Построение систем беспроводной связи

Принципы расчета и построения систем беспроводной связи. Особенности распространения и затухания сигналов в системах радиосвязи с радиальной структурой. Определение максимального расстояния уверенного приема и посредственного, неуверенного приема.

Рубрика Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника
Вид курсовая работа
Язык русский
Дата добавления 08.10.2012
Размер файла 255,8 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

дисциплина: Технологии беспроводной связи

РАСЧЁТНО-ГРАФИЧЕСКАЯ РАБОТА №1

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

ЗАДАНИЕ

1. ВЫПОЛНЕНИЕ ЗАДАНИЯ

1.1 Задание 1

1.2 Задание 2

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ВВЕДЕНИЕ

беспроводный связь прием сигнал

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.

ЗАДАНИЕ

В данной расчетно-графической работе необходимо произвести расчет:

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

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

Исходные данные:

Номинальная мощность передатчика ЦС Рн =35Вт

Средняя рабочая частота f =750 МГц

Высота приёмной антенны h2 =1,1 м

Требуемая напряжённость поля сигнала в пункте приёма АС Ес =41дБ

Рельеф местности в зоне обслуживания ?h системы подвижной радиосвязи :

?h1=14 м

?h2=60 м

Затухание в фильтрах и антенных разделителях Вф=9 дБ;

Таблица 1 - Параметры антенн

Тип антенны

Е,

КУ, Dу , дБ

1 Полуволновой вибратор

360

0

2 Волновой вибратор

180

1,6

3 Полуволновой шунтовой вибратор

360

0

4 Четвертьволновой штырь

360

0

5 Семиэлементная антенна типа «Волновой канал»

55

8,0

6 Четырёхэтажная антенна из волновых вибраторов

60

7,3

7 То же, двухэтажная

70

3,6

1. ВЫПОЛНЕНИЕ ЗАДАНИЯ

1.1 Задание 1

В качестве антенн ЦС и АС выберем четвертьволновой штырь.

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.

2) Рассчитаем затухание фидера для всех высот антенн ЦС

Bф = lф , дБ,

где lф - длина фидера, м

б - погонное затухание.

Выбираем кабель марки РК-75-17-11(РК-5) с волновым сопротивлением сф=75 Ом и затуханием б=0,043 Дб/м.

Bф1= 30*0,043=1,29 дБ,

Bф2= 50* 0,043=2,15 дБ,

Bф3= 70* 0,043=3,01 дБ,

Bф4= 100* 0,043=4,3 дБ,

Bф5= 150 *0,043=6,45 дБ,

Bф6= 200* 0,043=8,6 дБ,

Bф7= 300* 0,043=12,9 дБ.

3) Полученные данные внесем в таблицу 2.

Таблица 2 - Выходные данные

Высота передающей антенны, м

Затухание фидера, Дб

30

1,29

50

2,15

70

3,01

100

4,3

150

6,45

200

8,6

300

12,9

4) Рассчитаем Вр.н - поправку, которая учитывает отличие номинальной мощности передатчика от мощности 1кВт, по формуле

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.

Вh2=10lg(1,5/1,1)=1,347 дБ

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 (h1 - наилучший вариант) и когда колебание рельефа местности имеет максимальное значение (h2 - 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 h и для r100 км

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

Рисунок 1 - График для определения поправки рельефа местности

?h1 = 14 м

Bрел1=-5дБ (по 1 графику)

Врел2=-7дБ (по 2 графику)

Врел=дБ

?h2 = 60 м

Bрел1=2 дБ (по 1 графику)

Врел2=3 дБ (по 2 графику)

Врел=дБ

7) Определим напряженность поля для случаев h1 и h2, реально создаваемое передающей станцией ЦС в пункте приема АС по основной расчетной формуле:

Е=Ес+Вр.н+Вф+Вh2+Врел+ (*lф)-Dу

где lф =30…300 м - длина фидера;

=0,043 дБ/м - погонное затухание, дБ;

Ес =41 дБ - требуемая напряжённость поля сигнала в пункте приёма АС, дБ;

Вр.н=14,56 дБ - поправка, учитывающая отличие номинальной мощности передатчика от мощности 1кВт, дБ;

Вф=9 дБ - затухание в фильтрах и антенных разделителях, дБ;

Вh2=1,347 дБ - поправка, учитывающая высоту приемной антенны, отличную от 1,5 м, дБ;

Врел1,2=-6, 2.5 дБ - поправка, учитывающая рельеф местности, дБ;

Dу1=0 дБ - сумма коэффициентов усиления передающей и приемной антенн ЦС и АС, дБ.

Произведем расчет для всех высот передающей антенны ЦС и результаты расчета в таблицу 3.

