| Электромагнитная совместимость сотовых сетей связи |
4.
Изменение несущей частоты БС D-AMPS.
ЭМС сотовых систем
связи EGSM-900 и CDMA-800 в Москве
Исходные данные для
расчета
Проблема электромагнитной
совместимости (ЭМС) сотовых систем различных стандартов,
действующих на одной территории, может возникнуть, если рабочие полосы
частот в предусмотренных для этих систем диапазонах перекрываются или защитный
интервал между ними недостаточен. Особенно тщательного
исследования требует случай, когда одна из систем уже развернута и функционирует в выделенных для нее рабочих
полосах частот, а вторая планируется к развертыванию на той же или сопредельной
территории при дефиците частотных
полос.
Оценка ЭМС систем EGSM-900 и CDMA-800 в Москве.
Распределение рабочих полос частот систем CDMA-800 (передача с БС; передача с МС) или (прием на МС; прием на БС):
• по России в целом:
(873...876 МГц; 828...831 МГц) МГц;
• в Москве: (879...882 МГц; 834...837 МГц).
Полоса, выделенная для
стандарта EGSM-900: 880...915 МГц. Следовательно, частотные полосы систем не только перекрываются, но, фактически, часть рабочей полосы частот EGSM-900 приходится на ранее выделенную и занятую полосу
системы связи CDMA-800. В связи со
сложившейся ситуацией необходимо провести оценку ЭМС этих
двух систем.
Из анализа частот EGSM и CDMA в Москве, следует, что
излучение передатчика БС CDMA воздействует на приемник БС EGSM. В свою очередь излучение передатчика МС EGSM
воздействуют на приемник МС CDMA.
При анализе ЭМС проводится
расчет для следующих исходных данных:
1. Характеристики
передатчика БС CDMA:
• Максимальная мощность излучения БС CDMA: PБС CDMA = 17 Вт;
• Рабочая частота передатчика БС CDMA: fБС CDMA = 881,25 МГц (г.Москва);
• Полоса пропускания на уровне 3 дБ передатчика БС CDMA: 1,2 МГц;
• Потери радиочастотного кабеля, включая потери на радиочастотном разъеме: 3 дБ;
• Высота установки антенны передатчика БС CDMA: HБС CDMA =30 m;
• КУ секторной антенны передатчика БС CDMA: GБС CDMA = 14 дБ;
• Уровень внеполосного излучения БС CDMA при
отстройке от несущей на МГц и более: менее -44 дБ;
2. Характеристики приемника МС CDMA:
·
Частота приема МС CDMA: 881,25 МГц (г. Москва);
·
Полоса пропускания на уровне 3 дБ приемника
МС CDMA: 1,2 МГц;
·
Выигрыш в отношении S/(N+I) при использовании кодирования: 23 дБ;
·
КУ антенны приемника МС CDMA: GМС CDMA = 0 дБ;
·
Чувствительность приемника МС CDMA: -120,65 дБ;
·
Уровень внутрисистемной помехи в системе CDMA: 8 дБ;
Требуемое отношение S/(N+I) в системе CDMA: 5,5 дБ;
3. Характеристики
передатчика МС EGSM:
• Мощность излучения МС EGSM: PМС EGSM = 2 Вт;
• Несущая частота передатчика МС EGSM: fМС EGSM = 889,6 МГц;
• Полоса пропускания на уровне 3 дБ передатчика МС EGSM: 6 МГц;
• Уровень
внеполосного излучения МС EGSM при отстройке от несущей на 0,5 МГц и более: менее -60 дБ;
• КУ антенны передатчика МС EGSM: GМС EGSM = 0 дБ;
4. Характеристики
приемника БС EGSM:
• Частота приема БС EGSM: fБС EGSM = 889,6 МГц;
• Полоса пропускания на уровне 3 дБ приемника БС EGSM: 6 МГц;
• Высота установки антенны приемника БС EGSM: HБС EGSM = 30 м;
• КУ секторной антенны приемника БС EGSM: GБС EGSM = 14 дБ;
• Чувствительность
приемника БС EGSM: -107 дБ;
• Требуемое отношение S/(N+I) в системе EGSM: 9 дБ;
5. Условные характеристики трасс распространения сигналов:
• Условия распространения сигнала передатчик БС CDMA - приемник БС EGSM: городская
застройка;
• Условия распространения сигнала передатчик БС CDMA - приемник МС CDMA: городская
застройка;
• Условия распространения сигнала передатчик МС EGSM - приемник МС CDMA: прямая видимость
(распространение в свободном пространстве);
• Условия распространения сигнала передатчик МС EGSM - приемник БС EGSM: городская
застройка.
