АЛМАТЫ ЭНЕРГЕТИКА ЖӘНЕ БАЙЛАНЫС ИНСТИТУТЫ 

Радиотехника кафедрасы 

 

3- деңгейлік ұялы байланыс желілері мен құралдары

 

Әдістемелік нұсқаулар және курстық жұмыс тапсырмалары

(050719 – Радиотехника, электроника және телекоммуникация мамандықтарының барлық оқу бөлімінің бакалаврлары үшін)

 

 Алматы 2008 

ҚҰРАСТЫРУШЫЛАР: В.В.Артюхин, М.В.Лановенко, Б.Р.Накисбекова. 3- деңгейлік ұялы байланыс желілері мен құралдары. 050719 – Радиотехника, электроника және телекоммуникация мамандықтарының барлық оқу бөлімінің бакалаврлары үшін әдістемелік нұсқаулар және курстық жұмыс тапсырмалары – Алматы: АИЭС, 2008. –  25 б.

Бұл жоба 050719 – «Радиотехника, электроника және телекоммуникация» мамандықтарының барлық оқу бөлімінің бакалаврларына арналған.

          Әдістемелік нұсқау теориялық курсты оқып үйрену барысын ұйымдастыру және оқу барысында студенттердің алған білімдерін бекітуге көмек үшін жасалған. Әдістемелік нұсқауда курстық жұмыс тапсырмаларының нұсқалары, CDMA стандартты ұялы байланыс жүйесін жобалау бағдарлары мен тәртібі берілген. Қажетті әдебиеттер тізімі және жүйені есептеу үлгісі келтірілген. 

1 Курстық жұмысқа жалпы талаптар  

«3- деңгейлік ұялы байланыс желілері мен құралдары» пәні бойынша курстық жұмыс оқу курсының қорытындылау кезеңінде орындалады және келесі мақсаттарды алға қояды:

- курс бойынша теориялық және тәжірибелік білімін жүйелеу және жетілдіру;

- инженерлік мақсаттарды орындау барысында зерттеу тәсілдері мен  өзіндік жұмыс жасауға дағдылану;

- техникалық әдебиетпен жұмыс жасауға дағдылану;

- есептеулерді жүргізу барысында есептеуіш техниканы қолдану және жетілдіру.

Курстық жұмысты орындау барысында, тура және кері қосылған трафик-арналарын, пилот-арнасын, іздеу салу қоңырауының арнасы мен синхронизация арнасын талдау үшін қажет болатын, байланыс желісінің (линия) қаржысын есептеу негіздерімен танысу керек.

Курстық жұмысты орындаудың мақсаты – ұялы байланыс желілерін жоспарлау және CDMA байланыс стандартының негізгі өлшемдерін есептеуге дағдылану.

Курстық жұмыс барлық керекті есептеулері, сұлбалары мен суреттері бар түсіндірме жазба түрінде орындалады.

Курстық жұмыс оның қорғалуымен аяқталады.

 2 Курстық жоба тақырыптары 

«CDMA стандартты ұялы телекоммуникациялық желісін құру» тақырыбы бойынша курстық жұмыс методикалық әдістемелерге сай орындалады. Курстық жұмысты орындауға шамамен 24 сағат қажет болады.

1.1 кестесінде келтірілген және топтық журналдың тізіміндегі студенттің реттік нөміріне сәйкес келетін нұсқа бойынша тапсырмалар:

-    трафик-арналарындағы, пилот-арнасындағы, іздеу салу қоңырауының арнасы мен синхронизация арнасындағы сигнал-шуыл қатынасын есептеу;

-     бір ұяшықтағы белсенді тұтынушылар санын анықтау;

-     ұяшық радиусы мен белсенді абоненттер санының арасындағы тәуелділікті графикалық әдіспен анықтау;

-     ұсынылған нұсқаға және жоспарланып жатқан желінің сапалық көрсеткіштерін жақсарту жолдары туралы қорытынды жасау. 

1.1 К е с т е – Нұсқаны студенттің сынақ кітапшасының соңғы санына сәйкес таңдау

  

 

Қажет өлшемдердің бір бөлігі 1.2 кестеден студенттің сынақ кітапшасының соңғы санының алдыңғы санына сәйкес алынады.     