Для высоты h1:

Е1=41+14,56+9+1,347-6+1,29= 61,2 Дб

Е2=41+14,56+9+1,347-6+2,15=62,06 Дб

Е3=41+14,56+9+1,347-6+3,01=62,92 Дб

Е4=41+14,56+9+1,347-6+4,3= 64,21 Дб

Е5=41+14,56+9+1,347-6+6,45= 66,36 Дб

Е6=41+14,56+9+1,347-6+8,6= 68,51Дб

Е7=41+14,56+9+1,347-6+12,9= 72,81 Дб

Для высоты h2:

Е1=41+14,56+9+1,347+2.5+1,29= 69,7 Дб

Е2=41+14,56+9+1,347+2.5+2,15= 70,56 Дб

Е3=41+14,56+9+1,347+2.5+3,01= 71,42 Дб

Е4=41+14,56+9+1,347+2.5+4,3= 72,71 Дб

Е5=41+14,56+9+1,347+2.5+6,45= 74,86 Дб

Е6=41+14,56+9+1,347+2.5+8,6= 77,01 Дб

Е7=41+14,56+9+1,347+2.5+12,9= 81,31 Дб

Таблица 3 - Результаты расчета

Высота передающей антенны , м

Для h1

Для h2

Напряжен-ность поля Е, дБ

Ожидаемая дальность связи r, км

Напряжен-ность поля Е, дБ

Ожидаемая дальность связи r, км

30

61,2

2,9

69,7

1,7

50

62,06

3,6

70,56

1,9

70

62,92

4,6

71,42

2

100

64,21

4,6

72,71

2,5

150

66,36

5,0

74,86

2,6

200

68,51

4,9

77,01

3,0

300

72,81

5,0

81,31

2,2

8) По графику на рисунке 2 (полученному экспериментально) определим ожидаемую дальность связи для рассчитанных напряженностей поля при различных высотах передающей антенны ЦС (для h1 и h2).

Рисунок 2 - Кривые для определения дальности связи

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.

Наиболее оптимальной высотой подвеса антенны будет 200 метров, так как при этом обеспечивается наибольшее значение средней дальности связи.

Радиус зоны 1 (максимального расстояния между ЦС и АС) выбирается как наименьшее из значений дальности связи, рассчитанных для рельефов с h1 и h2

3,0 км

1.2 Задание 2

1) 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

Ес2 =Ес1-9

Ес2 =41-9=32 Дб

2) Расчет произв. для всех высот передающей антенны ЦС и результаты расчета в таблицу 4. По графику на рисунке 2 аналогично определяется дальность связи.

Для высоты h1:

Е1=32+14,56+9+1,347-6+1,29= 52,2 Дб

Е2=32+14,56+9+1,347-6+2,15=53,06 Дб

Е3=32+14,56+9+1,347-6+3,01=53,92 Дб

Е4=32+14,56+9+1,347-6+4,3= 55,21 Дб

Е5=32+14,56+9+1,347-6+6,45= 57,36 Дб

Е6=32+14,56+9+1,347-6+8,6= 59,51Дб

Е7=32+14,56+9+1,347-6+12,9= 63,81 Дб

Для высоты h2:

Е1=32+14,56+9+1,347+2.5+1,29= 60,7 Дб

Е2=32+14,56+9+1,347+2.5+2,15= 61,56 Дб

Е3=32+14,56+9+1,347+2.5+3,01= 62,42 Дб

Е4=32+14,56+9+1,347+2.5+4,3= 63,71 Дб

Е5=32+14,56+9+1,347+2.5+6,45= 65,86 Дб

Е6=32+14,56+9+1,347+2.5+8,6= 68,01 Дб

Е7=32+14,56+9+1,347+2.5+12,9= 72,31 Дб

Таблица 4 - Результаты вычислений

Высота передающей антенны , м

Для h1

Для h2

Напряжен-ность поля Е, дБ

Ожидаемая дальность связи r, км

Напряжен-ность поля Е, дБ

Ожидаемая дальность связи r, км

30

52,2

5,0

60,7

3,3

50

53,06

5,3

61,56

3,5

70

53,92

7,0

62,44

4,5

100

55,21

7,5

63,71

5,0

150

57,36

9,0

65,86

5,1

200

59,51

9,2

68,01

5,0

300

63,81

10

72,31

4,8

Для высоты 200 м ожидаемый радиус равен

5 км

Тогда ширина зоны 2, как разность между дальностью связи в зоне 2 и зоне 1, равна

r2-r1=5-3=2 км

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В данной работе нам необходимо было рассчитать максимальное расстояние между ЦС и подвижной АС.

В связи с тем, что высота передающей антенны не была задана, мы задавали различные высоты антенн, чтобы определить радиус обслуживания с тем, чтобы выбрать подходящий вариант размещения ЦС с учетом местных условий.

