Определение зоны покрытия трехсекторной БС с помощью моделей предсказания, учет потерь при распространении радиоволн

Основу территориального планирования составляет энергетический расчет, в процессе которого определяется архитектура сети и ее пространственные координаты с учетом качества обслуживания и информационной нагрузки. Заданное качество принятого сигнала определяется чувствительностью приемника. В общем виде уравнение передачи может быть представлено как:

, (1)

где Р_ПРМ – мощность радиосигнала на входе приемника (определяется чувствительностью приемника);

Р_ПРД – мощность передатчика;

η_ФПРД, η_ФПРМ – КПД передающего и приемного фидеров;

G_АПРД, G_АПРМ – коэффициенты усиления передающей и приемной антенн;

ξ_П, ξ_С – коэффициенты согласования антенн с радиосигналом по поляризации;

L_Σ – суммарное затухание радиоволн на трассе.

Значение мощности радиосигнала на входе приемника удобно выражать в децибелах относительно ватта. При этом уравнение (1) принимает вид:

(2)

По этой формуле несложно определить суммарные энергетические потери, возникающие на трассе распространения радиоволн:

(3)

Для БС суммарное затухание радиоволн на трассе равно:

Для МС суммарное затухание радиоволн на трассе равно:

Определим суммарное затухание радиоволн как потери распространения для соответствующего типа местности L_Р и поправки, учитывающей рельеф местности L_РЕЛ:

(4)

Определим поправку, учитывающей рельеф местности. Для этого в районе ориентировочного местоположения БС на карте города выбираем место, которое будет удовлетворять одновременно следующим условиям:

1) для размещения антенны БС в соответствующем районе имеется подходящее по условиям задания здание или опора, на которых можно арендовать площадь для размещения антенны БС;

2) перед антенной БС на расстоянии приблизительно 15 км для GSM-900 и 7 км для GSM-1800 не должно быть значительных возвышенностей (экранов), желательно во всех трех направлениях, для которых производится расчет (север, юго-запад и юго-восток).

Рисунок 1 – Местоположение БС

Отметим здание, на котором будет устанавливаться базовая станция. Это двенадцатиэтажное жилое здание по адресу пр. Абылай Хана угол ул. Шевченко. Рассчитаем высоту данного здания вместе с антенной:

h=12*3=36 м

Вместе с антенной: h=36+4=40 метров.

Отметим на карте расположение МС (рисунок 2)

Рисунок 2 – Взаимное местоположение БС и МС

Строим в трех направлениях рельеф местности. На рельефе указываем высоты для следующих точек местности: первая точка – точка расположения антенны БС; следующие точки выбираем через 3 км для стандарта GSM-900 в каждом направлении. Получим по 6 точек в каждом направлении, соединив которые плавной линией, определим в соответствующем направлении рельеф местности.

В данной работе используется трехсекторная антенна, разделим местность на 3 сектора: сектор А - 0º, сектор В - 120º, сектор С - 240º.

Рисунок 3 – Три сектора местности

Т а б л и ц а 4 – Рельеф местности в трех направлениях

Рисунок 4 – Рельеф местности в направлении к северу от БС

Рисунок 5 – Рельеф местности в направлении к юго-востоку от БС

Рисунок 6 – Рельеф местности в направлении к юго-западу от БС

Определим поправки, учитывающие рельеф местности для всех трех направлений. Коэффициент L_рел определяем, интерполируя между графиками рисунка 7.

Рисунок 7 – График для определения поправки, учитывающей рельеф местности

При ; дБ - сектор А

При ; дБ - сектор В

При ; дБ - сектор С

Определим потери распространения для соответствующего типа местности:

1 От БС к МС:

дБ - сектор А - 0º

дБ - сектор В - 120º

дБ - сектор С - 240º

2. От МС к БС:

дБ - сектор А - 0º

дБ - сектор В - 120º

дБ - сектор С - 240º

Определив из потери распространения для соответствующего типа местности L_Р, можно приступить к определению радиуса зоны покрытия базовой станции с помощью эмпирических моделей Окомура и Хата, Волфиша-Икегами (WIM).