Маковеева М.М., Шинаков Ю.С. Системы связи с подвижными объектами (2002) (1151874), страница 45
Текст из файла (страница 45)
Отметил;, что рис. 7.5 — только иллюстрация, но не руководство к построению кластера. Расчет отношения сигнал-интерференция выполняют для АС в точке В, поскольку эта АС находится в самом неблагоприятном положении. Фрагменты ЧТП при 7/'„, = 7 с пользованием секторных антенн с шириной ДНА и = 120' и сг = 60' показаны на рис. 7.6,а и 7.6,б. Секторы сот, а которых использованы одинаковые частоты, выделены утолщенными линиями.
При сг = 120' число мешающих сигналов сократилось до двух, а расстояния между мешающими БС и АС определяются по формулам; Р1 —- йтт 07',го, Мз/ 3 / / /ь / 3 ', / 2:. / 5 / 2 '. / 5 '. 6 '' / / 7 '; 3 '; / 2 '~ / 5 / / / 7 '; / 3 / 2 '; /м. ь Рис.
7.5. К поясненио учета мешеюгдик сил~апов при секторной структуре 256 х а) и х М, 7 б) Рис 7,6. Фрагменты кластера (И = 7) с секторной структурой 120 (а) и 60'(б) (7.6б) як =яго- При о = 60' остается =дин меша.ощии сигнал. При этом расстояние между АС на крэ а соты и мешающей БС (7.9) я =-я, Используя (7.6э)„(7 651 и (7.9), можно по (6.75), (6.76) и (7.7) найти усредненное медленное отношение сигнал-интерференция. Замирания сигналов не учтены. Результаты расчетов этих величин представлены в табл. 7 2, где М вЂ” число секторов в соте; 77, — наименьшее требуемое число частотных каналов в кластере. Еще одним аффективные спосо5ом увеличения отиса ния сигнал-интерференция является применение антенн со специально сформированной диаграммой направленности.
В реальных условиях в каждой соте необходимый уровень излучаемого сигнала зависит от напоавления излучения. В некоторых напраапечиях требуется сильный сигнал, в друпих — сигнал не нужен. Таблица 7.2 257 Згк — н~. Рис. 7.7. К вычислению угггя 0 г г Часто возникает задача сохранить энергию сигнала внутри небольшой территории, например, вдоль дороги. В ятом случзе применяют такой способ, как поворот ДНА в вертикальной плоскости, для этого обычно антенну наклонягот. ПО рис.
7,7, который повторяет рис. 7.6,а, можно рассчитать угол, Под которым (на озладя1ощих частотах) антенна станции М, Осзе;цвет сектоо цечтсапьнОЙ соты кластера: бгч Боги М1 СОЗДавт НЯДОПУстимо большука помеху в центральной соке, можно пол1итаться уменьшить уровень сигнала от Гн, в пределах угла О. ЭтОГс можне достичь, наклонив ло чя свой стрелке ягн ТЕНГ1у (ВЕРТИКЯЛЬНЫй ВибратОр) К ПЛОСКОСтн ГОРИЗОНТа. ГЛЯВНЫЙ г1елесток диаграммы налравленности наклоненной ангенн1К в горизонтапыгой ппоскости (рис.
7.8) приобретает Выемку, что счижзет 'РОЗЕ:ь ИПГЯЛЯ Я ГЛЯЯ,1ОМ НЯЛРЯСЛЕНИИ И ПОЯЬ1ШЯЕТ ОТНОШЕНИЕ сигнал-интерферзнция Я Центрапьнсй сОте. УГОЛ наклона ОБОзнЯ- чен 0 Наклон (ло часовой стрелке) 0 = 10' соответствует тому, что выемка напоавпеа1Я на БС ЦентральнОЙ сОты. Наклон Позволяет увеличить отношение си, нал-интерференция на несколько децибепсз. При атом уровень лслезнОГО сиГнала в со.е со станЦией )и на небольшой площади будет снижен. 8 ('1] рассмотрен такой пример.
Ко;да 0 =10', то уровень помехи, создаваемой данной БС в главном направлении в горизонтальной, плоско ти, уменьшается за счет выемки в ДНА на величину а = 4 дБ. Уровень полезного сигнала, Приходящего на АС, зависит от угла места антенны атой АС. Последний определяется расстоянием до 260 а= 15« -зо« Ъ -зо / $ г 1 щ" я=зо» 7( -~ о г +20« Рис. 7.8. Диагра1»ма напраьгенносги наклоненной антенны в горизонтальной плоскости 259 АС, вь1сотой антечн1И БС и рельефом.
