Gsm тармоғи таянч станциясининг радиоқамров ҳудудини Уолфиш-икегами модели ёрдамида ҳисоблаш

АМАЛИЁТ ИШ № 2

GSM тармоғи таянч станциясининг радиоқамров ҳудудини Уолфиш-икегами модели ёрдамида ҳисоблаш

1. 
   Ишдан мақсад
   

- Мобил алоқа тармоқларини частотали-ҳудудий лойиҳалаштириш тамойилларини ўрганиш.

- Уолфиш-Икегами модели ёрдамида мобил алоқа тармоқларидаги ТСнинг радиоқамров ҳудудини ҳисоблаш методини ўрганиш ва ўзлаштириш.

2. 
   Вазифа
   

1. 
   Уолфиш-Икегами модели асосида мобил алоқа тармоғи ТС нинг қамров ҳудудини ҳисоблаш усулини ўрганиш.
   
2. 
   Уолфиш-Икегами модели ёрдамида тақдим этиллган бошланғия маълумотлар асосидаги ТС нинг қамров ҳудудининг ҳисобини юритиш.
   
3. 
   Олиб борилган иш юзасидан ҳисобот тайёрлаш.
   

3. Қисқача назарий маълумот


Шаҳар қурилишлари учун Уолфиш-Икегами модели.
Мазкур модел "Cooperation in the field of Scientific and Technical" (COST) дастури ва 231 ITU лойиҳаси доирасида ишлаб чиқилган. Китобда унинг тўлиқ номи COST 231 Walfisch-Ikegami модели ҳамда қисқартма шаклидаги номи –WIM келтирилган.
Уолфиш-Икегами моделида параметрлар сифатида шаҳар қурилишлари эътиборга олинган бўлиб, улар 2.1-расмда келтирилган. Ушбу модель учун асосий параметларнинг ўзгаришлар диапазони келтирилган:

• 
  частота f = 800 2000 МГц
  
• 
  ТС антеннасининг баландлиги h₁ = 4 50м
  
• 
  АС антеннасининг баландлиги h₂ = 1 3м
  
• 
  масофа d_km = 0,02 5км.
  

Одатда қурилиш параметрлари қуйидаги чегара асосида танланади:

• 
  бинонинг баландлиги h_r = 3·(қаватлар сони) + 3м (агар том қиялик конструкциясига эга бўлса);
  
• 
  бинолар бузилиши (разнесение) b = 20  50м
  
• 
  кўчанинг кенглиги w = 0,5 · b.
  
• 
  кўча бўйлаб таянч станцияга нисбатан бурчак  = 90
  

Доимий бўлмаган қурилишларда b, w, h_r сифатида уларнинг тарқалиш трассалари учун олинган ўртача кўрсаткичларидан фойдаланилади (2.2-расмдаги каби).
Уолфиш-Икегами модели икки қарама-қарши ҳолат тарқалишларидаги сигнал қувватининг медиан йўқотишларини аниқлаш имконини беради – ТС ва АС ўртасидаги тўғридан-тўғри кўринишлар мавжуд бўлган ва мавжуд бўлмаган ҳолларда.

1. 
   Тўғридан-тўғри кўринишлар мавжуд бўлмаган ҳолларда медиан йўқотишлар қуйидагича ифодаланади:
   

, (2.1)
бунда L₀ – очиқ майдон (свободное пространство) бўйлаб тарқалишлардаги йўқотишлар,
L_rts – сигналнинг бинонинг томи остидаги дифракция ҳодисаси ҳисобига тарқалишларидаги йўқотишлар (roof-top-to-street diffraction loss),
L_msd – бино деворлари бўйлаб кўп сонли сигналларнинг акс этиши чоғидаги йўқотишлар (multiscreen diffraction loss).

2.1-расм. Радиосигналнинг ўтиш геометрияси ва Уолфиш-Икегами модели параметрлари

бу ерда h₁ , h₂ – ТС ва АС антенналарининг кўтарилиш баландлиги мос тарзда, м;

d_km –горизонтал тарздаги базавий ва мобил станциялари ўртасидаги масофа, км; h_r – бинонинг ўртача баландлиги, м;
b – бинонинг ўртача бузилишлари, м;
w – кўчанинг ўртача кенглиги, м;
 - кўча бўйлаб таянч станцияга нисбатан бурчак, град (0 дан 90 гача).

