Исследование зон затенения сигналов систем сотовой связи в районах г. Йошкар-Олы

128,41

-92,41

-78,41

7

0,7

130,95

-94,95

-80,95

8

0,8

133,16

-97,16

-83,16

9

0,9

135,10

-99,10

-85,10

10

1,0

136,84

-100,84

-86,84

11

1,1

138,41

-102,41

-88,41

12

1,2

139,85

-103,85

-89,85

13

1,3

141,17

-105,17

-91,17

14

1,4

142,39

-106,39

-92,39

15

1,5

143,53

-107,53

-93,53

16

1,6

144,60

-108,60

-94,60

17

1,7

145,60

-109,60

-95,60

18

1,8

146,54

-110,54

-96,54

19

1,9

147,43

-111,43

-97,43

20

2,0

148,28

-112,28

-98,28

В любом случае расчет затуханий по модели дает усредненную картину полей. Для их точного определения следует проводить измерения на местности.

2.2 Экспериментальное исследование уровня сигнала базовой станции расположенного в микрорайоне Юбилейный г. Йошкар-Ола

Мобильный телефон прочно укоренился в нашей жизни, став рядовым явлением. А ведь это не просто средство связи - это маленький «компьютер», имеющий свой дисплей, клавиатуру, память, процессор и программное обеспечение. Сервисное меню мобильного телефона - это скрытая функция, отображающая различную техническую информацию в различных аппаратах. Обычно эта информация касается двух вещей: параметров GSM - сети ( например, уровня сигнала, принимаемого телефоном; расстояния до базовой станции; режимов, включенных в GSM-cети) и параметров самого телефона ( напряжение аккумулятора, дата производства телефона). Уровень сигнала в телефоне обозначается делениями, а в сервисном меню в дБм.

Используя скрытое меню - Netmonitor телефона Nokia 6110, проведем экспериментальное исследование уровня сигнала в микрорайоне Юбилейный в г. Йошкар-Ола, точки проведения исследования показаны на риcунке 2.6.

Краткие характеристики сотового телефона приведены таблице 2.3.

Таблица 2.3 - Характеристики Nokia 6110

Рабочий диапазон	900/1800 МГц
Пределы измерений мощности принимаемого сигнала	0…-110 дБм
Усиление	5 дБ
Чувствительность	-110 дБм

Рисунок 2.6 - Точки проведения исследования

Эксперименты проводились в 25 точках 10 раз с интервалом 15 мин, таблица 2.4 представлены значение уровня сигнала в каждой из исследуемых точек.

Таблица 2.4 - Уровень сигнала телефона

Экспе- римент	№ измерения [ДБм]
	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	сре-днее	d, м
1	-79	-83	-81	-85	-83	-79	-85	-83	-83	-85	-83	34
2	-61	-57	-51	-57	-53	-53	-61	-53	-53	-61	- 56	160
3	-59	-63	-71	-59	-63	-59	-63	-65	-59	-65	- 63	320
4	-51	-57	-61	-55	-55	-53	-59	-53	-53	-59	-55	520
5	-51	-51	-59	-57	-51	-51	-59	-65	-73	-57	-57	510
6	-51	-55	-51	-57	-51	-51	-51	-57	-55	-51	- 53	560
7	-51	-55	-51	-51	-53	-51	-51	-51	-55	-51	- 52	710
8	-73	-73	-69	-73	-73	-69	-69	-73	-73	-73	- 72	600
9	-51	-53	-51	-53	-53	-53	-51	-53	-51	-51	- 52	540
10	-53	-51	-57	-51	-53	-51	-57	-53	-55	-51	- 53	510
11	-53	-59	-59	-69	-63	-63	-69	-57	-63	-57	- 61	260
12	-65	-59	-65	-65	-59	-59	-67	-61	-59	-57	-62	120
13	-57	-63	-55	-51	-55	-55	-61	-63	-57	-55	- 57	120
14	-67	-69	-67	-59	-61	-69	-61	-67	-59	-67	- 65	300
15	-57	-59	-67	-57	-57	-57	-51	-57	-67	-59	- 59	330
16	-51	-55	-53	-51	-51	-53	-51	-57	-67	-59	-55	150
17	-57	-51	-57	-59	-51	-53	-55	-57	-53	-53	-54	450
18	-57	-57	-69	-53	-53	-63	-51	-57	-57	-53	-57	370
19	-57	-63	-53	-61	-53	-59	-51	-57	-61	-53	-57	290
20	-75	-83	-81	-73	-59	-67	-73	-61	-59	-67	-70	450
21	-75	-61	-71	-79	-63	-73	-63	-69	-73	-69	-69	170
22	-75	-79	-81	-81	-79	-81	-79	-81	-79	-81	-80	97
23	-57	-57	-53	-61	-57	-57	-53	-57	-57	-63	-57	42
24	-53	-61	-61	-53	-59	-51	-57	-51	-53	-59	-55	66
25	-85	-83	-81	-83	-87	-85	-81	-87	-87	-85	-85	63

Из результатов исследования видно что уровень сигнала на местности(точки №2,№3,№8,№11,№14,№16,№24) соответствуют уровню сигнала который был получен в результате модельных расчетов.

