Антенны и их характеристики.

Для излучения радиоволн на MS и BTS используют антенны. Антенну характеризует диаграмма излучения. Ее представляют графически в виде зависимости логарифма излучаемой мощности в полярной системе координат по отношению к направлению, где эта мощность максимальна. Диаграммы излучения, приводимые в спецификациях к антеннам, получены при размещении антенн в свободном пространстве. В реальных условиях диаграмма излучения становится более сложной за счет окружающих антенну объектов. Поэтому фактическую эффективность антенны проверяют на местности.

При определении характеристик антенны часто используют понятие изотропной (ненаправленной) антенны, излучающей равномерно по всем направлениям. Излучение реальной антенны характеризуют коэффициентом усиления (antenna gain). У реальных антенн излучение мощности сконцентрировано в определенных направлениях. Коэффициент усиления антенны по отношению к изотропному излучателю – это логарифм отношения мощности, излучаемой изотропной антенной, к мощности, излучаемой реальной антенной, для создания в определенной точке заданной напряженности поля. Коэффициент усиления антенн по отношению к изотропному излучателю рассчитывают в децибелах, а в обозначении единиц используют дБi или dBi.

Иногда вместо изотропного излучателя в качестве базы выбирают полуволновую дипольную антенну (рис.4.1). Ее диаграммы излучения в горизонтальной и вертикальной плоскостях приведены на рис. 4.1б,в. Можно определять коэффициент усиления реальной антенны по отношению к максимальному излучению дипольной антенны в дБd (dBd). Различие в коэффициентах усиления в дБd и дБi составляет 2,15 дБ: дБi = дБd + 2,15 (рис.4.3). Ширину диаграммы излучения оценивают углом раскрыва диаграммы направленности при спаде коэффициента усиления на 3 дБ (рис. 4.4).

Реальные направленные антенны, используемые в системах подвижной связи имеют диаграммы излучения вида, представленного на рис. 4.2. В вертикальной плоскости это в большинстве случаев узкий луч шириной от 5° до 20°. В горизонтальной плоскости ширину луча определяют требуемым раскрывом диаграммы направленности.

Современная направленная антенна для базовой станции – это панельная антенна, выполненная в виде фазированной антенной решетки. Применяют антенны с обычной вертикальной поляризацией излучения электрического поля и с двойной поляризацией (рис. 4.5) для обеспечения разнесенного приема по поляризации. Выпускают как однодиапазонные, так и двухдиапазонные панельные антенны, которые могут одновременно излучать (принимать) сигналы в наложенных сетях GSM 900/1800. Ряд антенн формирует в вертикальной плоскости наклоненный к Земле (прижатый) на 3° - 15° луч, что снижает помехи в соседних сотах. Как пример, в приложении к гл.4 приведены характеристики антенн для систем подвижной связи, выпускаемых фирмой Kathrein.

 

в) проекция на E-плоскость

б) проекция на H-плоскость

а) общий вид диаграммы направленности

Рис. 4.1. Полуволновой вибратор

 

 

Вертикальная плоскость

Горизонтальная плоскость

 

 

Рис. 4.2. Диаграммы направленности реальной антенны в верти кальной

и горизонтальной плоскостях

Рис. 4.3. К определнию коэффициента усиления антенны

Рис. 4.4. Определение ширины луча

Трафик и определение размеров соты

Базовый подход.

Цель развертывания сотовой сети состоит в обеспечении требуемого трафика. Под трафиком в данном случае будем понимать абонентскую нагрузку, которую должна предоставить сотовая сеть. Эта нагрузка может быть двух типов, в зависимости от принципа организации каналов связи. При использовании коммутируемых каналов канал связи предоставляют абоненту на все время сеанса связи. Этот способ использования каналов характерен для обычной телефонии, но его применяют и при передаче данных по коммутируемым каналам. При этом канал занят независимо от того, следует ли активный этап передачи информации или пауза. Другой подход типичен для пакетной передачи данных. В том случае трафик определяют объемом переданной информации V_B бит, который характеризуют скоростью передачи информации В (бит/с) и временем передачи пакетов t_пак (с). Так определяют трафик при использовании технологии GPRS (General Packet Radio Service). В рамках данного курса ограничимся рассмотрением трафика по коммутируемым каналам.

Так как трафик по коммутируемому каналу определен временем занятия канала, то его характеризует временная величина, выражаемая в эрлангах. (А.К. Эрланг – датский специалист в области телефонии, работавший в 20-х годах прошлого века). 1 Эрл – это трафик, при котором канал(ы) связи занят(ы) один час в течение часа времени (рис.5.1). На рис.5.1 показано несколько вариантов трафика, когда занят как один, так и несколько каналов.

При планировании сети используют взаимосвязь между тремя величинами:

- число коммутируемых каналов N_c,

- трафик в Эрлангах А,

- вероятность отказа в предоставлении канала в час наибольшей нагрузки (ЧНН) р_отк.

Последняя величина характеризует качество обслуживания (GoS – Grade of Service) абонентов в сетях с коммутируемыми каналами. Три вышеназванные величины связаны между собой статистически при следующих принятых допущениях (см. соответствующие разделы теории массового обслуживания):

- число активных абонентов в любой момент времени гораздо меньше общего числа абонентов,

- относительное время занятости абонентом канала связи мало,

- трафик распределен по закону Пуассона,

- все абоненты имеют одинаковый приоритет,

- в системе отсутствуют очереди (ожидание) при занятости всех каналов; в этом случае вызов снимают.

Формула Эрланга

 

(5.1)

 

табулирована (табл.5.1), что позволяет легко определять результат.

Рис.5.1. К определению Эрланга.

⇐ Предыдущая1234Следующая ⇒

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: