Пояснительная записка Гуськов (1230978), страница 6
Текст из файла (страница 6)
3.4 Расчет дальности работы беспроводного канала при различных скоростях соединения
Эта методика позволяет определить теоретическую дальность работы беспроводного канала связи, построенного на оборудовании стандартов 802.11 b и g (частота 2.4 ГГц). Следует сразу отметить, что расстояние между антеннами, получаемое по формуле – максимально достижимое теоретически, а так как на беспроводную связи влияет множество факторов, получить такую дальность работы, особенно в черте города, увы, практически невозможно.
3.4.1 Расчет дальности работы беспроводного канала связи графическим методом
Для определения дальности связи необходимо рассчитать суммарное усиление тракта и по графику 3.13 определить соответствующую этому значению дальность. Усиление тракта в дБ определяется по формуле:
(3.1)
где 
– мощность передатчика;
– коэффициент усиления передающей антенны;
– коэффициент усиления приемной антенны;
– реальная чувствительность приемника;
– потери сигнала в коаксиальном кабеле и разъемах передающего тракта;
– потери сигнала в коаксиальном кабеле и разъемах приемного тракта.
По графику, приведённому на рисунке 3.13, находим необходимую дальность работы беспроводного канала связи.
Рисунок 3.13 – Зависимость дальности действия от суммарного усиления тракта
Разберем каждый параметр на примере:
– мощность передатчика – мощность беспроводной точки доступа или адаптера в дБмВт. Эта информация берется в спецификации на оборудование. Принимаем мощность передатчика согласно с выбранным оборудованием фирмы «МОХЛ» равную 18,5 дБмВт для скорости соединения 54 мбит/с, 19,5 дБмВт для скорости соединения 48 мбит/с, 21,5 дБмВт для скорости соединения 24 мбит/с, 21,5 дБмВт для скорости соединения 12 мбит/с.
– коэффициент усиления передающей антенны (дБи). «МОХЛ» предлагает антенны для внешнего и внутреннего использования от 4 до 21 дБи, принимаем равным 5 дБи.
– коэффициент усиления приемной антенны. Тоже что и но "на другой стороне" соединения, принимаем равную 5 дБи.
– чувствительность приемника, которую также можно найти в спецификации на оборудование. Чувствительность приемника зависит от скорости, на котором работает оборудование и задается со знаком "минус". Принимаем равную -74 дБмВт для скорости соединения 54 мбит/с, - 76,5 дБмВт для скорости соединения 48 мбит/с, -84 дБмВт для скорости соединения 24 мбит/с, -90 дБмВт для скорости соединения 12 мбит/с.
, – потери в коаксиальном кабеле и разъемах приемного или передающего тракта.
Рассчитать потери можно следующим образом:
Предлагаемый кабель имеет затухание 0,24 дБ/м т.е. при 10- метровой длине кабеля затухание в нем составит 2,4 дБ. Также следует прибавить к потерям по ~ 0,5 - 1,5 дБ на каждый разъем. Итого 10-метровый кабель между антенной и точкой доступа имеет потери 
Зная все эти параметры можно рассчитать усиление тракта для различных скоростей соединения используя формулу 3.1.
- Расчет для скорости соединения 54 мбит/с.
По графику (кривая для 2.4 ГГц) определяем соответствующую этому значению дальность. Получаем дальность равную ~200 метров.
- Расчет для скорости соединения 48 мбит/с.
По графику (кривая для 2.4 ГГц) определяем соответствующую этому значению дальность. Получаем дальность равную ~300 метров.
- Расчет для скорости соединения 24 мбит/с.
По графику (кривая для 2.4 ГГц) определяем соответствующую этому значению дальность. Получаем дальность равную ~700 метров.
- Расчет для скорости соединения 12 мбит/с.
По графику (кривая для 2.4 ГГц) определяем соответствующую этому значению дальность. Получаем дальность равную ~1000 метров.
3.4.1 Расчет дальности работы беспроводного канала связи аналитическим методом
Без вывода приведём формулу для расчёта дальности. Она берётся из инженерной формулы расчёта потерь в свободном пространстве:
(3.2)
где D – расстояние между двумя точками (км).
FSL (free space loss) – потери в свободном пространстве (дБ);
F – центральная частота канала, на котором работает система связи (МГц);
D – расстояние между двумя точками (км).
FSL определяется суммарным усилением системы. Суммарное усиление определяется как сумма мощности передатчика, чувствительности приёмника, коэффициента усиления антенны передатчика, коэффициента усиления антенны приёмника минул затухание в антенно-фидерном тракте передатчика и затухание в антенно-фидерном тракте приёмника и SOM. Для каждой скорости приёмник имеет определённую чувствительность.