В точках №4, №5,№6, №7, №9,№10, №11,№12,№13, №15,№17,№18, №19,№21,№23) небольшое отклонение от расчетных результатов.

Наибольшее несоответствие наблюдаемых результатов и расчетных данных в точках №1,№22,№25, что по видимому связано с тем что в этих точках происходит экранирование сигнала высокоэтажным зданием, что не учитывает рассмотренная модель.

Заключение

В результате выполнения выпускной квалификационной работы:

Проведен анализ существующих моделей распространения УКВ в городе: модель Окамура, Хата, COST-231 Хата, Ли, Уолфиша - Икегами, для диапазонов частот 900 МГц и 1800 Мгц. Показано, что все известные модели строятся на основе экспериментальных данных. Как правило, модели используются для предсказания распространения волн на сложных трассах, что необходимо для эффективного планирования сетей и корректного размещения базовых станций.

Проведен синтез и исследование моделей распространения УКВ в слое городской застройки с помощью методов COST231-Хата, Хата, Уолфиша - Икегами которые позволяют получать характерное ослабление сигнала на радиолинии.

Проведено исследование зон затухания в микрорайоне Юбилейный города Йошкар-Ола, который является слоем однородной городской застройки, высотой зданий 30 м.

Из результатов исследования видно что уровень сигнала на местности

(точки №2,№3,№8,№11,№14,№16,№24) соответствуют уровню сигнала который был получен в результате модельных расчетов.

В точках №4, №5,№6, №7, №9,№10, №11,№12,№13, №15,№17,№18, №19,№21,№23) небольшое отклонение от расчетных результатов

Наибольшее несоответствие наблюдаемых результатов и расчетных данных в точках №1,№22,№25, что по видимому связано с тем, что в этих точках происходит экранирование сигнала высокоэтажным зданием, что не учитывает рассмотренная модель.

В приложении представлен подробный расчет ослабления УКВ в условиях городской застройки, для моделей Хата, COST231 - Хата, Уолфиша - Икегами.

радиоволна распространение моделирование сигнал станция

Библиографический список

1. Маковеева, М.М. Системы связи с подвижными объектами: Учеб. Пособие для вузов. / М.М, Маковеева, Ю.С. Шинаков - Радио и связь, 2002. - 440 с.

2. Ратынский, М.В. Основы сотовой сети / М.В. Ранынский - М.: Радио и связь, 1998. - 248 с.

3. Ли, У.К. Техника подвижной связи. / У.К. Ли - М.: Радио и связь, 1998.

4. Системы мобильной связи: учебное пособие для вузов / В.П. Ипатов, В.К. Орлов, И.М. Самойлов, В.Н. Смирнов; под ред. В.П. Ипатова. - М.: Горячая линия - Телеком, 2003. - 272 с.

5. Пономарев, Г.А. Распространение УКВ в городе / Г.А. Пономарев, А.Н. Куликов, Е.Д. Тельпуховский - Томск: «РАСКО», 1991. - 223 с

6. COST - 231 - FinalReport. [ Электронный ресурс] - Режим доступа: http://www.lx.it.pt/cost231.

7. Введенский, Б.А. Распространение ультракоротких радиоволн / Б.А. Введенский. - М.: Наука, 1973. - 408 с.

8. Дымов, А.В. Анализ методов моделирования распространения радиоволн диапазона 900 МГц в условиях города / А.В. Дымов, В.А. Тимофеев // Физический вестник ЯрГТУ им. П.Г. Демидова: сб. научн. Тр. - Ярославль: ЯрГТУ, 2006. - Вып. 1. - С. 157 - 165.

9. Столлингс, В.В. Беспроводные линии связи и сети,: Пер. с англ. / М.: Издательский дом «Вильямс», 2003. - 640 с.

10. Дымов, А.В. Исследование распространения радиоволн в городских условиях в диапазоне 1800 МГц / А.В. Дымов, В.А. Тимофеев // Труды XIII международной научно - технической конференции «Радиолокация, навигация и связь». - Воронеж,2007. - Т.1. - С.611-616.

11. Николаев, В.И. Системы и средства сухопутной подвижной связи: учеб. Пособие / под Ред. В.И. Борисова; - Воронеж. Гос. Техн. ун-т. Воронеж 2001. - 209 с.