         1.2 К е с т е – Нұсқаны студенттің сынақ кітапшасының соңғы санының алдыңғы санына сәйкес таңдау

 

№	% ғимараттар	Негізгі жиілік f, МГц	БС антенналары-ның биіктігі hb, м	МҰ антенналары-ның hm, м	Eb/Nо	Р(%)- сенімділік
0	10	825	22	1.1	5	0.70
1	15	827	24	1.2	6	0.80
2	20	830	26	1.3	7	0.90
3	25	833	28	1.4	8	0.70
4	30	835	30	1.5	9	0.80
5	35	837	32	1.6	10	0.90
6	40	840	34	1.7	5	0.70
7	45	843	20	1.8	6	0.80
8	50	845	31	1.9	7	0.90
9	55	847	27	1.1	8	0.70

   3 Шартты белгіленулер, қысқартулар және терминдер тізімі

Pm       - ұялы терминал қуаты

Lm      - ұялы терминал кабеліндегі шығындар

Gm       - ұялы терминал антеннасының күшейту коэффициенті

Lp       - ұялы терминал антеннасын бағдарлау кезіндегі шығындар

Lb       - ғимараттарға ену рұқсаты  

Gc         - базалық станцияның қабылдаушы антеннасының күшейту коэффициенті

Lc         - базалық станция фидеріндегі шығындар

Gt       - базалық станцияның таратушы антеннасының күшейту коэффициенті

pt        - трафик-арнаның әсерлік тарату қуаты

       Pt        - базалық станцияның тарату антеннасының қуаты

Nt         - бір ұяшық қамтамасыз ететін трафик арналар саны

Cf         - сөйлеу белсенділігінің коэффициенті

Ps          - сигналдың қабылдау үшін қажет болатын орташа деңгейі

Pp         - пилот арнаның қуаты

Ppg       - хабарлау арнасының қуаты

Pa       - күшейткіш шығысындағы барлық трафик арналардың толық қуаты

ӘТҚ     - әсерлік тарату қуаты

R         - хабар тарату жылдамдығы

W        - арна ені

FDMA  -арналардың жиіліктік бөлінуі

TDMA         - арналардың уақыттық бөлінуі

CDMA         - арналардың кодтық бөлінуі

BER    - биттік қате коэффициенті

F           - бір жиілікті бірнеше рет қолданудың тиімділігі

VAF     - абонент сөйлеуінің орташа белсенділігі

G          - бөліктеу (секторизация) коэффициенті

 

4 Байланыс желісінің негізгі өлшемдерін есептеу мысалдары

 Төменде желі өлшемдерінің қызметтік (функциональный) тәуелділігін зерттеу мысалы келтірілген. Байланыс желісінің (линия) қаржысы қабылданған биттік энергияның жылулық шуыл мен интерференция тығыздығына қатынасын есептеу үшін қажет. Есептеулер таратқыш қуаты, таратқыш және қабылдағыш антенналардың күшейту коэффициенттері, қабылданған шуыл мәндері, арна сыйымдылығы, сонымен қатар сигналдың таралуы мен ортаның интерференциясы - белгілі мәндеріне негізделген. Байланыс желісінің (линия) қаржысының есебі тура және кері қосылған трафик-арналарды, пилот-арнасын, іздеу салу қоңырауының арнасы мен синхронизация арнасын талдауға арналған.

 4.1 Тура қосылу

 Пилот-арнасы іздеу салу қоңырауының арнасы мен синхронизация арнасы үшін сигнал-шуыл қатынасыныің әсерлік мәнін есептеу кезінде әр арнаның қабылдаған сигналының қуатын және қабылданған интерференциясын анықтау керек. Төменде келтірілген есептеулер тура қосылған арналарды талдау мүмкіндігін береді.

 Трафик арнаның әсерлік тарату қуаты

                                                                                              (1)

немесе

 

                                                               (2)

 

мұнда p_t – трафик арнаның әсерлік тарату қуаты (ӘТҚ) (дБм);

P_t – базалық станцияның таратқыш антеннасынан таралған барлық трафик арналардың ӘТҚ (дБм);

          N_t – бір ұяшық қамтамасыз ететін трафик арналар саны;

С_f – сөйлеу белсенділігінің коэффициенті.

 

, дБм.

 

Бір абонентке (ұялы станцияға) келетін қуат

 

                                          р_u= p_t - G_t - L_c                                                   (3)

 

         мұнда  р_u – тарфик арнадағы бір абонентке келетін қуат (дБм);

G_t – базалық станцияның таратушы антеннасының күшейту коэффициенті (dB);

L_c – базалық станция фидеріндегі шығындар (дБ).

 

р_u= 48.55 – 14 + 2.5 = 37.05, дБм.

 

Базалық станцияның толық қуаты

 

                            (4)

 

мұнда p_s – синхронизация арнасының қуаты (дБм);

           p_p – пилот-арнаның қуаты (дБм);

 p_pg – хабарлау арнасының қуаты (дБм).

