2. Второй этап выполнения работы

На втором этапе требуется:

• рассчитать потери на трассе;

• определить мощность передатчиков базовой станции;

• провести расчет баланса мощностей на трассе вверх

• при необходимости провести корректировку заданной высоты подвеса антенны базовой станции Н_БС.

Требуется обеспечить баланс мощностей в соте радиуса R для сети сотовой связи, выбранной на первом этапе. Мощность полезного сигнала на входе приёмника p_пр, минимально необходимая для обеспечения удовлетворительного качества приёма (его реальная чувствительность p_р) должна превышать мощность собственных и внешних шумов на 12-20 дБ. Величина Р_р как правило приводится в паспорте, следовательно предметом для оценок эффективности являются определение теоретической зоны вокруг каждой базовой станции, в пределах которой будет выполняться условие p_пр > p_р. Главным элементом таких оценок являются расчёты энергетики отдельных радиолиний между базовыми и абонентскими станциями. Эквивалентная схема примерной радиолинии приведена на рисунке 8.1.

Рисунок 8.1. Эквивалентная схема радиолинии

На рисунке обозначены:

Р_прд - выходная мощность передатчика БС,

p_пр - мощность на входе приёмника;

H₁,Н₂ - высоты передающей и приёмной антенн,

G_прд - коэффициент передачи АФУ передатчика,

G_прм - коэффициент передачи АФУ приёмника.

Уравнение баланса мощностей в прямом направлении (вниз) БС → АС:

р_{АС вх}. = Р_{БС вых.} + G_БС + G_АС – L_Р (1)

Уравнение баланса мощностей в обратном направлении (вверх) АС → БС

р_БСвх. = Р _АСвых + G_АС +G_БС – L_Р, (2)

где:

Р_БСвых., Р _АСвых. - мощности на выходе передатчиков базовой и абонентской станций;

р_БСвх. , р_{АС вх.} – мощности на входе приёмников базовой и абонентской станций;

L_Р – потери на трассе распространения;

G_АС , G_БС – коэффициенты передачи антенно-фидерных устройств. G_АС = 0.

Необходимую мощность передатчиков базовой станции определяем из уравнения баланса мощностей (1) направление «вниз»:

P_БСвых = р_АС – G_БС - G_АС + L_Р

Предварительно определим потери Lp для среднего города:

В диапазоне 1800 МГц расчеты ведут на модели COST 231 Хата [COST 231 TD(90) 119].

Для среднего города потери выражаются формулой:

где:

H_БС - эффективная высота подъема антенны базовой станции, м,

H_АС - высота антенны подвижной станции над уровнем земли, м,

R - расстояние между передатчиком и приемником, км,

F- частота сигнала, МГц;

Потери на линии «вниз»:

Запас мощности для обеспечения связи на 90% площади с вероятностью 75%: ∆Рσ= 0,68σ=0,68∙8=5,6дБм, где σ = 8дБ- среднеквадратичное отклонение сигнала из-за флуктуаций в точке приёма.

Потери в здании Lдоп=12дБ.

Суммарные потери Lр=145,02+5,6+12=162,62дБ

Определяем мощность передатчиков базовой станции, направление (вниз)

БС → АС: Р_{БС вых}. = р_{АС вх}. - G_БС - G_АС + L_r

Уравнение баланса мощностей в обратном направлении (вверх) АС → БС.

р_БСвх. = Р _АСвых + G_АС +G_БС – L_Р,

Предварительно определим потери на линии «вверх»:

Средние потери на трассе при тех же высотах БС и АС практически не отличаются от потерь при трассе «вниз» и составляют 144,01дБ.

При тех же ∆Рσ= 5,6дБм, потерях в здании Lдоп=12дБ и мощности передатчика АС = 1Вт (30дБм) получаем суммарные потери Lp=161.61дБ

Определяем величину сигнала на входе приёмника базовой станции:

р_БСвх. = Р _АСвых + G_АС +G_БС – L_r

рБСвх.= 30 + 0 + 20 -161,61 = - 111,61дБ

Сигнал на входе приёмника базовой станции оказался меньше минимально допустимого значения – (минус 111дБм). Для выполнения баланса мощностей необходимо уменьшить потери на трассе на 111,61-111=0,61 дБ за счёт увеличения Н_БС:

+ = 0,61

Высоту антенны базовой станции для обеспечения баланса мощностей на трассе «вверх» необходимо увеличить на 9,5 м. Высота антенны базовой станции составит 59,5м.

Итоговая таблица8.6.

Трасса вниз БС → АС
F МГц	HБС м	HАС м	R км	дБ	дБ	дБ	БС дБм\ Вт	АС дБм
1842	59,5	1,5	2,2	145,02	5,6	12	38,62\8	-104
Трасса вверх АС → БС
F МГц	HБС м	HАС м	R км	дБ	дБ	дБ	АС дБм\Вт	БС дБм
1744	59,5	1,5	2,2	144,01	5,6	12	30\1	-111