12. Пономарев, Л.И. Моделирование радиотрасс мобильных систем связи / Л.И. Пономарев, T.JI. Манкевич // Успехи современной радиоэлектроники. - 1999.-№8.-С. 45-58.

13. Бардин, Н.И. Распространение ультракоротких радиоволнв условиях крупного города / Н.И. Бардин, Н.Д. Дымович // Электросвязь. №7 - 1964. -- с 17 - 25.

14. Черепкова, E.JI. Распространение радиоволн / E.JI. Черепкова, О.М. Чернышев. -- М.: Радио и связь, 1984. -- 272 с.

15. Дымов, A.B. Результаты моделирования распространения радиоволн в городских условиях с учётом рельефа местности I A.B. Дымов, Р.Ю. Козлов II Актуальные проблемы физики: Сборник научных трудов молодых ученых, аспирантов и студентов. - Ярославль, 2003. - Вып. 4.

16. Варакин, JI.E. Статистическая модель многолучевого распространения УКВ в городе / JI.E. Варакин II Радиотехника. - 1989. - №12. - С. 56-61.

17. Рекомендации ITU - R P. 370.

18. Долуханов, М.П. Распространение радиоволн. Учебник для вузов. / М. П. Долуханов М., «Связь», 1972.

19. Шиллер, Й. Мобильные коммуникации.: пер с англ. / Й. Шиллер М.: Издательский дом «Вильяме», 2002. - 384с.

20. Борисов, Б.Б. Особенности распространения миллиметровых волн в городе / Б.Б. Борисов, А.В. Соколов, В.В. Тарасов // XV Всесоюзн. конф. По распространению радиоволн: Тезисы докл. - М.: Наука, 1987.

21. Гуреев, А.В. Волноводная модель каналов в плотной городской застройке // Изв. вузов, Электроника. 2003 г. № 3, 50 - 53 с.

22. Рекомендации МСЭ - Р F/ 699 - 5

23. Ларин, Е.А. Расчет дифракционного ослабления радиоволн на приземных трассах над пересеченной местностью // Электросвязь 1997. - №1

24. Дымов, A.B. Метод оперативного расчета ослабления дециметровых радиоволн в городской среде / A.B. Дымов, В.А. Тимофеев II Труды девятой международной научно-практической конференции «Проблемы техники и технологии телекоммуникаций». Казань, 2008. - Т.1. - С. 145-146.

25. Дымов, A.B. Исследование распространения радиоволн в городских условиях в зоне тени, создаваемой рельефом подстилающей поверхности / A.B. Дымов, Р.Ю. Козлов, В.А. Тимофеев И Труды XI международной научно- технической конференции "Радиолокация, навигация, связь". - Воронеж, 2005. - Т. 3.-С. 184-185 с.

26. Пономарев, Л.И. Моделирование радиотрасс мобильных систем связи / Л.И. Пономарев, T.JI. Манкевич // Успехи современной радиоэлектроники. - 1999.-№8. - С. 45 - 58.

27. Ikegami, F. Theoretical prediction of meanfield strength on ueban mobile radio / F Ikegami, T. Takeuchi, S. Yoshida //IEEE Transactions on Antennas Propagation. - 1991. - V. 39. -№ 3. - P. 299-302 с.

28. Hata, M. Empirical formula for propagation loss in land mobile radio services / M. Hata II IEEE Transactions on Vehicular Technology. - 1980. -- V.29, № 3. - P. 317-325.

29. Козлов, Р.Ю. Моделирование распространения радиоволн в городе с учетос рельефа местности / Р.Ю. Козлов, В.А. Тимофеев // Труды X международной научно - технической конференции «Радиолокация, навигация, связь». - Воронеж, 2004. - Т. 3. - С.1845 - 1850.

30. Распространение ультракоротких волн в городах / А.Н. Куликов, Ю.В. Лаврентьев, Г.А. Пономарев, А.В. Соколов, Л.В. Федорова и др. // Итоги науки и техники, Радиотехника - 1991. - Т.42, - С.196.

31. Электродинамика и распространение радиоволн / В.А. Неганов, О.В. Осипов, С.Б. Раевский, Г.П. Яровой. - М.: Радио и связь, 2005. - 648 с

32. Яковлев, О.И. Распространение радиоволн / О.И. Яковлев, В.П. Якубов, В.П. Урядов, А.Г. Павелъев. - СПб. Ленанд, 2009. - 496 с.

33. Трифонов, П.Н. Пространственная напряженность поля УКВ в большом городе. / П.Н. Трифонов //Всесоюзная научная сессия, посвященная дню радио. Тез. Докл. 4.2. - М.: Радио и связь. 1982.

Приложение А

Блок - схема алгоритма

Приложение Б

Модель Хата

Приложение В

Модель СOST - 231 Хата

Приложение Г

Модель Уолфиша - Икегами



Размещено на Allbest.ru