|   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 
   
 |