Если АС накодится на главном направлении и угол места равен )=, то уровень принято;- на АС полезного сит«гала из-за выемки в ДНА уменьшается нв величину Л« = 3,5 дБ. Б зтом случае при нагшонв ант н1..ы на главно. Награвлении получагот незначительный выигрыш Б = А„— гЗ, -- 0,5 дБ. Когда на трассе нет проблемы интерференции, то 1зогкно лоаеэнкть антенну «вверя.
(Пзо гка часовой стрелки) и увели иг. ь зону покрьт.я. Зонтичная ан, анна позволя т Огсаничигь зону покрытия и уменьшить излучение в другие соты. Конструкция антенн1И показана на рис 7.9,а. Желаемая ДНА в вер,икаль.«ои плоскости дочитается за сч. т устачовки чад вертикальным аисратором ' диска-этра.кагеля 2 Размер диска определяет угол наклона ДНА. Это широкополосная антенна. Для расшиоения полосы частот антенны используется конический злемент 3. Дгя увеличения коэффициента усиления антенны устанавливается несколько дисков с конусами (рис, 7.9,5). ДНА в вертикальной плоскости «на«лоняется» и еа «нару»«ная» ~есть пр;1обретяет форл«у зонтика (сис 7.9,е) Такая ДНА позволяет с1 явить могцнэсть интерференционной помехи а соседнем кластере пои Оптимальном вы50ре высоть! установки антенны и получить выигрыш в величине отношвния сигнал — интерференция Рис.7.10.
Эффективная модель 1 кластера для секторной структуры при а =120 Эффективные модели кластеров. Выбор таких моделей позволяет уменьшить число частотных групп на территории при уменьшении числа мешающих сигналов. Применение аффективных моделей кпастероз является одним из способов увеличения отношения сигнал-интерференция. Эффективная модегь 1 кластера в секторной рукгуре при а = 120 представлена на рис.
7 10. Кластер включает девять групп частотных каналов. Нг АС приходят трн мешающих сигнала. Для сравнения: в классической трахсекторной структуре (рис. 7.6,а) при И =? используется 21 частотная группа и на АС приходят два мешающих сигнала. Эффективная модель 2 (рис. 7.11) применяется в шес'.нсекторных сотах Кластер включает 12 групп частотных ка-алов. Каждая частота дважды повторяется в пределах модептк состоящей из четырех типов ЕС (выделена на рисунка утолщенной пинией). На АС приходят три мешающих сигнала. Для сравнения: а классической структуре (рис. 7.6,б) при И = 7 на АС приходят два мешающих сигнага, однако используются 42 частотные группы. Геометрические параметры моделей 1 и 2 приведены в табл. 7.4.
Статистические характеристики мощности сигнала. Рассмотренные модели предсказания уровня сигнага (см. гл. 6) позволяют определить усредненное медианное значение уровня мощности, ожидаемое в 50 'А точек на расстоянии г от БС и е течение 50 % времени наблюдения (6.25). При проектировании систем определяют вероятность установления связи на заданной территории. Таблица 7.4 В атой задаче случайная величина « = р„= ряр (г,(-,5с) (7-1о) изменяется по закону «ледленных замираний, т.е. распределена ло нормальному закону (6.24).
Поскольку для нормального закона совпадают среднее значение и медиана, то в (6.24) Х=р„(г) и о =ог, причем дисперсия по местоположению может быть вьь г брана из табл. 6.2 и 6.3. Еероятность того, что значение случайной величины превытсает пороговое, показывает интегральная функция распределения Р(т» Ы) =" 1- ) в(к)Ск = '.— Р(к ) = П(-~Ф), (7.11) 7 А.' (".:.. --,.:" з (то '.
( 7 ,....,я( 'е'7з- з я 1 Г~ т ./ у з ' е,.-.-- ~ .у г ~ 1о ' .. 'фя"з 'ъ Рис. 7.11. Згьфектиеная ьюдель 2 кластера для сек орной структуры при а = ео где М вЂ” пороговое значение случайной величины; Е(ИГ) =-(1/ гх) )ехр(-Г~ !2)б>, (7.12а) функция Лапласа, Иl = (И вЂ” Х) го (7.125) — аргумент функции Лапласа. По (7.11) и (7 12) можно вычислить.
