double arrow

Методические указания к выполнению расчетно-графической работы №1. Задание к выполнению расчетно-графических работ

4

Задание к выполнению расчетно-графических работ

Введение

ТЕХНОЛОГИИ БЕСПРОВОДНОЙ СВЯЗИ

ТЕХНОЛОГИИ БЕСПРОВОДНОЙ СВЯЗИ

Методические указания к выполнению расчетно-графических работ

для студентов очной формы обучения специальности

050719 – Радиотехника, электроника и телекоммуникации

       
   
Рассмотрено и одобрено на заседании кафедры ТКС Протокол №__от"___"___2007г. Зав. кафедрой ТКС ________ "___"_________2007г. Составитель (разработчик): ____________ С. В. Коньшин
 
СОГЛАСОВАНО Начальник УМО ____________О.З. Рутгайзер "___"_______2007г. Редактор ____________ Т. С. Курманбаева "___"_______2007г. Специалист по стандартизации ____________ Н. М. Голева "___"_______2007г.
 


Алматы 2007

Методические указания к выполнению расчетно-графических работ

для студентов очной формы обучения специальности

050719 – Радиотехника, электроника и телекоммуникации

Алматы 2007


СОСТАВИТЕЛЬ: C.В. Коньшин. Технологии беспроводной связи. Методические указания к выполнению расчетно-графических работ для студентов очной формы обучения специальности 050719 – Радиотехника, электроника и телекоммуникации. – Алматы: АИЭС, 2007. – 12 с.

Данная разработка предназначена для студентов очной формы обучения специальности 050719 – Радиотехника, электроника и телекоммуникации.

В методических указаниях приводятся основные формулы и графики для расчёта системы беспроводной связи, методика расчёта и требования к содержанию расчетно-графических работ.

Ил. 2, табл. 5, библиогр. - 8 назв.

Рецензент: канд. техн. наук, проф. Г.Г. Сабдыкеева.

Печатается по плану издания некоммерческого акционерного общества "Алматинский институт энергетики и связи" на 2007 г.

© НАО "Алматинский институт энергетики и связи", 2007 г.


Дисциплина "Технологии беспроводной связи" изучается студентами специальности 050719 – Радиотехника, электроника и телекоммуникации на предпоследнем (третьем) курсе и предусматривает выполнение 2 расчетно-графических работ.

Цель расчетно-графических работ: обучить студентов принципам расчета и построения систем беспроводной связи, показать особенности распространения и затухания сигналов в системах радиосвязи с радиальной структурой.

В расчетно-графической работе №1 требуется провести расчет:

- максимального расстояния уверенного приема (дальности) между центральной станцией (ЦС) и мобильной абонентской станцией (АС) системы беспроводной радиосвязи (радиус зоны 1);

- максимального расстояния посредственного, неуверенного приема (худшего качества) между ЦС и АС (радиус зоны 2).

В расчетно-графической работе №2 требуется провести расчет:

- максимального расстояния уверенного приема (дальности) между центральной станцией и базовой станцией (БС) (радиус зоны 1);

- то же расстояние, но при условии посредственного, неуверенного приема (худшего качества) (радиус зоны 2).

Общие условия расчетов:

В расчетно-графических работах принимается, что построение беспроводной системы проводится на какой-то территории покрытия впервые.

Следует иметь в виду, что связь ЦС с АС осуществляется на первых этапах построения радиальной сети, с использованием антенн с круговой диаграммой направленности. Связь ЦС с БС осуществляется с использованием направленной антенны, устанавливаемой на БС. Расчет связи ЦС с АС и связи ЦС с БС производится по одной методике.

