АНАЛИЗ ТЕХНИЧЕСКОГО ЗАДАНИЯ 5
ВВЕДЕНИЕ 6
1. Анализ современного состояния моделирования распространения радиоволн с учётом рельефа местности 8
1.1 Основные проблемы распространения радиоволн и методы их решения... 8
1.2 Модели распространения радиоволн в реальных условиях 12
1.3 Выводы и постановка задачи 400
2 Анализ способов повышения качества сигнала 422
2.1 Активные усилители сигнала 42
2.2 Пассивные усилители сигнала 51
2.3 Выводы и постановка задачи 54
3 Моделирование распространения сигнала в селе Сыростан 55
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 61
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 62
ПРИЛОЖЕНИЯ 65
К середине 20 века, в следствии активного развития технологий радиосвязи, учёные и инженеры всё чаще стали интересоваться, проблемами распространения радиосигнала. Переход к ультракоротким волнам (УКВ), дал возможность создания таких систем, как телевидение и радиовещание, а также средств мобильной связи. Данные технологии, стыли прорывными, в информационном пространстве. Многие люди, даже не могли и предположить, что новости буду распространяться с такой большой скоростью. Проблема распространения электромагнитного поля, появившаяся ещё в 30-х годах прошлого века, до сих пор остаётся актуальной [7]. В 1938 г. советский учёный Борис Алексеевич Введенский [6], опубликовал первое исследование распространения метровых радиоволн в городских условиях, для УКВ «городские районы представляют собой местности, пересеченность которых доведена до крайних пределов». Многочисленные отражения, дифракция и рассеяние, приводят к смене характера распространения на многолучевой. Вследствие этого получаем интерференционную структуру распространения, с глубокими и быстрыми объёмными замираниями.
Многолучевая модель распространения, делает предсказание мощности сигнала более трудоёмким. Городские условия распространения, делают каналы связи более сложными, с большим количеством искажений [1 - 14]. В следствии этого, создание модели предсказания уровня принимаемого сигнала, становится очень перспективной задачей. Необходимо, упрощение расчётов для УКВ диапазона, при помощи создания эмпирических моделей расчёта.
Быстрое развитие систем радиовещания, потребовало вмешательства правительства, и создание, новых контрольных органов. Необходимость распределения частотного диапазона, контроля рабочих частот, возникла во всём мире. Большая часть радиоэлектронных средств (РЭС), используют УКВ диапазон, и располагаются в городской среде [1 - 5]. Функционал, возложенный на средства передачи, имеет большое значение в жизни людей. Сегодня, мы не сможем представить свою жизнь, без радио или телевидения, а сотовая связь, развивается с такой скоростью, что ещё 20 лет назад люди и не подразумевали, что будут собираться в мобильных видеоконференциях, в любое время, когда только захотят. Повышение частот для передачи большего объёма информации, обостряет существующие проблемы моделирования. И тем не менее, уже сегодня сложно найти посёлок, в котором не сотовой связи.
Освоение более высоких частот и поднятие значимости мобильной передачи данных, ставит перед нами новые задачи. Исследование способов повышения качества сигнала, зон затенения, отражателей и усилителей, всё это должно помочь поднять уровень предоставляемых услуг.
Целью выпускной работы, является более подробное рассмотрение данных вопросов, в частности, вопроса повышения уровня принимаемого сигнала в затенённых зонах. Для большего понимание, работу разделим на несколько глав.
Первая глава, будет посвящена современным моделям распространения радиосигнала. Необходимо, учесть рельеф местности, а также модели должны быть для ультракоротких волн.
Во второй главе, необходимо рассмотреть способы повышения качества сигнала. Разделить все рассмотренные методы на пассивные и активные.
В третьей главе, рассмотрим моделирование, по разработанной модели, которая должна учитывать рельеф местности, а также исследованные методы повышения качества сигнала.
В заключении сделаем вывод по проделанной работе, и подведём итог результатов анализа и моделирования.
Все материалы, необходимые для более подробного описания и понимания информации, представленной в работе, приведём в приложении.
В данной выпускной квалификационной работе, было проведено исследование способов повышения качества связи в затенённых зонах. Проведен анализ, существующих моделей распространения УКВ в диапазоне 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.
После исследования, способов расчёта мощности сигнала, была составлена модель, которая рассчитывает уровень сигнала, приходящий на усилитель, а также мощность, которая приходит с усилителя на абонентскую станцию. В ней предусмотрено применение, как активных, так и пассивных усилителей.
В качестве примера, повышения качества мобильных услуг связи, был рассмотрен случай в селе Сыростан. Вследствие затенения горой, абонент не могу получить данную услугу, с достойным качество. После проведения анализа и необходимых расчётов, мощность сигнала удалось увеличить 5-10 дБи, в зависимости от используемой антенны. Использование стационарного сотового телефона, не просто дало возможность звонить, но и сделало этот процесс гораздо проще и понятнее.
Качеством предоставляемых услуг, должен заниматься оператор связи, но существуют такие места, в которые ему не выгодно доставлять сигнал. К таким местам, могут относиться, мало населённые деревни и села, а также леса, в которых временно могут работать люди. В таких случаях, абонент сам старается найти способ, установить качественное соединение, но лишь немногие знают как это сделать.