 

 

дБм.

 

Базалық станция қуат күшейткіші

 

                                               Р_а=Р_с - G_t - L_c                                               (5)                                                                                    

 

мұнда Р_а – барлық трафик-арналардың, пилот-арнаның, іздеу салу арнасының және күшейткіш шығысындағы синхронизациялау арнасының толық қуаты (дБм);

Р_с – базалық станцияның толық таратылу қуаты (дБм).

 

Р_а= 58.49 – 14 + 2.5 = 46.99 , дБм.

 

Ұялы байланыс станциясы қабылдаған толық қуаты

 

р_m = P_c + L_p + A_l + G_m + L_m                                    (6)

 

мұнда р_m – Ұялы байланыс станциясы қабылдаған толық қуаты (дБм);

L_p – базалық және ұялы станция арасындағы трассадағы орташа шығындар (дБ);

          A_l – көлеңкелік шығындар шамасы (дБ);

G_m – ұялы байланыс станциясы антеннасының (мысалындағы) күшейту коэффициенті (dB);

L_m – ұялы байланыс станциясының кабеліндегі шығындар (дБ).

 

р_m= 58.49 – 146 – 6.2 + 0 – 3 =  – 96.71, дБм.

 

Трафик-арнаның қабылданған қуаты

 

р_tr  = p_t + L_p + A_l + G_m + L_m                             (7)

 

мұнда р_tr – базалық станциядан тараған трафик-арнаның ұялы байланыс станциясы қабылдаған қуаты (дБм).

 

р_tr = 48.55 – 146 – 6.2 + 0 – 3 = - 106.65, дБм.

 

Пилот-арна қабылдаған қуат

 

                                   р_pr = p_p + L_p + A_l + G_m + L_m                                   (8)

 

мұнда р_pr - базалық станциядан тараған пилот-арнаның ұялы байланыс станциясы қабылдаған қуаты (дБм).

р_pr = 51.5 – 146 – 6.2 + 0 – 3 = - 103.7, дБм.

 

Іздеу салу арнасы қабылдаған қуат

 

                            р_pgr = p_pg + L_p + A_l + G_m + L_m                                             (9)

 

мұнда р_pgr - базалық станциядан тараған іздеу салу арнасының ұялы байланыс станциясы қабылдаған қуаты (дБм).

р_pgr=46.94 – 146 – 6.2 + 0 – 3 = -108.26, дБм.

 

Синхрондау арнасы қабылдаған қуат

 

р_sr = p_s + L_p + A_l + G_m + L_m                              (10)

 

мұнда р_sr - базалық станциядан тараған синхронизация арнасының ұялы байланыс станциясы қабылдаған қуаты (дБм).

 

р_sr = 41.5 – 146 – 6.2 + 0 – 3 = -113.7, дБм.

 

Трафик-арнадағы басқа тұтынушылар туғызған интерференция

 

                            I_ut = 10log[10^0.1p_m – 10^0.1p_tr] – 10log B_w                     (11)

 

мұнда I_ut – басқа абоненттердің трафик-арнада туғызған интерференция тығыздығы (дБм /Гц);

B_w – арна ені (Гц).

 

I_ut =10log[10^-9.671 – 10^-10.665]  - 10log(1.2288 · 10⁶) = -158.07, дБм/Гц.

 

 

Трафик арнада басқа базалық станцияларды туғызатын интерференция

                                          (12)

 

мұнда I_ct – басқа базалық станциялардың трафик-арнада туғызған интерференция тығыздығы (дБм /Гц);

f_r – жиілікті шектен тыс қолдану (переиспользование) коэффициенті

(f_r = 0.65).

 

 

Трафик-арна үшін интерференция тығыздығы

 

                                        (13)

 

мұнда I_t – трафик арнасындағы интерференция тығыздығы (дБм/Гц).

 

 

Пилот арнасындағы басқа абоненттер (сол базалық станцияның) туғызған интерференция

 

I_uр = р_m– 10log B_w                                                 (14)

 

мұнда I_uр – басқа абоненттердің пилот арнада туғызған интерференция тығыздығы (дБм/Гц).

 

I_uр = -96.71 – 10log(1.2288 · 10⁶) = -112.19 – 60.89 = -157.61, дБм/Гц.

 

Пилот арнадағы басқа базалық станциялар туғызған интерференция

                                      (15)

 

мұнда I_cp – басқа базалық станциялардың пилот-арнада туғызған интерференция тығыздығы (дБм/Гц).

