рефераты конспекты курсовые дипломные лекции шпоры

Реферат Курсовая Конспект

Отношение сигнал-шум на входе приемника

Отношение сигнал-шум на входе приемника - Курсовой Проект, раздел Образование, Содержание курсового проектирования ...

. (2.12)

На границе зоны покрытия должно выполняться условие

(2.13)

где - радиус зоны покрытия; - допустимое значение отно­шения сигнал-шум, указанное в технических параметрах аппаратуры; = 5 ...10 дБ - энергетический запас.

Значение может быть указано в нормативных документах или выбрано оператором системы.

На основании (2.12) и (2.13) запишем минимально допусти­мый уровень сигнала на границе зоны покрытия:

(2.14)

Подставив (2.14) в (2.6), вычисляют напряженность поля на границе зоны покрытия

(2.15)

Пример расчета. Для системы стандарта имеем: f = 850 MHz; ПkHz = 30; =18дБ. Находим по (2.10)

дБм.

Приняв результирующий коэффициент шума nТ » 11 дБ, получим уровень мощности ТШ = -118 дБм. Сначала положим = 0. Минимально допустимый уровень сигнала на границе зоны покрытия дБм. Формула (2.6) приобретает вид , дБм при f=850 МГц. Следовательно, напряженность поля на границе зоны покрытия = 32 мкВ/м.

Для разных стран эта величина неодинакова, например, в США установлена граница зоны покрытия по уровню = 39 мкВ/м, что соответствует = 7дБ.

2.3. Интерференционные помехи на совпадающих частотах

Рассматриваемые помехи попадают на вход приемника МС от БС соседних кластеров. На рис.18. приведен фрагмент частотно – территориального плана (ЧТП), составленного на основе кластера с размерностью N=7. Цифрами 1…7 обозначены частотные группы присвоенные сотам. Рассматриваем воздействие сигнала и интерференционных помех на МС, расположенные в центральной соте. Помехи создают БС, обозначенные М1…М6. Наиболее неблагоприятный случай соответствует минимальному уровню при­нимаемого сигнала, т.е. положению МС на границы соты (обозначенного жирной точкой). Вместо рис.18. воспользуемся упрощенным рис.19., где местоположение БС - точка О, МС – точка А и местоположение мешающих станций М1…М6. Рассматриваем однородную модель ЧТП при всенаправленных антеннах БС. Для нее известно: а) число МС = 6, при любой размерности кластера; б) расстояние между БС с одинаковой частотой

   


Рис.19. Упрощенный фрагмент частотно-территориального плана.
Рис.18. Фрагмент частотно-территориального плана.
; (2.16,а) ; (2.16,б) , (2.16,в)

Длины отрезков М1-О…М6-О равны d. Радиус внутренней окружности ОА – радиус соты R0. Расстояние от точки А до МС с номером J обозначим RJ. Их значения вычислим по рис.19. Например,. Используя (2.16,а), получаем расчетную формулу (2.17,б), записанную в табл.9.

Табл.9.

всенаправленная антенна БС секторная антенна БС, 120о
мешающая БС расчетные выражения мешающая БС расчетные выражения
М1 ; (2.17,а) М1 ; (2.18,а)
М2 и М6 ; (2.17,б) М6 (2.18,б)
М3 и М5 ; (2.18,в)    
М4 ; (2.17,г)    

 

Мощности сигналов, приходящих на МС, представим в виде (1.3), приняв для своего сигнала и для J-го мешающего сигнала. Если энергетические параметры БС в сети одинаковы, то отношение медианной мощности J-го мешающего к медианной мощности своего сигнала

. (2.19)

При нескольких мешающих сигналах на МС воздействует суммарная помеха, медианная мощность которой равна сумме медианных мощностей отдельных сигналов. Медианное отношение сигнал-интерференция

, дБ (2.20)

где m – число мешающих сигналов. Для однородной модели m=6. По (2.20) можно найти усредненное медианное отношение сигнал – интерференция. Замирания сигналов не учтены.

