Методики определения интермодуляционного влияния между РЭС различных систем сотовой связи

3.3 Методики определения интермодуляционного влияния между РЭС различных систем сотовой связи

3.3.1 Помехи от базовых станций GSM в направлении мобильных станций GSM

Помехи, приводящие к блокированию приемников

Блокирование приемников мобильных станций происходит при попадании на его вход уровней сигналов превышающих значения указанные в таблице 2.4. В зависимости от своего месторасположения МС работает с той БС, с которой она имеет наилучшую связь или, если ближняя станция перегружена, с другой БС принимаемый сигнал от которой является наибольшим. При такой организации связи помеха по блокированию приемника МС будет возникать под воздействием передачи БС чужой сети GSM или находящейся поблизости соседней БС своей сети GSM.

Определим, на каких расстояниях от БС должен находится приемник МС чтобы он был подвержен воздействию помехи по блокированию для различных частотных расстроек.

Для расчета уровня приемного сигнала от БС на входе приемника МС используется следующая формула

, (3.18)

где P_tbs – мощность на выходе передатчика БС, в нашем случае 13 дБВт;

G_abs, G_ams – коэффициенты усиления антенн базовой и мобильной станции соответственно. В нашем случае G_abs =15 дБ и G_ams = 0 дБ;

L_bs-ms - затухание на трассе распространения БС-МС.

Для нахождения необходимого затухания, которое должен претерпеть сигнал на пути распространения, формулу (3.18) преобразуем как

(3.19)

Результаты расчета необходимых расстояний приведены в таблице 3.5.

Таблица 3.5 – Результаты расчета необходимых расстояний

Проведенные расчеты показывают, что приемники МС стандарта GSM испытывают помехи по блокированию от любых базовых станций стандарта GSM при нахождении от них на расстояниях менее 80 метров, а в некоторых случаях, при малых частотных расстройках, и на расстояниях до 180 метров. Как правило, мешающей является БС другого оператора, т. к. слишком мала вероятность такого события, что в радиусе 80–180 метров развернуто несколько БС стандарта GSM одного оператора, работающих мощностью 20 Ватт каждая (а именно для таких мощностей передачи получены результаты, приведенные в таблице 3.5). Если же такие ситуации и возникают, то для избежания помех по блокированию внутри одной сети при развертывании БС с мощностью передатчиков 20 Вт и с расстоянием между ними менее 180×2=360 метров, рабочие частоты этих БС должны различаться не менее чем на 800 кГц. При расстояниях между БС менее 250 м, их рабочие частоты должны различаться на величину не менее чем 1600 кГц. При частотных расстройках больших, чем 1600 кГц для исключения помех приемникам МС по блокированию расстояния между двумя БС сети не должно быть меньше 160 м. При развертывании более густой сети БС, должны использоваться БС с более низкими значениями мощностей передатчиков.

Таким образом, в пределах зон обслуживания БС сети GSM вокруг всех БС чужих сетей образуется зона радиусом не менее 80 метров, в пределах которой приемник МС будет подвержен воздействию помехи по блокированию, вызванной работой близко расположенного передатчика чужой сети GSM. При разнице частот между  (частотой передачи БС своей сети) и  (частотой передачи БС чужой сети, которая расположена в пределах зоны обслуживания своей БС с частотой передачи ) меньшей, чем 1600 кГц, радиус пораженной зоны вокруг чужой станции возрастет почти до 130 метров, а при разнице частот меньше 800 кГц – до 180 метров.

Помехи, приводящие к возникновению интермодуляционных помех в приемнике

Для возникновения интермодуляции в приемнике МС необходимо чтобы на его входе присутствовало не менее двух мешающих сигналов имеющих определенное частотное соотношение и достаточный для образования интермодуляционной помехи уровень.

Порядок расчета помех, вызванных интермодуляцией в приемнике, определен в Рекомендации ITU-R SM.1134. В соответствии с ним уровень эквивалентной интермодуляционной помехи вида 2- на входе приемника может быть определен из выражения

, (3.20)

где P₁ и Р₂ – уровни мешающих сигналов на выходе антенны на частотах  и  соответственно, дБВт;

 и  – величины затухания мешающих сигналов в преселекторе (в приемном фильтре дуплексера) на частотах  и , дБ;

К_2,1 – коэффициент интермодуляции третьего порядка, который может быть рассчитан по результатам измерений интермодуляционных характеристик или получен из технического описания приемника, дБ.