 

 

 

 

Пилот-арна үшін интерференция тығыздығы

 

                                 (16)

 

мұнда I_p – пилот арнасындағы интерференция тығыздығы (дБм/Гц).

 

.

 

Іздеу салу арнасындағы басқа абоненттер (сол базалық станцияның) туғызған интерференция

                                   

I_upg = 10log[10^0.1p_m – 10^0.1p_pgr] – 10log B_w                       (17)

 

мұнда I_upg - басқа абоненттердің іздеу салу арнасында туғызған интерференция тығыздығы (дБм/Гц).

 

I_upg = 10log[10^{0.1·(-96.71)}–10^{0.1·(-108.26)}]–10log (1.2288·10⁶)=

=10log(-8.89·10^-12) - 60.89= -157.92, дБм/Гц.

 

Іздеу салу арнасындағы басқа базалық станциялар туғызған интерференция

                                                                                   (18)

 

мұнда I_cpg – басқа базалық станциялардың іздеу салу арнасында туғызған интерференция тығыздығы (дБм/Гц).

 

 

Іздеу салу арнасы үшін интерференция тығыздығы

 

 

                                      (19)

 

мұнда I_pg – іздеу салу арнасындағы интерференция тығыздығы (дБм/Гц).

 

.

 

 

Синхрондау арнасындағы басқа абоненттер (сол базалық станцияның) туғызған интерференция

 

I_us = 10log[10^0.1p_m – 10^0.1p_sr] – 10log B_w                      (20)

 

мұнда I_us - басқа абоненттердің синхрондау арнасында туғызған интерференция тығыздығы (дБм/Гц).

 

I_us = 10log[10^{0.1·(-96,71)} – 10^{0.1·(-113.7)}] – 10log (1.2288 · 10⁶)= - 96.8 – 60.89=

  = -157.69 дБм/Гц.

 

Синхронизациялау арнасындағы басқа базалық станциялар туғызған интерференция

                                                (21)

 

мұнда I_cs – басқа базалық станциялардың синхрондау арнасында туғызған интерференция тығыздығы (дБм/Гц).

 

.

 

Синхрондау арнасы үшін интерференция тығыздығы

 

                                 (22)

 

мұнда I_s – синхрондау арнасындағы интерференция тығыздығы (дБм/Гц).

.

 

Жылулық шуыл

 

                            N₀ = 10log(290 · 1.38 · 10^-23) + N_f + 30                       (23)

 

мұнда N₀ – жылулық шуыл тығыздығы (дБм/Гц);

N_f – ұялы байланыс станциясының қабылдағышындағы шуыл мәні (дБ).

 

N₀ = 10log(290 · 1.38 · 10^-23) + 8 + 30 = -165.98, дБм/Гц.

 

Трафик-арнадағы сигнал/шуыл қатынасы + интерференция

 

                                           (24)

мұнда p_tr – трафик-арнадағы хабар тарату жылдамдығы (бит/с).

 

 

Пилот арнасындағы сигнал/шуыл қатынасы+интерференция

                                         (25)

мұнда  - пилот арнасының хабар тарату жылдамдығы (бит/с).

Іздеу салу арнасындағы сигнал/шуыл қатынасы+интерференция

 

                   (26)

 

мұнда p_pgr – іздеу салу арнасының хабар тарату жылдамдығы (бит/с).

 

Синхрондау арнасындағы сигнал/шуыл қатынасы + интерференция

                                           (27)

 

мұнда p_rs – синхрондлау арнасының хабар тарату жылдамдығы (бит/с).

 

4.2 Кері қосылу

 

Ұялы байланыс станциясы күшейткішінің қуаты

 

Р_ma= Р_me – G_m – L_m                                          (28)

 

          мұнда Р_ma – күшейткіш шығысындағы қуат (дБм);

Р_me – ұялы байланыс станциясының антеннасының толық тарату қуаты (дБм);

G_m – ұялы байланыс станциясының тарату антеннасының күшейту коэффициенті (дБ);

L_m – ұялы байланыс станциясының кабеліндегі шығындар (дБ).

 

Р_ma = 20 – (-3) – 0 =23 дБм.

 

Базалық станцияның бір абоненттен қабылдаған қуаты

 

                            P_cu = P_me + L_p + A_l + G_t + L_t                                        (29)

 

         мұнда  P_cu – ұялы байланыс станциясынан трафик арнасы арқылы тараған базалық станция қабылдаған қуаты (дБм);

L_p – базалық және ұялы станция арасындағы трассадағы орташа шығындар (дБ);

A_l – көлеңкелік шығындар шамасы (дБ);

G_t – базалық станция антеннасының (мысалындағы) күшейту коэффициенті (дБ);

L_t – базалық станция кабеліндегі шығындар (дБ).