Рис.20. Фрагмент ЧТП при N=7 с использованием секторных антенн с шириной ДНА a = 120о.


Эффективным способом повышения отношения сигнал-интерференция является применение секторных антенн. Фрагменты ЧТП при N=7 с использованием секторных антенн с шириной ДНА a = 120о и a = 60о показаны на рис.20 и 21. Секторы сот, в которых использованы одинаковые частоты, обозначены жирными линиями. При a = 120о осталось два мешающих сигнала и изменилось RJ , как показано в табл.9. Для варианта a = 60о остался только один мешающий сигнал и расстояние ; совпадает с расстоянием в табл.9.


 
 
Рис.21. Фрагмент ЧТП при N=7 с использованием секторных антенн с шириной ДНА a = 60о.

 


2.4. Интерференционные помехи от соседних и ближайших ка­налов

В системах подвижной связи используются понятия «час­тотный план» (ЧП) и «частотно-территориальное планирование» (ЧТП). Частотный план присваивается стандарту и определяет распределение частот приема и передачи между каналами. Частотные планы для ряда стан­дартов были рассмотрены ранее (см. лекцию №2, рис.2-4). Частотные каналы, расположенные в таком плане рядом, называются ближайшими.

ЧТП разрабатывают для кон­кретной территории, на которой развернута система. В нем ука­зывается размерность кластера; распределение частотных групп между сотами; расположение сот на территории; число каналов в каждой частотной группе, присвоенной соте; номинальные значе­ния частот каналов в такой группе. На БС к одной антенне может быть подключено до 16 канальных приемопередатчи­ков. Во избежание взаимных помех не допускается работа пере­датчиков ближайших каналов через общую антенну БС.

Каналы, работающие на общую антенну, называются соседни­ми. Как правило, для каждого стандарта рекомендуется наимень­ший частотный разнос между соседними каналами , где М - целое число; - ширина полосы частот одного канала. На­пример, для NMT-450 7=175 кГц, для GSM 3= 600 кГц; для DAMPS 21 = 630 кГц, при необходимости может быть уменьшена до 150 кГц (до 90 кГц при тщательном планировании ЧТП). При таких значениях в общих устройствах сложения (разделения) сигналов передат­чиков (приемников) обеспечивается необходимая развязка по со­седнему каналу.

На МС интерференционную помеху от ближайшего канала созда­ют передатчики соседних сот. Избирательность по этим каналам обеспечивает полосовой фильтр приемника МС. На рис.22. показано типовая (односторонняя) АЧХ этого фильтра. Здесь обозначено f0 – центральная частота канал; f1, f2, f3 – несущие соседних каналов; F – расстройка; ПФ – ширина полосы пропускания фильтра по уровню минус 3дБ; - ослабление фильтра относительно уровня на краю полосы. Типовой фильтр за пределами полосы пропускания вносит зату­хание =24дБ на октаву (т.е. при увеличении расстройки в 2 раза).

 
 
Рис.22. Типовая АЧХ полосового фильтра приемника МС.


 

Интерференционная помеха по соседнему каналу может возни­кать на БС в ситуации, когда МС1 находится на границе соты, а МС2 около БС (внутри соты) (см рис.23.).

 

Рис.23. К объяснению помехи по соседнему каналу.

Положим, что передатчики на обеих МС излучают одинаковые мощности. Тогда, при приеме сигнала от МС1 согласно (2.19) отношение сигнал-помеха , где Ri – расстояние от i-ой МС при i=1 или 2. Если эти расстояния отлича­ются в 10 раз, то дБ, и если допустимое значение от­ношения сигнал-помеха составляет 20 дБ, то фильтр приемника БС дол­жен обеспечивать ослабление помехи дБ. Это соответствует параметру расстройки фильтра = 60/24=2,5

Минимальный частотный разнос между соседними каналами . Эту проблему обычно разрешают двумя путями: выбирают приемник с высокой избирательностью и обеспечивают регулировку мощности излуче­ния МС.

