери передачи рассчитываются по формуле аз * 1[[уор мула щности :Бм) =- 10 или по формуле , переходя 1-';.,"а .Рд [дБм .".'-, Рд «дбм Рл [дБм (3.4 13) Ря = ) /(4йг) (3.4.10) (З 434) )72 (ЕЛ/уг)2 Е2Л2 4йй 4йс 4хзйс' (3.4.11) 6л [дб) = -32,44 — 20 )д/ [Мгц) — 20 )Б г [, ) Из этих соотношений для основных потерь при распространении е пределах прямой видимости (105) следует, что принимаемая мощность уменьшается (относительно переданной мощности) на 6 дБ при каждом удвоении расстояния и при каждом удвоении значения радиочастоты 3.4.1 1.
Соотношение между единицами дБмкВ и дБм Иэ (3 3 1) видно, что единицеи измерения излучаемой мощности являет«я ватт на метр в квадрате (Вт/мз). Обычно переданная и принимаемая мощности выражаются в ваттах (Вт) или децибелах относительно 1 мВт (дбмВт или дБм), тогда как потери при распространении — в децибелах (дБ) Определим соотношения и коэффициенты пересчета л,я этих часто используемых единиц Предположим, что используется одно- или двухвибраторная при емная антенна [163, 184) Наведенное напряжение )2, В/м, связано с напряженностью поля Е следующим образом. Максимальная мощность Рл, Вт/м, подводимая к полному сопрс- 2 тивлению нагрузки й1„в системе с согласованным выходом равна Предполагается, что эквивалентное наведенное антенной напряжение равно )«.
Входное полное сопротивление антенны Яо равно полному сопротивлению нагрузки Яб, а йг. — активное сопротивление нагрузки Хд, как показано на рис 3 3 2. Таким образом, принимаемая мощность может быть выражена в ваттах на метр в квадрате Из вышеприведенных выражений можно получить Определим мощность Рл, выраженную в децибелах относитель но 1 Вт ;« Рл [дБВт) = 10 )й Е' «В2) + 10 )й ( — ) [дБ) + 10 )Б — йд Ы а х 4йу.
[Ом) Для стандартного сопротивления нагрузки й« = 50 Ом имев« 10)5[1/(4йб)) = — 23 дБ, таким образом, Рл [дБВт) = 10 )д Е2 [мкВ ] — 10 )Б(10 )2+ 10)6(Л/к)2 — 23 дБ э ;,!э для мощности Рл, выраженной в децибелах относитель- 1 мВт, имеет вид )к Е [мкВ2«+ 10 )к 1000 — 10 )Б(10~) +10 )к(Л/я)2 — 23 дБ, В) — 113 дБм+ 10 )Б(Л/я)2. (3 4 12) к радиочастоте / с помощью соотношения Л = с//, ) = Е [дбмкВ) — 113 дБм+ 10)к(3 10в//я); « = Е [дбмкВ) + 46,6 дБм — 20 )д / [Гц), ) = Е [дБмкВ«+46,6 дБм — 120 дБ — 20)д/ [МГц«, а))я).; .л„:*«Пример 3.4.1. Найдем соотношение между иэмереннои напряженностью па* '', приеме, выраженной в децибелах относительно 1 мкВ, н принимаемой мощ',, вырвженной в децибелах относительно 1 мВт, для системы беспроводнои работающеи на радиочастоте 1 =.
1.9 Ггц я',уйсл«ли«. и! нморж 3.4.1. Иэ 4«ормулы (3 4.13) имееел Рн )дб ): В )дбмкв) -- 7З.4 — 2а!41 )МГц) = а~*!а; = Е )дБмкВ) — 73,4 — бб 97 = В )дБмкВ) — 139 дБ "..'.е;":,' З.4.2. Потери при распространении для систем ',;: " непрямой видимости (р)).ОЯ) и прямой видимости ()-ОБ) «.";,:;:Б/ольшинство сухопутных сотовых систем подвижнои связи и систем :::работают в условиях распространения радиоволн при отсутствии "'ой видимости ()«есО5), как это показано на рис 3.2.1 и 3.2.2 Из ',:48) видно, что при работе в пределах прямой видимости (! Об) при7[(йсв«мая мощность уменьшается по закону 1/г2 по мере увели ~ения ' тто«яния г между антеннами Другими словами, средние потери при рдстранении растут пропорционально степени и расстояния.
Покаез)ь степени и для систем прямой видимости при отсутствии препят- 3; 'й.'.иа трассе распространения радиоволн равен 2 (и = 2) ,, -'.На основании экспериментальных данных была разработана и ис;." ,' ется большинством инженеров достаточно общая модель для «« «;кн потерь при распространении радиоволн при отсутствии прямой ,нмости [55, 267) Эта модель описывается следующим выражением Е(«)) - Ев(«)/«)о) (3.4.15) 83 и показывает, что средние потери при распространении (б) воз а.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
