Методы расчета числа каналов и размера ячеек транкинговых систем на примере стандарта TETRA и APCO-25

   где P_ПР - чувствительность приемника;

         G_ПА - коэффициент усиления приемной антенны;

     B_ПС - коэффициент передачи фидера и других цепей между антенной и приемником;

         Δ_С - коэффициент обеспеченности связью по месту и времени. 

     Коэффициент Δ_С вносит поправку для обеспечения с заданной вероятностью превышения мощности сигнала на входе антенны относительно среднего значения. Значение коэффициента определяется многими факторами, в том числе, характером распространения радиоволн, плотностью застройки территории, требуемой обеспеченности связью. Например, при Δ_С = 0 дБ мощность сигнала на входе приемника будет превышать заданный уровень в 50% случаев приема, при с=10 дБ - в 90%.  

   Допустимый  уровень потерь на трассе распространения  радиосигнала: 

               (13) 

   Из (13) можно показать, что при одинаковых мощностях передатчиков, параметрах антенн, фидеров и условиях распространения сигнала в системах TETRA и APCO 25 разность в допустимом уровне потерь сигнала на трассе: 

                     (14)

где L_{Д_АРСО}, L_{Д_TETRA} – допустимые потери на трассе для систем стандарта APCO 25 и TETRA;

       P_{Д_АРСО}, P_{Д_TETRA} – чувствительность приемников соответствующих стандартов.

   В таблице 4 приведена разность допустимых потерь, полученная из (14) и таблиц 2 и 3.

Таблица 4 – Размерность допустимых потерь

   Из  таблицы видно, что наибольший выигрыш  в 5 дБ наблюдается для мобильной  станции класса А стандарта APCO 25 и динамических условий распространения  сигнала.

   Оценим  абсолютные значения дальности связи  в сетях связи рассматриваемых  стандартов.

   Для оценки дальности связи воспользуемся  методикой оценки L_Д, основанной на модели Хата, которая позволяет прогнозировать усредненные потери при распространении радиосигнала в открытом пространстве, сельской местности и в городе.

   Исходными данными для оценки потерь служат:

• h_b – высота установки антенны базовой станции;
• h_m – высота установки антенны мобильной станции;
• f_c – несущая частота сигнала.

   Коэффициент потерь в свободном пространстве L_OA определяется выражением:

      (15)

   где R - расстояние от передатчика до точки  оценки потерь.

   В соответствии с методикой Хата коэффициент  потерь при распространении сигнала  в сельской местности

                                 (16)

   а при распространении сигнала  в городе:

       (17)

   Например, при h_m=1,5 м, f_c=400 МГц и трех значениях h_m=30; 50; 100 м на рис. 1 и 2 построены графики зависимости L_OA=f(R) для сельских и городских условий распространения радиоволн (рисунок 4 и рисунок 5 соответственно):

 
Рисунок 4 – График зависимости L_OA=f(R) для сельских условий

 
Рисунок 5 – График зависимости L_OA=f(R) для городских условий

   В соответствии с приведенной методикой  оценим дальности связи в системах обоих стандартов для сельских и  городских условий распространения  сигнала при заданных в таблице  5 исходных данных, одинаковых для APCO 25 и TETRA.

Таблица 5 – Исходные данные

   Поскольку, как правило, энергетический потенциал  радиолинии снизу вверх (от подвижного абонента к базовой станции) ниже, чем в обратном направлении, то оценку дальности связи целесообразно  провести для данного направления  при динамических условиях распространения  сигнала.

   Для обоих типов радиостанций, которыми может пользоваться подвижный абонент (носимая, мобильная), с учетом условий  распространения сигнала вычислим допустимый уровень потерь на трассе, подставив соответствующие значения в (13). Затем из (17) или по графикам на рисунках 4 и 5 найдем дальности связи. Результаты для стандарта TETRA, а также классов аппаратуры стандарта APCO 25, при двух значениях обеспеченности связью по месту 50% и 90% представлены в приведенных ниже таблицах. В таблице 6 указаны рассчитанные дальности связи (в км) в сельской местности, в таблице 7 - для города.

   Процент обеспеченности связью, показанный в  таблицах, выполняется на границе  зоны обслуживания, внутри области  обслуживания обеспеченность будет  составлять 75% и 95% соответственно.

Таблица 6 – Рассчитанные дальности связи (в км) для сельской местности

Таблица 7 – Рассчитанные дальности связи (в км) для города

   Таким образом, при работе в одном частотном  диапазоне, одинаковых мощностях передатчиков носимой и мобильной радиостанций и других параметрах оборудования радиосвязи в системах стандарта APCO 25 с радиосредствами  класса А обеспечивается дальность  связи по направлению "подвижный  абонент - базовая станция" на 10-15% больше, чем в системах стандарта TETRA. Для оборудования класса В дальности  связи будут меньше, чем в TETRA.

   Конечно, данные расчеты носят идеализированный характер. В реальных сетях возможно получение в сетях APCO 25 больших  зон покрытия по сравнению с TETRA за счет больших мощностей базовых  и мобильных станций или работы в других диапазонах частот. В условиях сложной помеховой обстановки дальность  связи может, во многом, определяться параметрами избирательности приемника. Кроме этого, для определения  дальности связи необходимо учитывать  не только чувствительность радиостанций для речевого канала, но и допустимые вероятности искажения команд, передаваемых по другим логическим каналам. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

    Список  литературы 

1. Джон К. Беллами, Цифровая телефония, Экотрендз, Москва, 2004 .
2. РД 45. 162-2001 «Ведомственные  нормы  технологического  проектирования. Комплексы сетей сотовой и спутниковой подвижной связи общего пользования».
3. http://www.tssonline.ru/articles2/fix-op/vse-o-teorii-erlanga
4. http://www.radioscanner.ru/info/article131/