МС, находящаяся около БС, может создавать помехи приему сигнала удаленной МС из-за перегрузки усилите­ля приемника. (уровень сигнала превышает максимальный входной уровень). Точка насыщения такого усилителя соответствует максимальному входному уровню сигнала рС НАС » 55 дБм. Если уровень сигнала превышает это значение, то возникают нелинейные продукты. Когда их частоты попадают в полосу пропускания соседнего канала, они создают помехи. При приеме в соседнем канале сигнала от удаленной МС значение отношения сигнал-по­меха может оказаться ниже допустимого.

Примеры показывают, что при составлении ЧТП необходимо учитывать изменение положения МС. Оптимальный ЧТП должен адаптироваться к таким изменения. Однако, в существующих реальных системах, как правило, этого нет.

2.5. Влияние сигналов и помех на выбор параметров системы.

 

При проектировании СПР решают три основные задачи: обеспече­ние заданного отношения сигнал – шум на определенной террито­рии (проблема покрытия); обеспечение заданного отношения сигнал - ин­терференция (проблема интерференции) и обеспечение требуемой телефонной нагрузки (проблема трафика). Знаком * будем отмечать допустимые значения с учетом принятого энергетического запаса DС-Ш в от­личие от реальных, которые выше обозначены qС-Ш в (2.12) и qС-И в (2.20).

Обсудим типовые ситуации:

1. qС-И >qС-Ш> для большинства сот на заданной терри­тории. Система спроектирована правильно;

2. qС-И <qС-Ш > - проблема интерференции;

3 qС-И <qС-Ш < и qС-И » qС-Ш - это проблема покрытия;

4. qС-И <qС-Ш << и qС-И < qС-Ш – это проблема как покрытия территории, так и интерференции.

Для решения проблем применяют ряд методов. Причем некоторые из них взаимно не совместимы, поскольку, увеличивая отношение сигнал - интерференция, снижают отношение сигнал - шум.

Проблема покрытия территории в первую очередь касается СПР, где определяющим является отношение сигнал - шум. В таких системах не наблюдается интерференция ни на совпадающих частотах, ни по сосед­ним каналам, поскольку такие каналы либо совсем не используются, либо используются в сотах, очень далеко отстоящих друг от друга. Методы для увеличения площади покрытия включают типовые методы увеличения уровня сигнала, излучаемого на БС: увеличение мощности передатчика, применение направленных антенн с повышенным коэффициентом усиле­ния, увеличение высоты антенн. Это также типовые методы снижения собственных шумов приемной установки: использование приёмников с меньшим коэффициентом шума и с меньшим значением порогового уров­ня сигнала. Наконец, это специальные меры: применение разнесенного приёма, тщательный выбор места расположения БС, формирование специальной ДНА, использование в зонах затенения ретрансляторов - повтори­телей и пассивных ретрансляторов.

Проблема интерференции решается путём уменьшения уровней ме­шающих сигналов. Наиболее эффективные методы уменьшения помех на совпадающих частотах: а) применение секционированных антенн; б) уве­личения расстояния d (2.16 ) между взаимодействующими БС. Однако, увеличение d связано с увеличением размерности кластера, что сопро­вождается снижением частотной эффективности.

Важную роль в решении проблемы интерференции играет правильно разработанный ЧТП. Он должен обеспечить достаточный частотный раз­нос между соседними каналами в соте и между ближайшими - в соседних сотах. Перспективными являются адаптивные ЧТП, которые позволяют учитывать изменение ситуации во времени, а также гибко предоставлять каналы разного качества каждой МС. В любой системе могут быть рече­вые каналы разного качества со своими значениями qС-И и qС-Ш в каждом канале. Эти факторы должны учитываться при назначении частотных ка­налов.