Для этого мы определили дополнительное затухание фидера, рассчитали Вр.н - поправку, которая учитывает отличие номинальной мощности передатчика от мощности 1кВт, определили Вh2 - поправку, учитывающую высоту приемной антенны отличную от 1,5 м, по графику рассчитали Врел - поправку, учитывающую рельеф местности.

Для случая h1 и h2 рассчитали напряженность поля, реально создаваемое передающей станцией ЦС в пункте приема АС по основной расчетной формуле

Е=Ес+Вр.н+Вф+Вh2+Врел+ (*lф)-Dу.

Согласно теории распространения радиоволн для рассчитанных напряженностей поля при различных высотах передающей антенны ЦС определили ожидаемую дальность связи.

Определив дальность связи, мы выбрали высоту антенны h1, для которой при лучшем варианте h1 и при худшем h2 получили оптимальную дальность связи, когда расстояние между ЦС и АС стремится к максимальному, а затраты оборудование незначительны.

В нашем случае максимальная дальность связи обеспечивается при h1=200м.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Карташевский В.Г. и др. Сети подвижной связи - М.: ЭКО-ТРЕНДЗ, 2001.

2. Ратынский М.В. Основы сотовой связи / Под ред. Д.Е. Зимина. - М.: Радио и связь, 2005.

3. Громаков Ю.А. Стандарты и системы подвижной радиосвязи. - М.: Радио и связь, 1999.

4. Мясковский Г.М. Системы производственной радиосвязи: Справочник. - М.: Связь, 1980.

5. Коньшин С.В., Сабдыкеева Г.Г. Теоретические основы систем связи с подвижными объектами: Учебное пособие. - Алматы: АИЭС, 2002.

6. Коньшин С.В. Технологии беспроводной связи: Учебное пособие. - Алматы: АИЭС, 2003.

Размещено на Allbest.ru


Подобные документы

  • Принципы построения беспроводных телекоммуникационных систем связи. Схема построения системы сотовой связи. Преимущества кодового разделения. Исследование распространенных стандартов беспроводной связи. Корреляционные и спектральные свойства сигналов.

    курсовая работа [1,6 M], добавлен 22.05.2010

  • История создания технологий беспроводного доступа. Описания набора стандартов связи для коммуникации в беспроводной локальной сетевой зоне. Исследование принципа работы беспроводной связи Wi-Fi. Анализ рынка инфраструктуры Wi-Fi операторского класса.

    презентация [854,9 K], добавлен 28.10.2014

  • Характеристика систем спутниковой связи. Принципы квадратурной амплитудной модуляции. Факторы, влияющие на помехоустойчивость передачи сигналов с М-КАМ. Исследование помехоустойчивости приема сигналов 16-КАМ. Применение визуального симулятора AWR VSS.

    курсовая работа [2,2 M], добавлен 28.12.2014

  • Современные телекоммуникационные технологии для обеспечения высокого качества связи. Антенны с управляемой диаграммой направленности. Точка доступа, обеспечивающая передачу информации на большие расстояния. Клиентские устройства беспроводной связи.

    отчет по практике [292,1 K], добавлен 12.09.2019

  • Анализ современного состояния пропускной способности систем широкополосного беспроводного доступа. Математическая модель и методы модуляции сверхширокополосных сигналов, их помехоустойчивость и процедура радиоприема. Области применения данных сигналов.

    контрольная работа [568,2 K], добавлен 09.05.2014

  • Характеристика и разновидности беспроводных сетей, их назначение. Описание технологии беспроводного доступа в интернет Wi-Fi, протоколы безопасности. Стандарты связи GSM, механизмы аутентификации. Технология ближней беспроводной радиосвязи Вluetooth.

    курсовая работа [1,3 M], добавлен 31.03.2013

  • Естественнонаучные открытия в области электротехники. Первые устройства беспроводной связи. Формирование научных основ радиотехники. Начало беспроводной связи. Внедрение радиостанций в массовое производство. История радио и "беспроводной телеграфии".

    реферат [63,2 K], добавлен 10.06.2015

  • Понятие беспроводной связи, организация доступа к сети связи, к интернету. Классификация беспроводных сетей: спутниковые сотовые модемы, инфракрасные каналы, радиорелейная связь, Bluetooth. WI-FI - технология передачи данных по радиоканалу, преимущества.

    реферат [350,6 K], добавлен 06.06.2012

  • Принципы организации, работы и эксплуатации радиотехнических систем. Потенциальная помехоустойчивость, реализуемая оптимальными демодуляторами. Вероятности ошибочного приема. Классы излучения сигналов. Обнаружение сигналов в радиотехнических системах.

    курсовая работа [164,2 K], добавлен 22.03.2016

  • Основные характеристики встроенных антенн, используемых для беспроводной передачи информации в мобильных средствах связи; типы, конструктивные особенности. Исследование параметров направленных свойств антенн, степени их согласованности с фидером.

    дипломная работа [5,7 M], добавлен 03.04.2011

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.