P_cu = 20 – 146 – 6.2 + 14 –2.5 = -120.7 дБм.

 

Басқа абоненттерді берілген базалық станцияда туғызған интерференция тығыздығы

 

I_utr = P_cu+ 10log(N_t – 1) + 10logC_a – 10log B_w               (30)

                

           мұнда I_utr – басқа ұялы байланыс станциялары туғызған интерференция тығыздығы (дБм/Гц);

C_a – арнадағы сөйлесудің белсенділік коэффициенті (C_a=0.4 – 0.6);

N_t – берілген базалық станциядағы трафик-арналар саны.

 

I_utr = -120.7 + 10log(20 – 1) + 10log0.6 + 10log(1.2288·10⁶) =

= -171.03 дБм/Гц.

 

Басқа базалық станциялардың басқа абоненттері туғызған интерференция тығыздығы

                                          (31)

 

           мұнда I_ctr – басқа базалық станциялардың ұялы байланыс станциялары туғызған интерференция тығыздығы (дБм/Гц);

f_r – жиілікті қайта қолдану коэффициенті (f_r = 0.65).

 

.

 

Басқа базалық станциялардың басқа абоненттері мен осы станцияның абоненттері туғызған интерференция тығыздығы

 

                                     (32)

 

мұнда I_tr - басқа базалық станциялардың басқа абоненттері мен осы станцияның абоненттері туғызған интерференция тығыздығы (дБм/Гц).

 

.

 

Жылулық шуыл тығыздығы

 

N₀ = 10log(290 · 1.38 · 10^-23) + N_f + 30,                      (33)

 

          мұнда N₀ – жылулық шуыл тығыздығы (дБм/Гц);

N_f – ұялы байланыс станциясының қабылдағышындағы шуыл мәні (дБ).

 

N₀ = 10log(290 · 1.38 · 10^-23) + 5 + 30 = -168.98 дБм/Гц.

 

Трафик-арнадағы сигнал/шуыл қатынасы+интерференция

 

                                               (34)

 

мұнда b_rr – кері қосылған трафик-арнасының хабар тарату жылдамдығы (бит/с).

 

.

 

4.3 Базалық станция сыйымдылығын талдау

 

CDMA станция сыйымдылығын арттыратын кейбір өзіндік ерекшеліктерге ие, яғни олар:

-  сөйлесу белгенділігінің есебін жүргізу. Әдетте абоненттің сөйлесу белсенділігі толық сөйлесу уақытының 35% алады. Қалған уақытты абонент әңгімелесушісін тыңдауға кететін кідірістер алады. CDMA-де барлық абоненттер бір радиоарнаны қолданады. Сондықтан олардың біреуі сөйлемеген кезде, кедергілер аз болады. Осылайша, сөйлесу белсенділігінің қысқаруы кедергілердің шамасын азайтады, ал бұл өз алдына арна сыйымдылығын үш есеге дейін көбейту мүмкіндігін туғызады. CDMA – осы құбылыстың артықшылығын қолданушы жалғыз технология;

- бөліктеу антенналарын (секторизация) қолдану арқылы арна сыйымдылығын арттыру. FDMA мен TDMA-де интерференциялық кедергілерді азайту үшін  әрбір ұяшық бөліктерге бөлінеді. Осының салдарынан әр ұяшықтағы бөлек арналардың транкингті әсерлілігі (эффективность) нкашарлайды. CDMA-де бөліктеу сыйымдылықты асыру мақсатында үш бөлікте (сектор) үш радиоарнаны ұйымдастыру арқылы жүзеге асады, осылайша сыйымдылық ұяшықтағы бір радиоарнаны қолданғандағы теориялық сыйымдылықтан үш есе артық болады. Осының нәтижесінде қосымша абонентті қосу мүмкіндігі пайда болады, сонымен бірге сөйлесу дыбысталуы әдеттегі режиммен салыстырғанда айтарлықтай нашарлай қоймайды. Мысалы, егер ұяшықта 40 арна бар болып, оған бір арна қосатын болсақ, тасушы/интерференция E_b/N₀ қатынасындағы айырым 10log(40+1)/40=0.24 дБ-ды ғана құрайды;

- CDMA-ның басқа жүйелермен салыстырғандағы артықшылығы -  көпқайтара бірден барлық ұяшықтарын қолдана алады.

