Прогноз зон радиопокрытия сети

Прогноз зон радиопокрытия основан на возможности определения пространственного распределения интенсивности электромагнитного поля, создаваемого источниками радиоизлучения, с учетом присутствия всех препятствий, встречающихся на пути распространения радиоволн.

Расчет интенсивности радиополя необходим как для прогнозирования зон радиопокрытия, так и для решения проблем связанных с ЭМС. Методы расчета поля в условиях городской застройки и на открытой местности, в зависимости от расстояния до излучающей антенны, существенно отличаются. При этом совершенно разные методы используются для расчета поля внутри помещений при внутреннем и наружном расположении антенн. На близких расстояниях от наружного источника излучения (до нескольких сотен метров) на распределение поля влияют и, следовательно, требуют учета все окружающие здания. В этих случаях достаточно достоверный расчет производится с использованием методов физической территории дифракции (ФТД) и равномерной геометрической теории дифракции (РГТД). Более грубые оценки величины поля можно получить, используя некоторые специальные модели распространения.

В случае статистической однородности городской застройки или при квазиплоском рельефе расчет обычно производится по формулам Хаты.

 

Расчет покрытия радиосвязью

Для ориентировочных расчетов и для прогнозирования зон радиопокрытия разработаны спе­циальные упрощенные модели распространения. Эти модели представля­ют собой некоторые простые математические соотношения, выражающие зависимость так называемых основных потерь передачи L_B от расстояния между передающей и приемной антеннами. Так для случаев наружного размещения как базовой, так и абонент­ских антенн рассмотрены две модели:

 

1. При наличии прямой видимости между антеннами в 75% случаев, формула 6.26:

,       R >10                                                  (6.26)

2. При отсутствии прямой видимости в 25% случаев, формула 6.27:

, R >10                                                             (6.27)

 

В эти выражения величина R подставляется в метрах, при этом значение L_В определяется дБ.

Максимальный продольный размер зоны радиопокрытия, соответствующий наилучшей взаимной ориентации базовой и абонентской антенн, определяется из соотно­шения:

L_B = B                                                                  

где В - так называемый бюджет радиолинии, определяющий максимальную величину допустимых основных потерь передачи при заданных параметрах аппаратуры.

Основное расчетное соотношение для определения В:

                                             

Р_t - пиковая излучаемая мощность канала;

P_r - чувствительность приемника (реальная);

D_r - защитное отношение (типовое);

G_t - коэффициент усиления базовой антенны;

G_r - коэффициент усиления абонентской антенны.

 

  В системах WiMAX применяется квадратурная амплитудно-фазовая модуляции QAM, а также фазовая модуляция QPSK и BPSK. На сегодняшний день QAM является одной из самых эффективных методов модуляции, позволяющий достигать максимально возможные скорости передачи данных.

Расчет будет производится для различных типов модуляции (QPSK, 16QAM, 64QAM), в которых может работать оборудование Motorola-Canopy.

 

Р_t = 27дБм - пиковая излучаемая мощность канала;

P_r - чувствительность приемника (реальная):        QPSK -89дБм

                                                                                 16QAM -78дБм

                                                                                 64QAM -70дБм

D_r = 10дБм - защитное отношение (типовое);

G_t = 17дБм - коэффициент усиления базовой антенны;

G_r = 17дБм - коэффициент усиления абонентской антенны.

При наличии прямой видимости размер зоны обслуживания проектируемой системы фиксированного радиодоступа будет определяться выражением 6.28:

                                                 (6.28)

 

   При отсутствии прямой видимости размер зоны обслуживания определяется по формуле 6.29:

                  

                                        (6.29)

Используя выражения (6.28)-(6.29), а так же заданные энергетические характеристики радиолинии, реальные чувствительности передатчика и приемника определим предполагаемую зону радиопокрытия проектируемой сети.

QPSK, P_r= - 89 дБм:

               м

м

 16 QAM, P_r= - 78 дБм:

      м

      м

 

64 QAM, P_r= - 70 дБм:

                   м

                   м

 

Максимальный продольный размер зоны радиопокрытия, соответствующий наличию условий прямой видимости и оптимальной взаимной ориентации базовой и абонентской антенн, в различных режимах модуляции составляет:QPSK – 38 км, 16QAM – 13 км, 64QAM – 6 км.

При отсутствии прямой видимости: QPSK – 2 км, 16QAM – 933 м, 64QAM – 562 м.

Более высокая скорость передачи данных, зависящая от типа модуляции, ведет к уменьшению дальности связи.

На рисунке 6.5 представлена зона покрытия радиосвязью микрорайона Чистопрудный. Покрытие обеспечивает одна базовая станция, состоящая из 6 точек доступа, которые в совокупности образуют угол охвата в 360 градусов.

Рисунок 6.5 -  Зона покрытия радиосвязью микрорайона Чистопрудный.

Расчет ЭПУ

  Электропитание системы Motorola Сanoрy осуществляется от сети переменного тока напряжением 380В.

Все узлы, размещаемые на радиобашне, запитываются от коммутатора блока управления по неиспользуемым витым парам кабеля категории 5.            Питающее напряжение 380В взято с трансформаторной подстанции и заведено на Шкаф обогреваемый утеплённый (ШОУ), который имеет наружное исполнение.

 Для защиты оборудования и обслуживающего персонала в грунт вкапывается контур заземления.

  Для защиты внутреннего оборудования от перенапряжения в разрыв Ethernet кабеля ставятся грозоразрядники соединенные с «землёй» через заземляющую шину. 

   Так же предусматривается Источник бесперебойного питания.

Схема электропитания оборудования Motorola Сanoрy представлена на рисунке 6.6

Рисунок 6.6 - Схема электропитания оборудования Motorola Сanoрy

Произведём расчёты заземляющего контура и мощности, потребляемой оборудованием, для определения типа автоматических выключателей, группы учёта электроэнергии и источника бесперебойного питания.