Анализ параметров
источников полезного и мешающего сигналов
1. Мощность
передатчиков:
Для передатчика БС CDMA:
, дБм;
Для передатчика МС EGSM:
, дБм.
2. Уменьшение уровня мощности мешающего сигнала на
гармониках:
Частоты приемника МС CDMA и передатчика МС EGSM примерно равны:
, МГц.
Значит, уменьшение уровня
мощности мешающего сигнала на гармониках отсутствует.
Частоты приемника БС EGSM и
передатчика БС CDMA примерно равны:
МГц.
Значит, уменьшение уровня мощности
мешающего сигнала на гармониках отсутствует.
3. Потери в фидерах:
Для передатчика БС CDMA: 3 дБ.
Для передатчика МС EGSM: 0 дБ.
4. Усиление антенн:
КУ секторной антенны
передатчика БС CDMA: GБС CDMA = 14 дБ.
КУ антенны передатчика МС EGSM: GМС EGSM = 0 дБ;
5. Уменьшение уровня мощности для частот передатчика,
лежащих вне рабочей полосы частот.
Уровень внеполосного
излучения БС CDMA при
отстройке от несущей на 2 МГц и более: менее -44 дБ;
Уровень внеполосного
излучения МС EGSM при отстройке от несущей
на 0,5 МГц и более: менее -60 дБ;
6. Уменьшение коэффициента усиления антенны
передатчика в направлении рецептора.
Секторная антенна БС CDMA должна обеспечивать примерно одинаковое усиление
во всех направлениях, в т.ч. и направлении на БС EGSM. Следовательно, уменьшение КУ антенны БС CDMA принимаем равное 0 дБ.
Антенна МС является
всенаправленной, поэтому уменьшение КУ антенны МС EGSM принимаем равным 0 дБ.
7.
Итоговые данные по уровню эффективно
передаваемой мощности.
С помощью расчета
параметров передатчиков, полученные результаты сводятся в таблицу.
Для нахождения результата необходимо сложить все строки таблицы.
Расчет
уровня эффективной передаваемой мощности.
|
Пара сигнал - помеха
|
БС EGSM
|
МС CDMA
|
МС EGSM
|
БС CDMA
|
БС CDMA
|
МС EGSM
|
Параметры
|
Сигнал
|
Помеха
|
Сигнал
|
Помеха
|
+дБ
|
-дБ
|
+дБ
|
-дБ
|
+дБ
|
-дБ
|
+дБ
|
-дБ
|
1. Мощность
передатчика
|
33
|
|
42,3
|
|
42,3
|
|
33
|
|
2.
Уменьшение уровня мощности на гармониках
|
|
|
|
0
|
|
|
|
0
|
3. Потери в
фидерах
|
|
0
|
|
3
|
|
3
|
|
0
|
4. КУ
антенны передатчика
|
0
|
|
14
|
|
14
|
|
0
|
|
5. Уменьшение
уровня мощности вне рабочей полосы частот
|
|
|
|
44
|
|
|
|
60
|
6.
Уменьшение КУ антенны в направлении рецептора
|
|
0
|
|
0
|
|
0
|
|
0
|
7. Уровень
эффективной передаваемой мощности
|
+33
|
+9,3
|
+53,3
|
-27
|
Потери энергии на трассе распространения
радиоволн
8, 9. Медианные и дифракционные потери.
Для трассы БС CDMA - БС EGSM.
Определим потери на трассе распространения по
формулам Hata:
h 1 = h2 =
30м - высоты антенн БС.
Hm = min(h1,
h2) = 30 м, Hb
= max(h1, h2) = 30 м.