Абоненттер саны N-ге тең болған жағдайда, базалық станция С қуаты бізге қажет болған сигналдан және қуаты С болған N-1 интерференциялаушы қуаты да С сигналдардан құралған сигналды қабылдайды. Осыдан тасушы интерференцияға қатынасын былай өрнектеуге болады

 

                                    (35)

 

          мұнда С – талап етілген сигналдың қуат деңгейі;

I – интерференцияның қуат деңгейі.

 

(35)-тен анықтайтынымыз

 

 .                                               (36)

 

FDMA және TDMA жүйелерімен салыстырғанда, CDMA жүйесінде C/I қатынасына қарағанда E_b/N₀ қатынасы біздің назарымызды көбірек аударады.

Айталық

R – хабар тарату жылдамдығы (біздің жағдайда 9600 bps);

W – арна ені (1.25 MHz),

C/I және E_b/N₀ арасындағы қатынасты төмендегідей өрнектеуге болатын болса

 

  .                                        (37)

(36) мен (37) көбейту арқылы алатынымыз

 

 .                                          (38)

 

(38) өрнегі CDMA жүйесіндегі абоненттердің максимал санын жүйенің қалыпты жұмысына қажет E_b/N₀  минималды шамасына тәуелді анықтайды, сандық дауысты тарату үшін ол шаманың BER (биттік қате коэффициенті)    10^-3-ке тең немесе кіші болуы керек. Жиіліктің қайта қолданылуын ескере отырып

 

 .                                   (39)

 

Бөліктеуді ескере отырып

 

 

.                            (40)

Формула (40) өрнегі бір ұяшық сыйымдылығын есептеудің нәтижелік өрнегі болып табылады,

          мұнда F=0.65 - бір жиілікті бірнеше рет қолданудың тиімділігі;

VAF=0.35 – абонент сөйлеуінің орташа белсенділігі;

G – бөліктеу (секторизация) коэффициенті, 120^о бөліктеу үшін G=1.

 

.

 

 

4.4 Ұяшық радиусын зерттеу

 

Таралу кезіндегі шығындар сигнал деңгейін қажет шамаға келтіретін қашықтықты, ұяшықты босату функциясын тапқандай, анықтау арқылы ұяшық радиусын алуға болады.

Радиожелі (радиолиния) белгілі бір ұяшық үшін қаражатының есебі максималды рұқсат етілген шығындар Lmax шамасын анықтауды қажет етеді. Таралу кезіндегі шығындар радиожелі ұзындығына пропорционал болғандықтан, Lmax шамасы радиожелінің максимал қашықтығын немесе басқаша айтқанда ұяшықтың ең тиімді радиусын немесе белгілі бағыттағы бөлікті (сектор) өрнектейді.

Таралу кезіндегі шығындар үшін жалпы өрнек дБ-де қашықтық функциясы ретінде келесідей

                                    (41)

 

мұнда    километрмен өрнектелген қашықтық;

 1 үшін шығындар мәні;

          энергияның үлесу заңы.

Ұяшық шеттерінде,  және шығындар  тең. Осылайша, ұяшықтың километрмен өрнектелген радиусының толық өрнегі төменгідей түрге ие

        

                            .                               (42)

 

-ге қатысты жалпы өрнекті шеше отырып, алатынымыз

 

                                                                                       (43)

немесе

                        .                      (44)

Осылайша, ұяшық радиусы мен ұяшықтағы трафик арасындағы қатынасты табу үшін үлестіру кезіндегі максималды шығындар үшін өрнек табу қажет. Шығындарға арналған эмпирикалық өрнекті МСЭС (ITU-R) анықтаған

 

           (45)

 

мұнда мен  базалық және ұялы байланыс станцияларының антенналарының метрмен өрнектелген ұзындықтары;

          - негізгі жиілік, МГц;

;

        - түзетуші фактор (ғимараттармен алып жатқан аудан %).

Окумур – Хаттың таралу шарттарының үлгісінен кіші және орта қалалар үшін түрлендірілген өрнек.

Осылайша

 

(46)

 

824 - 849МГц жиіліктерін алып жатқан қарапайым кері арна мәндерін қолданамыз, осылайша, негізгі жиілік =835 МГц және базалық станция  мен ұялы терминал  антенналарының биіктігі сәйкесінше =30м және =1,5м, сонымен бірге ғимаратталу пайызы 10% тең.

(46) өрнекке берілгендерді қоя отырып, табатынымыз

 

              (47)

 

Осылайша (42) пен (47) өрнектерін салыстыра отырып, мен  мәндерін анықтаймыз,

                       120.56 дБ и 35.22/10=3.522.                               (48)

 

Енді ұяшықтың жүктелуіне қатысты таралу кезіндегі максимал шығын  үшін өрнек табу қажет. Ол үшін сигнал деңгейінің ұяшықтың жүктелуіне тәуелділігін анықтау керек.

