Электромагнитная совместимость сотовых сетей связи (стр. 12 из 16)
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 CDMAпри 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.