Сети радиодоступа
Выполнил:
Титаренко А. Р-91
Проверила:
Носкова Н.В.
Новосибирск 2013
Задание
1. Привести краткую характеристику заданного стандарта
2. Для заданных параметров станций рассчитать радиус зоны обслуживания БС
Исходные данные
Две последние цифры номера студенческого билета – 25
Тип местности – пригород
Значение холмистости – 53 м
Используемый стандарт –TETRA
Модель расчета – Окамура-Хата
Параметры БС:
Мощность передатчика – 33 Вт
Тип антенны – ALXC 900 – 65– 16.5–4.D
Коэффициент усиления антенны – 16.5 дБ
Потери в фидере антенны БС – 2 дБ
Потери в дуплексере – 0 дБ
Потери в комбайнере – 0 дБ
Высота подвеса антенны – 41 м
Чувствительность приемника – -117,3 дБм
Параметры МС:
Мощность передатчика – 2,4 Вт
Коэффициент усиления антенны – 1,9 дБ
Высота подвеса антенны – 1,3 м
Чувствительность приемника – -117.3 дБм
Потери в фидере – 2 дБ
Потери в дуплексере и комбайнере – 0 дБ
Расчет ведется в направлении от АС к БС
Краткое описание стандарта TETRA
Деятельность правоохранительных органов и служб общественной безопасности сегодня невозможно представить без использования систем подвижной радиосвязи, среди которых в последнее время наибольшую популярность приобретают транкинговые системы.
Одним из наиболее популярных, заслужившим международное признание стандартам цифровой транкинговой радиосвязи, на основе которых во многих странах развернуть системы связи, относится TETRA.
Радиоинтерфейс стандарта TETRA предполагает работу в стандартной сетке частот с шагом 25 кГц. Необходимый минимальный дуплексный разнос радиоканалов – 10 МГц. Для систем стандарта TETRA могут использоваться диапазоны частот от 150 до 900 МГц.
Среди указанных стандартов TETRA единственный, в котором используется метод многостанционного доступа с временным разделением (МДВР) каналов связи (TDMA- Time Division Multiple Access).На одной физической частоте может быть организовано до 4 независимых временных (информационных) каналов, что позволяет вести переговоры по радиоканалу одновременно с передачей данных.
Сообщения передаются мультикадрами длительностью 1.02 с. Мультикадр содержит 18 кадров, один из которых является контрольным. Кадр имеет длительностью 56.67 мс и содержит 4 временных интервала (time slots). Четыре слота (временных физических канала) составляют кадр (рисунок 1.6), который имеет длительность 56.67 мс.
Последовательность из 18 кадров образует мультикадр длительностью 1.02 (один кадр в мультикадре является контрольным). 60 мультикадров образуют гиперкадр.
Каждый временной интервал в составе кадра содержит 510 бит, 432 из которых являются информационными (два блока по 216 бит). В начале временного интервала передается пакет РА управления излучаемой мощностью (36 бит), за ним следует первый информационный блок (216 бит), далее – синхропоследовательностью SYNC (36 бит) и второй информационный блок. Соседние временные интервалы разделяются защитными интервала GP длительностью 0.167 мс, что соответствуют 6 битам.[2]
Рисунок 1.6 – Временная структура сигнала на одном частотном канале [2]
При этом обеспечивается высокоскоростная передача данных, включая передачу видеоизображений, со скоростью до 7 и 28 кбит/с в одном и четырех временных слотах.
В системах стандарта TETRA используется относительная фазовая модуляция типа π/4- DQPSK (Differential Quadrature Phase Shift Keying). Скорость модуляции – 36 кбит/с. Для преобразования речи в стандарте используется кодек с алгоритмом преобразования типа CELP (Code Excited Linear Prediction).Скорость цифрового потока на выходе кодека составляет 4.8 Кбит/с. Цифровые данные с выхода речевого кодека подвергаются блочному и сверточному кодированию, перемежению и шифрованию, после чего формируются информационные каналы.
Пропускная способность одного информационного канала составляет 7.2 кбит/с, а скорость цифрового информационного потока данных – 28.8 Кбит/с.
При этом общая скорость передачи символов в радиоканале за счет дополнительной служебной информации и контрольного кадра в мультикадре соответствует скорости модуляции и равна 36 Кбит/с.
Расчет зоны обслуживания базовой станции
Используем антенну ALXC 900 – 65– 16.5–4.D. Диаграмма направленности приведена на рисунке 4.1.
Рисунок 4.1 – Диаграмма направленности антенны ALXC 900–65– 16.5–4.D
Из графика определяем – ширина ДН по уровню минус 1 дБ – 16.25º;
ширина ДН по уровню минус 3дБ – 32.5º.
Сначала задаем три значения радиуса зоны обслуживания (для 0º, 16º и 32º на диаграмме направленности антенны БС)
Так как расчет ведется в направлении от АС к БС, определяем уровень мощности передатчика АС в дБ/мВт:
Далее находим уровень эффективно излучаемой изотропной мощности передатчика АС:
Затем определяем минимально необходимый уровень мощности на входе приемной антенны (считаем для трех углов прихода сигнала – 0º, 16º, 32º):
Теперь находим стандартные отклонения сигнала по месту (для 0º,16º,32º) по формуле:
Находим стандартные отклонения сигнала по времени (для 0º,16º,32º) по формуле:
Определяем обобщенное значение стандартного отклонения сигнала по месту и времени:
Находим дополнительный запас уровня сигнала (для вероятности S =0.99):
Вычисляем требуемое значение уровня мощности сигнала на входе приемной антенны, обеспечивающей требуемую надежность связи:
Рассчитываем максимально допустимые потери при распространении сигнала на трассе:
Определяем средний уровень потерь при распространении над квазиоптимальным городом. Для этого сначала найдем поправочный коэффициент, учитывающий высоту подвеса антенна АС в небольшом городе:
Определяем уровень потерь при распространении над пригородом:
Находим разницу между допустимыми и реальными потерями:
Очевидно, что во всех трех случаях разница не превышает 5 дБ, поэтому расчет считаем оконченным.
Радиус зоны обслуживания:
Начертим зону обслуживания БС. Так как ширина ДН секторной антенны составляет 65º, для создания круговой зоны обслуживания потребуется 6 антенн, при этом ДН будут перекрываться на краях.