-ті қабылдау кезіндегі сигналдың орташа деңгейін және интерференция жоқ кезіндегі -ті қабылдауға қажет сигналдың минимал деңгейін белгілейік.

Қуат бойынша идеалды реттелген үлгімен сәйкес қабылданған сигналдың қажетті орташа мәні

 

                                         (49)

мұнда - ұяшық (бөлім) тұтынушылар санының тұтынушылардың максимал санына қатынасы.

Қуат бойынша қорды ескере отырып, дБм

 

                      (50)

мұнда

                     (51)

 

PG=128=21.1дБ және базалық станция қабылдағышының шуылдары 5 дБ деп болжай отырып,  екенін анықтаймыз.

Қуат қорын ескере отырып тұтынушылардың идеалды максималды саны

   .                    (52)

 

Осының салдарынан таралу кезіндегі максимал рұқсат етілген шығындар, бұл – ұялы байланыс терминалының таратқыш қуатының максималды мәнінде әртүрлі күшейту және кері арна арқылы таралмаған кездегі шығындар болған кезінде базалық станция кірісінде сигналдың қажет деңгейі қабылдана алатын шығындар. Осы күйді көрсетуші өрнек келесі

 

                                                                   (53)

мұнда

                                      (54)

 

 шығындар жоқ болғанда, базалық станция қабылдағышы қабылдаған болатын ұялы байланыс терминалының қуатын анықтайды. Осылайша

.                                    (55)

 

(54)-ке қарапайым кері арнаның өлшемдерінің мәндерін қойып, табатынымыз

            .         (56)

Х желісінің жүктелу өлшемінің функциясы ретінде таралу кезіндегі максимал өшу үшін өрнек келесі түрге ие  

                  (57)

 (57)-ге  (50)-гі қуат қорын ескере отырып (55)-гі бөліктік шығындарды қоссақ, онда (57)-ні былай өрнектеуге болады

        

             .        (58)

 

Енді (58)-ді  ретінде (44)-ге желінің жүктелу функциясы ретінде ұяшықтың радиусын табу үшін апарып қоямыз

           (59)

Есептерде қарастырылған  көмегімен бұл өрнек ұялы байланыс таратқышына қолайлы ұяшық максимал радиусын көрсетеді.

 (57) өрнекке сүйене отырып, МСЭС(ITU-R) үлгісін қолданып және де базалық станция антеннасының биіктігі , ұялы байланыс станциясының биіктігі , әрі аумақтың ғимаратталуы 10% - дай отырып, ұяшық радиусының сандық мәнін, кері арнаның сандық мәндерін табайық.

Анықталған мәндерді қолдана отырып, таралу кезіндегі қабылданған шығынсыз қуат мәні мынаған тең: , ((56) қара),  (51) өрнектен интерференцияны ескере отырып және қуат бойынша қорсыз қабылданатын сигналдың талап етілетін қуаты

 

 

(48) өрнегінен   мен   мәндері,

 

120.56 дБ       және          35.22/10=3.522

 

Осының барлығын (57)-ге қойып     өлшемдері бар өрнекті аламыз

    (60)

 

Ұяшық радиусының  мен қуат қорының қабылданған мәндері кезіндегі М-ге  (белсенді тұтынушылар саны) тәуелділігін көрсету үшін (60) өрнекті қолданып, табамыз

     (61)

 

 мәні арнаның алдын ала таңдалған сенімділігіне қатысты тыңдалады. Типтік мәндер 4.1 кестеде келтірілген.

       

4.1 К е с т е  – Әртүрлі сенімділіктер үшін қуат қоры

0,70	0,20 dB
0,80	0,93 dB
0,90	0,92 dB

 

Жүйенің идеалды сыйымдылығының өрнегін (52) қолдана отырып , ұяшық радиусын өрнектеу үшін (60) мен -ң әртүрлі мәндері үшін график тұрғызамыз (4.1-сурет).

Графиктен көретініміздей, кері арнаның жүйесінің сенімділігінің есептерінен алынған қажет мәндер  және  ұяшық көлеміне қатысты әсерін тигізеді. Сенімділіктің жоғарғы мәндерінде және сәйкесінше сигнал/шуыл қатынасы мен қуат қорында, жүйе сыйымдылығының белгілі мәндерінде (белсенді тұтынушылар саны) төмендейді. Сонымен қатар графиктен белсенді тұтынушылардың белгілі бір санында ұяшық радиусының төмендеу деңгейін көруге болады.

