Основные теоретические сведения

Стр 1 из 2Следующая ⇒

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего образования

«Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А.»

Кафедра «Радиоэлектроника и телекоммуникации» (РТ)

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА

«Уровни сигналов в радиоканалах систем мобильной связи»

по дисциплине «Оборудование систем мобильной связи»

Вариант 3

Выполнил: Студент 3 курса Факультет ИнЭТиП Специальность б-ИКТСипу31 Шифр 182908 Чувашов А.Н. Проверил: Подсумков М.А.

Саратов 2021

ВАРИАНТ 2

Основные теоретические сведения

Одной из важнейших характеристик распространения радиосигнала является его затухание в канале связи. Затухание L определяется как отношение передаваемой мощности 𝑃_𝑡 сигнала к принимаемой 𝑃_𝑟 и выражается в дБ как положительная величина:

𝐿 = 10lg (𝑃_𝑡/𝑃_𝑟). (1)

Отсюда выразим принимаемую мощность:

𝑃_𝑟 = 𝑃_𝑡/10^𝐿^//0. (2)

То есть зная передаваемую мощность и затухание в децибелах можно найти величину принимаемой мощность.

Затухание можно оценить, используя ту или иную модель распространения сигнала. Модели распространения в радиоканалах определяют зависимость затухания сигнала от расстояния между приемной и передающей антеннами и параметров радиоканала, таких как коэффициенты усиления антенн, средняя частота используемого диапазона, высоты установки антенн, характер местности и т.д.

Простейшая модель распространения сигнала – модель свободного пространства, описываемая следующим выражением:

𝐿 = −10lg (𝐺_𝑟) − 10lg (𝐺_𝑡) − 20 lg 𝜆 + 20 lg 𝑑 + 20lg (4𝜋), (3)

где 𝐺_𝑟 и 𝐺_𝑡 – коэффициенты усиления приемной и передающей антенн, 𝜆 – длина волны, 𝑑 – расстояние между приемной и передающей антеннами. Более удобна следующая форма записи:

𝐿 = −𝐺_𝑟 [дБ] − 𝐺_𝑡 [дБ] + 20 (lg 𝑓 [МГц] + 20 lg 𝑑 [км]) + 32,44 (4)

если коэффициенты усиления антенн даны в децибелах, частота в мегагерцах, расстояние в километрах.

В реальных условиях распространения радиосигнала на местности величина затухания зависит от комплекса факторов, определяющих характер распространения радиоволн. К ним относятся:

· отражение сигнала от объектов, имеющих размеры, превосходящие длину радиоволны;

· дифракция радиоволн, для которой характерно преломление радиосигнала на пути распространения;

· рассеивание радиосигнала, которое происходит при наличии на местности большого числа объектов, размером меньше длины радиоволны (например, лиственные деревья);

· эффект Доплера, имеющий место при перемещении подвижного объекта.

Эти факторы учитываются в различных эмпирических моделях (полученных исходя из экспериментальных данных). Одна из таких моделей – модель Хаты. Согласно ей, среднее затухание радиосигнала в городских условиях рассчитывается по эмпирической формуле, дБ:

L=69,55+26,16lgf [МГц]-13,82lg(h_t[м])-A(h_r[м])+(44,9-6,55lg(h_t[м]))lg(d[км]) (5)

где 𝑓 = 150...1500 МГц – частота радиосигнала; ℎ_𝑡 = 30...200 м – высота передающей антенны; ℎ_𝑟 = 1...10 м – высота приемной антенны; 𝑑 = 1...20 км – расстояние между антеннами; 𝐴(ℎ_𝑟) – поправочный коэффициент для высоты антенны подвижного объекта, зависящий от типа местности.

Для малых и средних городов

(6)

Для больших городов:

(7)

Для диапазона частот 1,5...2 ГГц используется модель COST231–Hata, которая является модифицированным вариантом модели Хаты. Формула для расчета среднего затухания в городе:

(8)

где С = 0 дБ для малых и средних городов; С = 3 дБ для больших городов. Поправочный коэффициент 𝐴(ℎ_𝑟) определяется выражением

(9)

12 Следующая ⇒