2.2-расм. Доимий бўлмаган қурилишлар учун Уолфиш-Икегами модели параметрларининг белгиланиши

(2.1)га кирувчи компонентлар қуйида келтирилган математик ифодалар асосида аниқланади.

1. 
   Очиқ майдон бўйлаб тарқалишлардаги йўқотишлар
   

. (2.2)

Б) Сигналнинг бинонинг томи остидаги дифракция ҳодисаси ҳисобига тарқалишларидаги йўқотишлари:

, (2.3)

бунда L_ori – сигнал тарқалишлари ва кўчаларнинг ўзаро йўналганлиги натижасидаги йўқотишлар,

, (2.4)
(Изоҳ: φ = 28.25° бўлганда, қиймат L_ori = 0.)

В) Бино деворлари бўйлаб кўпсонли сигналларнинг акс этиши чоғидаги йўқотишлар:

, (2.5)

бунда, L_bsh – ТС бино томидан юқори қисмда жойлашган ҳолларда, йўқотишларнинг камайишини ҳисобга олувчи компонент,

, (2.6)


k_a – d_km (сота радиуси) масофасининг L_msd йўқотишларга таъсирини ифодаловчи коэффициент,


, (2.7)


kd – ТС антенналарининг бинонинг том қисмидан юқори ва пастга қараб ҳаракатланишининг L_msd йўқотишларга бўлган таъсирини ифодаловчи коэффициент,


, (2.8)


k_f – сигнал частотаси ва қурилиш хусусиятларининг L_msd йўқотишларга таъсирини ифодловчи коэффициент,


, (2.9)

2. 
   Уолфиш-Икегами модели доирасида тўғридан-тўғри кўринишли чизиқ бўйлаб ҳаракатланиш (The Walfisch-Ikegami Line-of-Sight (WIM-LOS)) ТС антенналарининг бинонинг том қисмидан юқорида жойлашуви шароитида ҳамда кўча ёки бошқа турдаги очиқ майдонлар бўйлаб тарқалишида амал қилади.
   

Бунда қуйидаги ифодадан фойдаланилади,


. (2.10)

(2.2) ва (2.10) асосида қуйидагиларни кўриш мумкин

, (2.11)

Ёки, яқинлашувни ҳисобга олган ҳолда,

, (2.12)

бунда d_m – ТС ва АС ўртасидаги масофа метрларда.

(2.11-2.12)га кўра, d_m = 20м бўлганда, Уолфиш-Икегами модели очиқ ҳудуд бўйлаб тарқалиш моделига эквивалентдир (2.2). d_m ўсишларда мазкур модель масофа бўйлаб декадага 6dBни, яъни очиқ майдон моделига нисбатан кўпроқ сўнишларни ажратади.
Ҳисобларга кўра, қурилишлар доимий бўлмаганда ТС антеннасининг бинонинг том қисмидан пастда жойлашуви Уолфиш-Икегами моделининг кўп сонли нуқсонларини ошкор этади. Модель шаҳарнинг ясси текисликлари учун мўлжаллангани боис, ундан кескин нотекисликларан иборат рельефга эга бўлган шаҳар шароитида фойдаланиб бўлмайди.


4. Ҳисобларни юритиш юзасидан вазифа

1. Уолфиш-Икегами модели учун Тошкент шаҳар туманларидаги реал қурилиш параметрлари асосида бошланғич параметрлар йиғиндисини шакллантириш.

2. Тўғридан-тўғри кўринишлар мавжуд бўлмаган шароитлар учун танланган параметрлар асосида йўқотишларнинг d_km ва f частотаси ўртасидаги масофага боғлиқлигининг таҳлилий ифодасини аниқлаш.
3. Аниқланган ифодани d_km нинг 5..7 қийматларига тегишли барча уч нафар формула асосида сўнишлар ҳисобини юритиш йўли билан (2.2) ва (2.10) билан қиёслаш. Бунда f = 1800МГц эканини ҳисобга олиш талаб этилади.