Исходные данные для расчетов:

а) номинальная мощность передатчика ЦС Рн выбирается по последней цифре зачетной книжки из таблицы 1;

б) средняя рабочая частота f также выбирается по последней цифре зачетной книжки из таблицы 1;

в) высота приемной антенны h2 также выбирается по последней цифре зачетной книжки из таблицы 1;

г) требуемая напряжённость поля сигнала в пункте приёма АС Ес также выбирается, согласно последней цифре зачётной книжки из приведенной ниже таблицы 1;

Таблица 1 – Зависимость варианта от последней цифры зачетной книжки

Последняя цифра зач. книжки                    
Рн, Вт                    
f, МГц                    
h2, м 1,0 1,1 1,2 1,3 1,4 1,0 1,1 1,2 1,3 1,4
Ес, дБ                    

д) рельеф местности в зоне обслуживания Dh системы беспроводной радиосвязи определяется по предпоследней цифре зачетной книжки из таблицы 2 для меньшего колебания изменения рельефа местности Dh1 и для большего варианта изменения рельефа местности Dh2;

Таблица 2 – Зависимость варианта от предпоследней цифры

Предпоследняя цифра зачетной книжки                    
Рельеф местности изменяется от Dh1 до Dh2 Dh1                      
Dh2                      
                                       

е) затухание в фильтрах и антенных разделителях считаем одинаковым для любого варианта и принимаем равным Вф=9 дБ;

ж) усиление передающей и приемной антенн ЦС и АС Dу выбирается из таблицы 3. При расчете дальности связи между ЦС и АС в качестве антенн ЦС и АС следует выбирать всенаправленные антенны (ширина диаграммы направленности 360°). При расчете дальности связи между ЦС и БС следует иметь в виду, что в качестве антенны ЦС по-прежнему используется та же всенаправленная антенна, а в качестве антенны БС можно использовать разные типы антенн.

Таблица 3 – Параметры антенн

Тип антенны QЕ, ° КУ, Dу , дБ
1 Полуволновой вибратор    
2 Волновой вибратор   1,6
3 Полуволновой шунтовой вибратор    
4 Четвертьволновой штырь    
5 Семиэлементная антенна типа «Волновой канал»   8,0
6 Четырёхэтажная антенна из волновых вибраторов   7,3
7 То же, двухэтажная   3,6

2.1 Считаем, что высота передающей антенны не дана, поэтому будем задаваться различными высотами антенн, чтобы определить радиус обслуживания с тем, чтобы выбрать подходящий вариант размещения ЦС с учетом местных условий.

Задаемся следующими высотами антенны ЦС:

h1=30, 50, 70, 100, 150, 200, 300 м.

При расчете принимаем, что оборудование ЦС остается у основания опоры, а длина антенного фидера lф увеличивается с ростом h1, увеличивая общее затухание фидера. Параметры кабелей приведены в таблице 4.

Таблица 4 – Параметры кабелей

Марка кабеля Волн. сопр., rф, Ом Затухание a, дБ/м на частотах, МГц
             
РК-50-3-11(РК-159) РК-50-7-11(РК-147) РК-50-7-15(РК-47) РК-50-11-11(РК-148) РК-50-11-13(РК-48) РК-75-4-11(РК-101) РК-75-4-15(РК-1) РК-75-7-11 РК-75-7-12 РК-100-7-11(РК-102) РК-100-7-3(РК-2) РК-5/18 РКД-2-7/28 РКД-2-9/33 РК-75-7-12(РК-120) РК-75-4-21(РКТФ-1) РК-75-7-21(РКТФ-3) РК-75-17-11(РК-5) РК-75-7-18 РК-75-9-12(РК-3) РК-75-9-13(РК-103) РК-75-13-12 РК-75-17-12(РК-108)   - - - - - 0,08 0,08 0,05 0,05 - - - - - 0,06 0,07 0,045 0,014 0,03 0,043 0,038 0,02 0,028 - - - - - 0,3 0,28 0,18 0,19 - - - - - 0,18 0,27 0,15 0,043 0,14 0,15 0,14 0,06 0,07 0,77 0,49 0,5 0,32 0,35 0,58 0,58 0,47 0,5 0,21 0,37 0,067 0,047 0,039 - - - - - - - - - 0,83 0,51 0,52 0,34 0,37 0,62 0,62 0,52 0,55 0,25 0,41 0,085 0,052 0,043 - - - - - - - - - 0,95 0,56 0,56 0,38 0,4 0,72 0,72 0,65 0,66 0,33 0,45 0,12 0,162 0,052 - - - - - - - - -

2.2 Определим затухание фидера для всех высот антенн ЦС

DBф = a lф, дБ

где lф - длина фидера, м;

a - погонное затухание, дБ/м.

Для чего из таблицы 4 выбираем кабель, работающий на заданной частоте, и определяем его затухание.

2.3 Занесем полученные данные в таблицу (по форме таблицы 5).

2.4 Рассчитаем Вр.н – поправку, которая учитывает отличие номинальной мощности передатчика от мощности 1кВт, по формуле

2.5 Рассчитаем Вh2 – поправку, учитывающую высоту приемной антенны, отличную от 1,5 м, по формуле

Вh2=10lg(1.5/h2)

где h2 –высота приемной антенны АС.

Таблица 5 – Образец оформления выходных данных

Высота передающей антенны, h1, м. Затухание фидера, a*lф, дБ.
  1,03
  1,73
  2,34
  3,47
  5,20
  6,94
  10,41

2.6 Определяем Врел - поправку, учитывающую рельеф местности следующим образом. График для определения поправки, учитывающей рельеф местности, приведен на рисунке 1.

Весь последующий расчет необходимо производить для двух крайних случаев: когда колебание высоты рельефа местности имеет минимальное значение (Dh1 - наилучший вариант) и когда колебание рельефа местности имеет максимальное значение (Dh2 - наихудший вариант).

Соответственно, для обоих случаев высчитывается Врел - поправка, учитывающая рельеф местности. Коэффициент Врел определяется как среднее арифметическое значений, полученных по графикам рисунков 1а (сельская местность) и 1б (городская местность) для данной Dh.

Врел, дб (для города) Врел, дб (для села)

Рисунок 1 - График для определения поправки рельефа местности

Для примера определим поправку, учитывающую рельеф местности при Dh=20 м, она составит: Врел = -6 дБ.

2.7 Определим напряженность поля для случаев Dh1 и Dh2, реально создаваемое передающей станцией ЦС в пункте приема АС по основной расчетной формуле

Е=Еср.нфh2рел+ (a*lф)-Dу (1)

где lф - длина фидера, м;

a - погонное затухание, дБ/м;

Ес - требуемая напряжённость поля сигнала в пункте приёма АС, дБ;

Вр.н - поправка, учитывающая отличие номинальной мощности передатчика от мощности 1кВт, дБ;

Вф - затухание в фильтрах и антенных разделителях, дБ;

Вh2 - поправка, учитывающая высоту приемной антенны, отличную от 1,5 м, дБ;

Врел - поправка, учитывающая рельеф местности, дБ;

Dу – сумма коэффициентов усиления передающей и приемной антенн ЦС и АС, дБ.

Расчет произвести для всех высот передающей антенны ЦС и результаты расчета привести по образцу таблицы 6.

Таблица 6 – Образец оформления результатов расчета

Высота передающей антенны , м Для Dh1 Для Dh2
Напряжен-ность поля Е, дБ Ожидаемая дальность связи r, км Напряжен-ность поля Е, дБ Ожидаемая дальность связи r, км
         
         
       

 
 

2.8 По графику на рисунке 2 (полученному экспериментально) определим ожидаемую дальность связи для рассчитанных напряженностей поля при различных высотах передающей антенны ЦС (для Dh1 и Dh2).

Рисунок 2 – Кривые для определения дальности связи

2.9 Итак, мы определили значения дальности связи, задаваясь различными значениями высоты подвеса антенны для крайних случаев перепада высот местности. Исходя из полученных значений, необходимо выбрать оптимальную высоту подвеса антенны h1 и обосновать свой выбор.

Радиус зоны 1 (максимального расстояния между ЦС и АС) выбирается как наименьшее из значений дальности связи, рассчитанных для рельефов с Dh1 и Dh2

2.10 Расчёт зоны 2 (при связи ЦС с АС) отличается от расчета зоны 1 тем, что если в зоне 1 обеспечивается уверенная связь (без пропаданий и замираний сигнала); то в зоне 2 могут быть замирания и пропадания сигнала, однако при этом качество связи остается приемлемым и разборчивость речи удовлетворительна.

За радиусом зоны 2 беспроводная связь или отсутствует совсем или неразборчива. Расчёт ведём, учитывая, что напряжённость поля Ес2 в пункте приёма на 9 дБ меньше, чем в зоне 1

Ес2с1-9.


Понравилась статья? Добавь ее в закладку (CTRL+D) и не забудь поделиться с друзьями:  


4

Сейчас читают про: