Общая характеристика моделей распространения радиоволн. Основные проблемы распространения и методы их решения. Моделирование распространения радиоволн в городе с помощью эмпирических моделей. Экспериментальное исследование уровня сигнала базовой станции.
Аннотация к работе
1 Анализ современного состояния моделирования распространения УКВ в городских условиях 1.1 Основные проблемы распространения радиоволн и методы их решения 1.1.1 Затухание радиосигналов при распространении 1.2 Модели распространения радиоволн 1.2.1 Модель распространения радиосигнала в свободном пространстве 1.2.2 Двухлучевая модель распространения радиосигнала 1.2.3 Стандартные модели распространения на открытом пространстве 1.2.4 Модель Окамура 1.2.5 Модель Хата 1.2.6 Модель СOST231- Хата 1.2.7 Модель Ли «от зоны к зоне» 1.2.8 Модель Ли «от точки к точке» 1.2.9 Модель Уолфиша - Икегами 1.3 Выводы и постановка задачи 2 Моделирование распространения радиоволн в городе с помощью эмпирических моделей 2.1 Моделирование затухания радиосигнала от расстояния для микрорайона Юбилейный г.Йошкар - Ола 2.2 Экспериментальное исследование уровня сигнала базовой станции расположенной в микрорайоне Юбилейный г. Йошкар-Ола и определение зон затухания Заключение Библиографический список Приложение А Блок схема алгоритма Приложение Б Модель Хата Приложение В Модель COST - 231 Хата Приложение Г Модель Уолфиша - Икегами Введение С начала 70-х годов внимание исследователей и инженеров во многих странах было обращено к проблеме распространения ультракоротких волн (УКВ) в городах. Это связано с интенсивным развитием систем радиосвязи различного назначения - от телевидения до систем связи с подвижными объектами и радиотелефонии, играющих в жизни городов огромную роль. Поэтому построение математической модели города является основной задачей для описания процесса распространения УКВ в условиях города и решение ряда практических задач для систем сотовой связи. В общем виде эту зависимость можно записать так: . где и - мощность излучаемого и принимаемого сигнала соответственно; d - расстояние между передающей и приемной станциями; n - показатель затухания; - нормирующий множитель[1-8, 18]. 1.2 Модели распространения радиоволн в реальных условиях Моделирование распространения радиоволн, основано на предсказании среднего уровня принимаемого сигнала, на заданном расстоянии от излучателя, а также в определении разброса его значений в зависимости от конкретной ситуации на трассе. Для свободного пространства затухание (единица измерения дБ) в зоне Фраунгофера определяется из выражения Удобна другая форма записи затухания в свободном пространстве: где - коэффициент усиления антенны; - эффективная площадь поверхности антенны, м2; - затухание сигнала в свободном пространстве; , и - уровни мощности передатчика и приемника; и , - коэффициенты усиления передающей и приемной антенны соответственно, выраженные в децибелах; d - расстояние между приемником и передатчиком (в километрах); f - частота сигнала (в МГц). Модель Окамура применяют при значениях параметров в пределах, указанных в таблице 1.1 Таблица. 1.1 - Допустимые значения параметров для модели Окамура Параметр Области применения модели Окамура Основная Расширенная Рабочая частота, МГц От 150 до 2000 До 3000 Протяженность трассы,км От 1 до 20 До 100 Высота антенны БС, м От 30 до 400 От 1,5 до 1000 Высота антенны АС, м От 1 до 10 От 1 до 10 Модель Окамура основана на результатах экспериментальных исследований и по сравнению с двухлучевой моделью позволяет более точно предсказывать среднее значение затухания радиосигнала на относительно большом расстоянии между передающей и приемной антеннами (более 1 км) при наличии препятствий. Для крупных городов этот параметр слабо зависит от частоты и от типа местности, однако используются следующие аппроксимирующие формулы: для малых и средних городов: для больших городов: для пригородных районов, дБ: для сельской местности, дБ: Хотя формулы Хата не позволяют учесть все специфические поправки, которые доступны в методе Окамура, они имеют существенное практическое значение.