Получение достоверного значения коэффициента К_2,1 является наиболее сложной задачей расчета с использованием (3.20). Его величину можно получить косвенным методом. В стандарте ETSI EN 300 910, в котором описаны общие требования к техническим характеристикам приемников и передатчиков мобильных и базовых станций стандарта GSM, определены следующие требования к интермодуляционным характеристикам приемника МС стандарта GSM-900. Приемник должен сохранять свою работоспособность при наличии на его входе:

– полезного сигнала с частотой  и уровнем на 3 дБ превышающим уровень чувствительности (для МС GSM-900 уровень чувствительности приемника принимается равным минус 134 дБВт);

– мешающих сигналов с частотами  и , удовлетворяющими условию = 2 -, и уровнями  = -73 дБВт.

Принимая во внимание, что в описываемом случае частоты  и  попадают в рабочий диапазон приемника (т.е.  =  = 0), и что величина защитного соотношения для соканальной помехи в сетях GSM составляет 9 дБ можно определить значение К_2,1, из (3.20) для приемника БС GSM-900 как

.

В результате для случая определения уровня интермодуляционной помехи от передатчиков БС стандарта GSM приемникам МС стандарта GSM выражение (2.3) приобретет вид

. (3.21)

Исходя из (3.21), а также требований стандарта ETSI EN 300 910, значение уровня помех на входе приемника МС при котором не будет возникать ощутимой интермодуляционной помехи не должно превышать (при условии их одинакового уровня) величины -73 дБВт. С учетом этого из (3.19) можно определить необходимую величину затухания, которое должны претерпеть помехи от базовых станций в процессе распространения от антенны БС до антенны МС.

.

В соответствии с (2.12) можно рассчитать расстояние, с которого возможно создание интермодуляционной помехи

. (3.22)

Полученный результат можно интерпретировать следующим образом. При нахождении МС с частотой приема  на одинаковом расстоянии равном 252 метра от двух базовых станций частоты передачи, которых (и ) удовлетворяют равенству 2 –  =  на входе приемника МС образуется интермодуляционная помеха на приемной частоте с уровнем -143 дБВт. Уровень помехи -143 дБВт соответствует максимальному возможному уровню помехи при котором приемником МС возможен прием полезного сигнала равного чувствительности приемника (-134 дБВт) без ухудшения качества связи (с требуемым защитным отношением 9 дБ).

Если расстояния от МС до двух БС различны, то для нахождения безопасного сочетания расстояний можно пользоваться следующим выражением

, (3.23)

где R₁ – расстояние от МС до БС с частотой передачи f₁

R₂ – расстояние от МС до БС с частотой передачи f₂,

R – расстояние, полученное из (3.22), а именно 252 метра.

Из (3.23) можно получить следующие два выражения для определения необходимого минимального расстояния R₁(R₂) по известному фиксированному расстоянию R₂ (R₁)

; (3.24)

. (3.25)

Отличия в (3.24) и (3.25) объясняются тем, что в исходном выражении (3.20) уровень входного сигнала на частоте f₁ (P₁) берется с коэффициентом 2, а уровень входного сигнала на частоте f₂ берется с коэффициентом 1.

Необходимо отметить, что выражения (3.23) – (3.25) справедливы только для случаев, когда значения R₁ и R₂ превышают 100 метров.

При значениях R_l < 100 метров величины допустимого расстояния от БС с частотой передачи f₁, до МС может быть найдено из таблицы 3.6.

Таблица 3.6 – Расчет необходимого расстояния

В таблице 3.7 представлены значения величин R₁ для случаев, когда R₂<100 м.

Таблица 3.7 – Значения величин R₁

Результаты расчетов по (3.23) – (3.25) и приведенные в таблицах 3.6 и 3.7 показывают, что при нахождении МС в радиусе 250 метров от БС чужой сети возникает потенциальная возможность поражения приемника МС интермодуляционной помехой. Такая помеха может возникнуть, если при нахождении МС, работающей на прием на частоте , вблизи БС другой сети с частотой передачи , расстояние до БС любой сети GSM с частотой f₂₁ = 2-  или с частотой f₂₂ = (-)/2 меньше чем определяемое по (3.23) – (3.25) или из таблиц 3.6 и 3.7. При этом для определения допустимого расстояния до БС с частотой передачи f₂₁ необходимо пользоваться формулой (3.25) и таблицей 3.6. принимая за R₁ расстояние до БС с частотой передачи . При определении допустимого расстояния до БС с частотой передачи f₂₂ необходимо пользоваться формулой (3.24) и таблицей 3.6.