SOM (System Operating Margin) – запас в энергетике радиосвязи (дБ). Учитывает возможные факторы отрицательно влияющие на дальность связи, такие как:
- температурный дрейф чувствительности приемника и выходной мощности передатчика;
- всевозможные погодные аномалии: туман, снег, дождь;
- рассогласование антенны, приёмника, передатчика с антенно- фидерным трактом.
Параметр SOM берётся равным 15 дБ. Считается, что 15-ти децибельный запас по усилению достаточен для инженерного расчета. Центральная частота канала F берётся из таблицы 3.10. Расчет ведем формуле формуле 3.2.
Таблица 3.10 – Вычисление центральной частоты
| Канал | Центральная частота, МГц |
| 1 | 2112 |
| 2 | 2417 |
| 3 | 2422 |
| 4 | 2427 |
| 5 | 2432 |
| 6 | 2437 |
| 7 | 2442 |
| 8 | 2447 |
| 9 | 2452 |
| 10 | 2457 |
| 11 | 2462 |
| 12 | 2467 |
| 13 | 2484 |
Принимаем F равной 2484 МГц.
Для расчета дальности связи следует преобразовать формулу (1):
(3.3)
Теперь следует произвести расчет дальности связи при различных параметрах мощности передатчика и чувствительности приемника. Для удобства восприятия расчет сведем в таблицу 3.11.
Таблица 3.11 – Расчет дальности связи при различных параметрах мощности передатчика и чувствительности приемника
| Мощность передатчика/ Чувствительность приемника | FSL, дБ | D, км |
| 18,5/74 | 82 | 0,114 |
| 19,5/76,5 | 85,5 | 0,17 |
| 21,5/84 | 95 | 0,506 |
| 21,5/90 | 101 | 1,011 |
Исходя из этих расчетов можно утверждать, что выбранное оборудование способно обеспечить достаточную дальность связи и скорость соединения для передачи данных из МСУД.
4 РАЗРАБОТКА МЕРОПРИЯТИЙ ПО ОРГАНИЗАЦИИ ОБРАБОТКИ ДАННЫХ ПОЛУЧАЕМЫХ ИЗ МСУД
4.1 Комплекс автоматизированной системы управления и единой системы мониторинга технического состояния локомотива
АСУТ – предназначена для совершенствования структуры, организации и технологии управления локомотивным комплексом. При этом АСУТ создана во взаимоувязке со смежными блоками бизнеса ОАО «РЖД» и ее дочерних и зависимых обществ: системы АСУЖТ – сбыт перевозок – ЦФТО; организация движения поездов – ЕДЦУ, ЦУП; единая система управления транспортной инфраструктурой – АСУ-И; управление финансами и ресурсами – ЕК АСУФР; управление материально-техническим обеспечением – АСУ МТО; управление кадрами – ЕК АСУ ТР и др.
Информационно-вычислительная инфраструктура АСУТ в полной мере отражает современные принципы управления тяговыми ресурсами в пределах локомотивных депо, дороги в целом, объединенных полигонов управления перевозками нескольких дорог и сети железных дорог России.
Информационно-вычислительная инфраструктура комплекса АСУТ имеет вертикально-интегрированную сквозную трехуровневую структуру и условно состоит из следующих структурных разделов (вычислительных серверных комплексов):
- комплекс линейного уровня;
- комплекс дорожного и регионального уровня;
- комплекс корпоративного уровня.
ЕСМТ – единая система мониторинга технического состояния локомотива основная функция которой, управление надежностью локомотивов путем принятия корректирующих воздействий для повышения показателей надежности тягового подвижного состава на основании факторного анализа информации, собираемой бортовыми микропроцессорными системами управления локомотивов (МСУ) и автоматизированных систем технического диагностирования (АСТД), а также данные информационных систем ОАО «РЖД» объединенные общим понятием АСУЖТ. Управление осуществляется с использованием международных, национальных и корпоративных стандартов в области сервисного обслуживания, управления качеством, управления надежностью.
Задача ЕСМТ – создать единое информационное пространство управления надежностью локомотивов и способствовать: сокращению числа отказов, повышению коэффициента готовности, уменьшению времени простоя локомотивов на техническом обслуживании и ремонте, уменьшению себестоимости ТО и ТР. ЕСМТ представляет собой Web-портал с возможностью сбора и обработки данных от всех АРМ МСУ для дальнейшего анализа.
На рисунке 4.1 представлена технологическая структура ЕСМТ.
Рисунок 4.1 – Технологическая структура ЕСМТ
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
