Автоматическая система контроля

Автоматизация технологических процессов

Расчёт распределения электромагнитного поля

Условия распространения радиоволн в мобильной радиосвязи могут варьироваться от простейшей ситуации однолучевого распространения радиоволн между приёмником и передатчиком в условиях прямой видимости до многолучевого распространения при многократных отражениях от искусственных сооружений и складок местности в условиях доплеровского изменения частоты при движении объекта или препятствий.

Целью анализа распространения радиоволн является расчет дальности радиосвязи и определение реальных характеристик принимаемого сигнала. Классический подход к расчету распределения электромагнитного поля в присутствии отражающих и поглощающих объектов заключается в расчете напряженности поля в однородном изотропном пространстве на основе законов отражения, дифракции и рассеяния. Однако специфические условия города исключают возможность непосредственного применения такой методики. Непостоянство расположения приемников и передатчиков в мобильной сети радиосвязи, перемещение приемников, передатчиков и препятствий, огромное количество фиксированных препятствий сложной формы делают невозможным точный расчет распределения радиополя.

Напряженность электромагнитного поля в городских условиях уменьшается с расстоянием значительно быстрее, чем в свободном пространстве, из-за рассеяния электромагнитных волн на многочисленных препятствиях. В результате взаимодействия с препятствиями только некоторая часть мощности передатчика дойдет до приемника, остальная часть либо будет поглощена препятствием, либо отразится под произвольным углом и пройдет мимо приемника.

На начальном этапе проектирования радиопокрытия для расчета дальности связи проектная организация EIRINE рекомендует использовать эмпирическую модель Хата-Окамуры. Предложенная модель распространения сигнала позволяет оценить зависимость потерь от несущей частоты, высоты антенн базовой и подвижной станций и типа местности. Модель Хата-Окамуры хорошо отражает процессы распространения сигнала на расстояния, превышающие 1 км, и лучше всего подходит для частот до 1,5 ГГц.

Необходимо отметить, что согласно рекомендациям EIRINE минимальный уровень сигнала, принимаемый подвижной станцией от базовой станции не должен быть ниже следующих значений:

– для передачи голосовых сообщений (- 98 дБм);

– для передачи на линиях с уровнями ETCS 2/3 и скоростью движения ниже или равной 220 км/ч (- 95дБм).

Для расчета дальности радиосвязи изначально необходимо вычислить эффективную изотропную излучаемую мощность (EIRP) базовой станции. Согласно рекомендаций EIRINE типовые характеристики базовой станции следующие:

– усиление передатчика BTS (45дБм, регулируется);

– внутренние потери на разъёмах джамперов (-1дБ);

– потери на фильтре передатчика (-1дБ);

– потери на дуплексоре (-1дБ);

– потери на делителе мощности (-3дБ);

– потери антенного фидера (-3дБ);

– усиление антенны BTS (20дБм, в зависимости от типа).

Отсюда эффективная изотропная излучаемая мощность базовой станции (BTS EIRP) равна 56 дБм.

При проектировании сети GSM-R на участке железной дороги Гомель - Калинковичи закладывается возможность оборудования систем автоматического контроля и управления подвижным составом ETCS. Следовательно, минимальный уровень, принимаемый подвижной станцией от базовой станции не должен быть ниже (- 95дБм).

Произведём расчёт затухания сигнала по модели Хата-Окамуры (1). Для примера возьмём перегон Центролит - О.п. Сады, расчёт для остальных участков будет аналогичен.

Pl = 69,55 + 26,16∙lgf - 13,83∙lg(hBSeff) - a(hMS) + (44,9 - 6,55∙lg(hBSeff))∙lgd , (1)

где f - несущая частота излучаемого сигнала (925МГц);

hBSeff - эффективная высота антенны базовой станции (50м);

hMS - высота антенны мобильной станции (4м);

d - расстояние от базовой до мобильной станции; Перейти на страницу: 1 2 3 4 5

Другие статьи по теме

Исследование цилиндрического резонатора с коаксиальной апертурой Современная наука и производство немыслимы без точных, экспресс-методов измерения физических параметров материалов и сред. Прецизионные измерения и исследование их характеристик актуаль ...

Преобразование кодов Коды обнаружения или обнаружения и исправления ошибок применяются в вычислительных машинах для контроля правильности передач информации между устройствами и внутри устройств машины, а также ...

Тепловой расчет аппарата с перфорированным корпусом Большинство радиотехнических устройств, потребляя от источников питания мощность, измеряемую десятками, а иногда и сотнями ватт, отдают полезной нагрузке от десятых долей д ...