Столь же важную роль играет выбор и формирование ДНА. В ре­альных условиях в каждой соте необходимый уровень излучаемого сигна­ла зависит от направления излучения. В некоторых направлениях необхо­дим сильный сигнал, в других - сигнал просто не нужен. Сформировать соответствующий характер излучения можно с помощью антенн со специ­альной ДНА. Часто возникает задача сохранить энергию сигнала внутри небольшой территории, например, вдоль дороги. В этом случае приме­няют такой способ, как поворот ДНА в вертикальной плоскости. Приме­ром может служить зонтичная антенна.

Наконец, применяются типовые методы снижения уровней сигналов интерференции путем уменьшения энергетических параметров: умень­шение мощности передатчика и снижение высоты антенны. Однако, при этом уменьшается территория покрытия. Такие способы приемлемы там, где решению проблемы интерференции отдается приоритет по отношению к проблеме покрытия территории.

Правильный выбор места расположения БС позволяет использовать характер местности для того, чтобы уменьшить влияние мешающих сиг­налов, сохранив при этом необходимую территорию обслуживания. Мо­дели предсказания уровня сигнала "от точки к точке", изложенные в раз­деле 1.4, позволяют принимать соответствующие решения.

Проблема трафика состоит в предоставлении необходимого числа каналов связи на заданной территории. Для увеличения ёмкости трафика применяют:

1) увеличение числа сот на ограниченной территории. Достигается за счёт уменьшения радиуса соты, а также секционирования сот.

2) увеличение числа частотных каналов в соте. Как правило, БС рас­считана на 16 частотных каналов, которые работают на общую передаю­щую антенну. Можно установить, например, две таких антенны и орга­низовать 32 частотных канала в соте и т.д. Однако, при этом сокращает­ся частотный разнос между соседними (и ближайшими) каналами. Требу­ется тщательная проработка ЧТП.

Кроме того, аналоговые стандарты обычно допускают использование дополнительного частотного плана. Число частотных каналов удваивается

3) динамическое распределение частотных каналов между сотами.

4) организация ПЭП " в очередь" вместо традиционного порогового.

 

 

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

 

  1. Маковеева М.М., Шинаков Ю.С. Системы связи с подвижными объектами: Учеб.пособие для вузов. – М.: Радио и связь, 2002.
  2. Уильям К. Ли. Техника подвижных систем связи. - М.: Радио и связь, 1985.
  3. Пономарев Г.А., Куликов А.Н., Тельпуховский Е.Д. Распространение УКВ в городе. – Томск: МП «Раско», 1991.
  4. Связь с подвижными объектами в диапазоне СВЧ / Под ред. У. К. Джейкса. – М.: Связь, 1979.
  5. Локшин М.Г., Шур А.А., Кокорев А.В., Краснощеков Р.А. Сети телевизионного и звукового ОВЧ ЧМ вещания. – М.: Радио и связь, 1988.
  6. Справочник по радиорелейной связи / Н. Н. Каменский, А. М. Модель, Б. С. Надененко и др. под ред. С. В. Бородича - М.: Радио и связь, 1981.

 

– Конец работы –

Эта тема принадлежит разделу:

Содержание курсового проектирования

Содержание курсового проектирования.. линии радиосвязи входящие в состав сотовых сухопутных подвижных систем электросвязи сспсэ и спутниковых систем..

Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ: Отношение сигнал-шум на входе приемника

Что будем делать с полученным материалом:

Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:

Все темы данного раздела:

Эта работа не имеет других тем.

Хотите получать на электронную почту самые свежие новости?
Education Insider Sample
Подпишитесь на Нашу рассылку
Наша политика приватности обеспечивает 100% безопасность и анонимность Ваших E-Mail
Реклама
Соответствующий теме материал
  • Похожее
  • Популярное
  • Облако тегов
  • Здесь
  • Временно
  • Пусто
Теги