Для r > 0,1 км,
городская застройка, f = 881,25 МГц:
;
;
α=1 при
r < 20 км;
, при 20 < r < 100 км
т.к. берем расстояние между
БС меньше 20 км, то α = 1;
L =
69,6 + 26,2 log(f) - 13,82log(max{30; Hb })+
+ α [44,9-6,55log(max{30;Hb})]logr-a(Hm)-b(Hb)
L = 69,6+26,2 log(881,25)
- 13,821og(30)+1[44,9 - 6,551og(30)]log(r) - 31,6;
L = 69,6 + 77,2 - 20,4 +
35,2log(r) - 31,6;
L = 94,8 + 35,2 log(rБС).
Где rБС - расстояние между базовыми станциями CDMA и EGSM, км.
Для трассы
распространения МС EGSM -
БС EGSM.
Определим потери на трассе распространения по формулам
Хаты:
Городская застройка f=889,6 МГц, h1=30 м - высота расположения антенны БС EGSM, h2=1 м - высота расположения антенны МС EGSM, rEGSM -
расстояние между МС и БС системы EGSM.
,
В формулах Хаты
рассматривается несколько случаев, в зависимости от расстояния
rEGSM. в
данной задаче целесообразно рассматривать только худший для
ЭМС случай, когда rEGSM > 0,1 км (большее расстояние - большие потери).
α=1,
если r < 20 км
т.к. расстояние между МС и
БС меньше 20 км, то α =
1;
L = 69,6 + 26,2 log(f)
-13,82 log(max {30; Hb })+
+ α •
[44,9 - 6,55log(max{30; Hb })]• logr - a(Hm
)– b(Hb)
L=69,6 +
26,21og(889,6) - 13,821og(30) + 1 • [44,9 - 6,551og(30)] • logrEGSM
+1,3-0;
L = 69,6 + 77,3 - 20,41 + 35,2 • logrEGSM + 1,3 = 127,8 + 35,2 • logrEGSM.
Для трассы распространения
БС CDMA - МС CDMA.
Определим потери на трассе
распространения по формулам Хаты:
Городская застройка f = 881,25 МГц, h1=30 м - высота расположения антенны БС CDMA, h2= 1м - высота расположения антенны МС CDMA, rcdma - расстояние между МС и БС системы CDMA.
.
В формулах Хаты
рассматривается несколько случаев, в зависимости от расстояния,
но в данной задаче целесообразно рассматривать только худший для ЭМС случай, когда rEGSM > 0,1 км.
α=1,
если r < 20 км
т.к. расстояние между МС и
БС меньше 20 км, то α = 1;
L = 69,6 + 26,2 log(f)
-13,82 log(max {30; Hb })+
+ α •
[44,9 - 6,55log(max{30; Hb })]• logr - a(Hm
)– b(Hb)
L=69,6 + 26,21og(881,25)
- 13,821og(30) + 1 • [44,9 - 6,551og(30)] • logrCDMA +1,3-0;
L = 69,6 + 77,2 - 20,41 + 35,2 • logrCDMA + 1,3 = 127,7 + 35,2 • logrCDMA.
Для трассы
распространения МС EGSM -
МС CDMA.
Для оценки ЭМС МС систем
связи с различными методами разделения каналов при их
пространственном разнесении в пределах прямой видимости, целесообразно
использовать модель распространения сигналов в свободном пространстве.
Несущая частота передатчика
МС EGSM:^Cegsm~ 889,6 МГц.
А =32,441 + 201grMC + 201gf=32,441 + 201grMC
+ 201g889,6;
A = 91,42
+ 201grMC,[AB]. Где rUc - расстояние между мобильными станциями CDMA и EGSM, км.
10. Замирание сигнала.
В формулах Хаты потери на
замирание полезного сигнала лежат в пределах 3,5-17 дБ, в зависимости
от расстояния и распространения выше или ниже уровня крыш.
Т.к. расстояние между БС и МС - не определенно, а сигнал может идти как выше
уровня крыш, так и ниже, то берем наибольшие потери на замирание
17 дБ.
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11
|