Федеральное агентство связи

Поволжская государственная академия телекоммуникаций и информатики

Кафедра радиоприемных устройств

Курсовая работа

«Расчет энергетических показателей системы позиционирования

средств радиосвязи»

Выполнил:

студент гр. РС-71

Голуб К.Б.

Проверил:

к.т.н., доцент Овчинников П.И.

Самара

2011г.

Рецензия

Содержание

Рецензия………………………………………………………………………………………….2

1. Содержание…………………………………………………………………………………...3

2. Задание. Исходные данные для расчета …………………………………………………4

3. Расчёт границы рабочей зоны измерительного модуля СПРС……………………….4

4. Построение зоны обслуживания системы позиционирования с двумя

приемными пунктами СПРС………………………………………………………………..10

5. Расчет координат ИРИ……………………………………………………………………..12

6. Построение эллипса вероятного местонахождения радиостанции позиционируемой двумя приемными пунктами…………………………………………………………………15

2. Задание. Исходные данные для расчета

Произвести расчет параметров системы позиционирования радиосредств, определить координаты источника радиоизлучения, оценить точность определения линий положения и координат объекта.

Для определения координат источника радиоизлучения (абонентской станции АС) используется угломерная система состоящая из двух базовых станций (БС) со следующими характеристиками : (n1 = 91, n = 1)

1. Частота передачи БС МГц.

2. Высота подвеса антенны БС над земной поверхностью м.

3. Высота подвеса антенны АС над земной поверхностью м.

4. Оборудование БС: номинальная выходная мощность передатчика БС

Вт.

5. Расположение БС: город Самара, ул.Ташкентская, дом 134; тип местности: крупный город, , коэффициент застройки %.

6. Антенна БС: коэффициент усиления дБ.

7. Антенна АС: коэффициент усиления дБ, неравномерность диаграммы направленности антенны АС дБ, действующая длина м.

8. Длина фидера БС м.

9. Погонное затухание в фидере БС дБ/м.

10. Затухание между выходом антенны и входом приемника АС дБ.

11. Чувствительность приемника АС мкВ при отношении “сигнал/шум” на входе приемника дБ.

12. Требования к качеству связи: процент пунктов приема 95,1%, устойчивость связи 95,1%.

13. Мощность, поступающая на вход приемника дБ.

14. Суммарное затухание в сосредоточенных элементах АФТ БС дБ.

3. Расчёт границы рабочей зоны измерительного модуля спрс

Рабочая зона (область) системы позиционирования - часть пространства (поверхности), в пределах которой обеспечивается нахождение координат ИРИ с погрешностью, не превышающей максимально допустимую . При этом принимаемый сигнал должен превышать пороговое значение соответствующее максимальной дальности действия системы. Таким образом, границы рабочей зоны определяются равенствами D = D_max и , где - среднеквадратическое значение радиальной погрешности согласно (3.5); - ее максимально допустимое значение.

Обычно границы рабочей зоны системы рассчитывают из условия заданной точности местоопределения , а условие является проверочным, поскольку максимальная дальность действия системы местоопределения зависит от порогового сигнала, необходимого для получения точности местоопределения не ниже заданной.

Дальность действия системы радиосвязи с подвижными объектами зависит от следующих факторов:

- уровня внешних шумов на входе приемника и его чувствительности;

- параметров антенно-фидерного тракта приемной аппаратуры (действующей высоты антенны, потерь в антенно-фидерном тракте и высоты установки приемной антенны);

- эффективной мощности, излучаемой передающей аппаратурой, потерь в антенно-фидерном тракте передачи, усиления и неравномерности диаграммы направленности в горизонтальной плоскости передающей антенны;

- высоты установки передающей антенны;

- статистических закономерностей распространения радиоволн в условиях пересеченной местности и городской застройки;

- системы модуляции;

- электрических параметров применяемой радиоаппаратуры;

- рельефа местности и т.д.

При определении энергетических показателей любого вида систем связи необходимо учитывать, прежде всего, особенности распространения радиоволн того или иного диапазона (ОВЧ, УВЧ).

Существенной особенностью радиоволн ОВЧ и УВЧ диапазонов является то, что при распространении их вдоль земной поверхности они плохо огибают ее выпуклости и практически не огибают природных и искусственных преград, встречающихся на их пути.

В соответствии с заданной точностью местоопределения определим границу зоны обслуживания системы найдя необходимую напряженность поля превышающую уровень помех и шумов по методике ГСПИ.

Область применения методики ГСПИ: частота: 150 – 1000 МГц, высота подвеса антенн БС: 50…600 м, АС: 1,5 и 3 м (с поправками), расстояние между БС и АС: 1…600 км; устойчивость связи: 50…99,9%; тип местности – село и город (с поправкой на неровность рельефа); процент мест, где обеспечивается заданное качество связи: 50…99,9%. Методика основана на использовании результатов экспериментальных исследований. Результаты этих исследований рекомендованы МККР для различного рода расчетов в области подвижной радиосвязи. Некоторые результаты представлены в графической форме на графиках в соответствии с заданной высотой подвеса антенны БС над средним уровнем земной поверхности.

Величина Е_необх должна обеспечивать заданное превышение уровнем полезного сигнала в точке приема суммарного уровня шумов и помех, с учетом их статистических свойств.

, (3.20)

где

– суммарный уровень шумов и помех в точке приема в дБ

относительно 1 мкВ/м;

(S/N)_вх – требуемое отношение “сигнал/шум” на входе приемника, дБ;

– поправочный коэффициент, учитывающий отличие эквивалентной

мощности передатчика от мощности 1 кВт, дБ;

– поправочный коэффициент, учитывающий отличие высоты антенны

АС от высот 1,5 и 3 м, дБ;

– поправочный коэффициент, учитывающий отличие заданного

процента приемных пунктов, в которых обеспечивается напряженность поля от 50%, дБ;

– поправочный коэффициент, учитывающий отличие заданной

устойчивости связи от устойчивости 50%, дБ;

– поправочный коэффициент, учитывающий отличие реального рельефа местности от рельефа, для которого проводились экспериментальные исследования, дБ;

– неравномерность диаграммы направленности приемной антенны в горизонтальной плоскости, дБ.

Суммарный уровень шумов и помех на входе приемника N_ш находиться по формуле

, (3.21)

где

– уровень внешних шумов и помех в точке приема, мкВ/м;

– номинальная чувствительность приемника, мкВ/м;

– отношение “сигнал/шум” на входе приемника, при котором задана , дБ;

– затухание в АФТ приемника;

– действующая длина приемной антенны, м.

Рисунок 3.1 - Зависимость напряженности поля от расстояния в городской зоне.

Поправочный коэффициент находится по формуле

, (3.22)

где

– затухание в фидере передающей антенны БС, дБ;

– неравномерность диаграммы направленности передающей антенны БС в горизонтальной плоскости, дБ;

– коэффициент усиления передающей антенны БС, дБ;

, (3.23)

где

– номинальная мощность передатчика, дБ.

Если на БС применяется направленная антенна, то для направления АС→БС следует учесть выигрыш в отношении “сигнал/шум” за счет КНД антенны БС. При этом

, (3.24)

где

– уровень внешних шумов и помех в точке приема, дБ;

– КНД антенны БС относительно изотропной антенны.

Таблица 3.1

Диапазон частот, МГц
	АС
	дБ	мкВ/м
150-175	8	2,5
300-350	0	1
890-915	-29	0,01

Рисунок 3.2 - График зависимости уровня внешних шумов и помех от частоты

Поправка на высоту расположения антенны В_ант находится по формуле

, (3.25)

где

– высота установки антенны АС, м,

м, высота установки антенны, для которой производились экспериментальные измерения.

Поправочный коэффициент находится по данным таблицы 3.2.

Таблица 3.2

Процент пунктов приема	50	60	70	80	90	95	98	99
,дБ	0	2,0	5,0	7,5	11,0	14,0	17,0	18,0

Поправочный коэффициент находится по данным таблицы 3.3

Таблица 3.3

Устойчивость радиосвязи в процентах	50	90	95	99,5	99,9
, дБ	0	3,0	4,3	8,0	13,5

Поправочный коэффициент находится по данным таблицы 3.4 и рисунка 3.3.

Таблица 3.4

∆h,м	Частота 150÷250 МГц		Частота 250÷1000 МГц
	, дБ		, дБ
	100 км	200 км	100 км	200 км
10,0	-6,0	-3,0	-10,0	-5,0
20,0	-3,0	-1,5	-6,0	-3,5
50,0	0	0	0	0
100,0	5,0	2,0	6,0	3,0
200,0	10,0	5,0	15,0	8,0

Рисунок 4.3 - График зависимости поправочного коэффициента от ∆h