Наиболее опасным, с точки зрения возникновения интермодуляционных помех, будет случай близкого расположения (менее 80 метров) МС от передатчика БС (с частотой передачи ) чужой сети при использовании в рассматриваемом регионе частоты f₂₁ = 2-, так как в этом случае минимально допустимые расстояния до БС с частотой передачи f₂₁ могут достигать 10 км. При этом для БС с частотой передачи f₂₂ = (-)/2 достаточным, для того чтобы не создавать заметных интермодуляционных помех, оказывается расстояние от МС равное 1 км.

Таким образом, при рассмотрении интермодуляционных помех от передатчиков БС стандарта GSM приемникам МС стандарта GSM возможно определить зоны, внутри которых приемники МС будут подвержены интермодуляционным помехам. Для этого необходимо для каждой БС своей сети GSM выполнить следующие действия.

Определить зону обслуживания БС (сектора БС) с частотой передачи .

Определить БС других сетей GSM, которые находятся в пределах зоны обслуживания рассматриваемой БС (сектора БС).

Для каждой из рабочих частот БС чужих сетей GSM, работающих в пределах зоны обслуживания рассматриваемой БС, определить частоты f₂₁ = 2- и f₂₂ = (-)/2, где - рабочая частота БС чужой сети GSM.

Определить минимальные расстояния от БС чужой сети с частотой передачи , до БС с частотой передачи f₂₁ и f₂₂ (R₂ для БС с частотой передачи f₂₁ и R₁ для БС с частотой передачи f₂₂).

С использованием формул (3.24) – (3.25) и таблиц 3.6 и 3.7 найти радиусы зон R₁ и R₂ вокруг БС чужой сети с частотой передачи , пораженных интермодуляционной помехой. Большая из этих зон будет результирующей зоной вокруг БС чужой сети, пораженной интермодуляционной помехой, образованной частотой передачи , и одной из частот f₂₁ или f₂₂.

Анализ полученных результатов

Проведенные расчеты показали, что при развертывании на одной территории нескольких сетей сотовой связи стандарта GSM возможно создание помех от передатчиков БС к приемникам МС чужих сетей приводящих к блокированию приемников и возникновению интермодуляционных помех.

Вокруг каждой БС обязательно образуется зона, радиусом от 80 до 180 м, внутри которой приемники МС чужих сетей GSM будут испытывать помеху по блокированию.

Также вокруг каждой БС может образовываться зона, радиусом до 250 м, в пределах которой приемники МС чужих сетей GSM могут подвергаться воздействию интермодуляционных помех. Наличие и размеры такой зоны будут зависеть от значений частот, которые назначены другим БС, расположенным на расстояниях до 10–15 км от рассматриваемой БС.

Похожие работы

Изучение экономической целесообразности применения ООО Сибирь-связь зарубежных технологических разработок по строительству офисных телекоммуникационных сетей на базе систем микросотовой связи стандарта DECT

Скачать

139299

19

21

... предприятием аналоговых мини-АТС. ЗАКЛЮЧЕНИЕ В представленной дипломной работе рассмотрена возможность использования мирового опыта по проектированию и строительству офисных телекоммуникационных сетей на базе систем микросотовой связи стандарта DECT фирмой ООО «Сибирь-связь» (г. Красноярск) при оказании услуг по телефонизации офисов. Проведено изучение действующих стандартов используемых при ...

Архитектура сотовых сетей связи и сети абонентского доступа

Скачать

151321

4

10

... основного доступа к ISDN. Реализация этого стратегического направления эволюции сетей абонентского доступа зависит от конкретных условий существующей сети абонентского доступа каждой страны и определяется каждым оператором связи с учётом этих конкретных условий. Понятно, что разнообразие местных условий определяет большое число возможных способов миграции существующей сети абонентского доступа к ...

Анализ позиций товаров и услуг на примере сотовой сети Билайн

Скачать

122297

9

14

... почте и телеконференциям, где бы Вы не находились: в офисе, дома, в автомобиле. И многое другое. Сравнительный анализ цен, возможностей и качества предоставляемых услуг на примере трех московских компаний - «ВымпелКом», «Московской Сотовой Сети», «Мобильных Телесистем». В последние несколько лет радиотелефон стал одним из символов успешного бизнеса. Иметь такой аппарат ...

Развитие сотовых сетей радиосвязи с подвижными объектами

Скачать

28517

0

0

... выделенного диапазона благодаря пространственному разнесению сот с совпадающими частотами. Она широко используется при проектировании ССПР всех стандартов. Вместе с тем сотовые сети первых двух поколений уже не справляются с ростом числа абонентов. Практика развития сетей GSM в тех странах, где этот стандарт был принят, показала, что лицензией на предоставление услуг подвижной связи обладают два ...