например, вероятность того, что сигнал на входе приемника превышает чувствительность приЕмника. В такой задаче )и = р, — уровень пороговой мощности, аргумент функции Лапласа 'хуе =(1И-Х)1а=(р — р (г(.,50)~1ом (7.13) Замечанве 1 В (7.12) все величины должны быть выражены в децибелах. В атом случае совпадают численные значения ае и аг. г 2х 1пБ ( 2()пВ) „О,1р„.. где случайная величина у =10 '1 "'; уровень определен со;ласно (7.10); У„и Я .
м-.дианное значение и среднеквадратическсе кпонение случайной величины у; (п В = а =! и 10"""" =- 0,23 о — параметр среднеквадратического отклонения. При логарифмически-нормапьном законе расгределения дисперсия случайной величины у Ор = В = Уг ехр(пг)[ехр(аг)-1)„ (7.1еа) 2оЗ Статистические характеристики мо1цности суммарного машаиндего сигнала (Сгй)С). Все магда:опцие сигналы независимь;. а их совокупность соразует СМС.
К",едианная (по времени) могцность каждого из сигналов (полезного и мегдаюгцих) изменяется по закону медленных замираний, те. распределена по псгарифмичвс«анормальному закону и среднее значение У, =У ехр(0,5а~). (7.1бб) Замечание 2 Ниже будем рассматривать статистические характеристики по местоположению медианной (по времени) мощности. Будем называть ее мощность. Определения, относящиеся к статистике сигнала, будут касаться только параметров распределения по местоположению. Мощность СМС подчиняется тому же закону раслределения (7.14), что и еа слагаемые. Параметры закона распределения для суммы логарифмически-нормальных случайных величин рассчитывают по известным формулам: * дисперсия суммы Всум Х~~, 06 (7.17а) с=1 ° среднее значение суммы (7.17б) Уср Мм ~Х~ ~ срс параметр среднеквадратического отклонения (7Л7в) ° медианное значение суммы ( 2 У „,„= У,р „, ехрс-обмстм), (7 17г) где с)я и У; — дисперсия и среднее значение каждо.о слагаемого.
Выбрав гс* = 1 км, на основании (6.31) и (6.75) и замечания 2, запишем для г'-го мешающего сигнала медианную мощность Р„с = гмй~" = ггцгр" яс гге) " = Р ~(гр)йл, (7.18) где Рмр(гс) — медианная мощность полезного сигнала (была огре- делена в (6.30) и (6.31) как Р ). В нашем контексте полезный сигнал имеет индекс г = 0 и ()р = 1. 264 Согласно (7.15) и (?Лбб) средняя мощность любого сигнала Р ~ = Р„о(го)6~ ехр(05(0,23с|д)з], ипи Р, = Р„о(го)Р~ ехр(00265ад~). (7. 19) Подставив в (7.1?б) У„; = Р„„, запишем среднюю мощность СМС: Рсмс., = Р„о(го)6~,„- акр~0.02654), (7.20) где т рсмс = ХЬ.
(7.21) зм Вычислим по(7.1ба), в которой У„= Р, дисперсию мощности.с го сигнала: Ояз Рьо(гоф ехр(023ад)з ехр((023а )з — 1). Р.22) Подставив (7.22) в (7.1?а), получим дисперсию мощности СМС: т (),г„= Р„о(го) ехр(0053ад) ехр~(0053ад) — 1)дд Рз. 1 (7.23) Подставив (7.23) и У„,, = Рс ю, из (7.2С) в (7.1?в), получим параметр среднеквадрвтичесгюго отклонения ~.
52 1е (ехр(0,053а~ ) — 1 . 2~ рсхю 1 (7.24) подставив в (7.17г) У„„„,=Рсмс, из (7.2с) и а,к„; — асмо из ,2 2 (7.24), получим медианную мощно=ь СМС Раисы = Рмо(го)рсмиохр(00265ад) ехр(-05с~~~гз .). аСМС =189аСХЮ- 2 2 з 3 О,оасмс = О,Ос65асис. (7. 25) Для мощности СМС можно определить по (7.15) среднеквадратическое отклонение и дисперсию: Расчетное выражение дпя медианной мощности СМС имеет вид Рсмсы = Р в~Ьо)Рсмс екр~И265(сг - осмс)~ (7.26) Выражения (7.26)-(7.24) и (7.21) поззоляют найти медианную (по местоположению) мощность СМС.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