Сымсыз желі үлгілерін зерттеу қарапайым кіріс өлшемдерінен құралған желіні жобалауға мүмкіндік береді, олар: жиілік, таратқыштар қуаты, жүйе сенімділігі, ғимарат салыну тығыздығы және т.с.с. және оның негізгі көрсеткіштерін болжау мүмкіндігін туғызады, сыйымдылық пен тарату аумағы сияқты.

 

 

(M  +E /N) =5,6,7,8,9,10 дБ

4.1 сурет – Ұяшық радиусының ұяшық жүктелуіне тәуелділік графигі

 

 

5 Курстық жұмысты қорғау тәртібі  

 

Толық орындалған және толтырылған курстық жұмыс жетекшіге қорғалудан 2-4 күн бұрын тапсырылады. Курстық жұмыс студентке тексеріліп, мұғалімнің жазбаша ескертпелері мен қорғауға рұқсатымен қайтарылады. Егер курстық жұмыс техникалық тапсырма мен толтырылуы дұрыс болса, егер қабылданған шешімдер жұмысқа жарамды әрі мақсаты лайықты, ал есептеулер тура және тексеру кезінде елеусіз қателер мен кемшіліктер табылса, қорғалу кезінде оңай түзетіле алады. Егер қателер елеулі үлкен болса, онда студент қорғауға рұқсат алмайды және оған жұмысын толықтыру немесе қайта орындау ұсынылады.

Қорғауға толық орындалған және толтырылған мұғалімнің ескертпелері және қажет болған жағдайда, түзетулері бар курстық жұмыс алып көрсетіледі. Жобада жетекшінің қорғауға жіберген қолы болуы керек.

Қорғау студенттің таратқышқа қойылған техникалық талаптарды мақсатқа лайықты жүгезе асыруда көмек еткен алдына қойған мақсаты, негізгі құрылымдық, принципиалды, сұлбалық, есептік және  конструктивті шешімдер туралы қысқа баяндамадан (5-7мин) тұрады. Сонан соң студент екі адамнан құралған комиссия сұрақтарына жауап береді, олардың бірі қорғалушы студенттің жобасының жетекші-мұғалімі. Қорғалудан соң комиссия баға жөнінде шешім қабылдап, оны студентке жеткізеді.

 

 Әдебиеттер тізімі 

1. Тихвинский В.О. Сети подвижной связи третьего поколения. Экономические и технические аспекты развития в России. –М. : Радио и связь, 2001.

2. Спутниковая связь и вещание: Справочник, под. Ред. Л.Я. Кантора.- М.: Радио и связь, 1997.

         3. CDMA: прошлое, настоящее и будущее / Под ред.проф. Л.Е.Варакина и проф. Ю.С. Шинакова. – Москва: МАС, 2003.

4.     Бабков В.Ю., Вознюк М.А. , Дмитриев В.И. Системы мобильной

связи / СпбГУТ.- СПб., 1999.

         5. В.В.Величко. Передача данных в сетях мобильной связи третьего поколения. – М.: Радио и связь, Горячая линия – Телеком, 2005. – 332с.

6.            Андрианов  В.И.,  Соколов А.В.  Сотовые,  пейджинговые  и  спутниковые средства связи.- СПб.: БХВ Петербург Арлит, 2001.

7.            Громаков Ю.А. Стандарты и системы подвижной радиосвязи. - М.: Радио и связь, 1999.

8.            Соколов А.В.,Андрианов В.И. Альтернатива сотовой связи: Транкинговые системы. – СПб.: БХВ Петербург, 2002.

9.            Коньшин  С.В.  Транкинговые системы радиосвязи:  Учебное пособие. -Алматы: АИЭС, 2000.

10.    Коньшин С.В. Системы подвижной радиосвязи. Методические указания к выполнению   курсовой   работы   для   студентов   специальности   Радиосвязь, радиовещание и телевидение. - Алматы: АИЭС, 2001.

         11.Коньшин     С.В.,     Сартбаев     А. Д.     Системы     подвижной     радиосвязи. Методические указания к практическим занятиям для студентов специальности 38.05 - Радиосвязь, радиовещание и телевидение: Учебное пособие. - Алматы: АИЭС, 2001.

        12.Коньшин С.В., Сабдыкеева Г.Г.  Теоретические основы систем связи с подвижными объектами.: Учебное пособие. - Алматы: АИЭС, 2002.

          13.Коньшин С.В. Подвижные телекоммуникационные радиосистемы: Учебное пособие. - Алматы: АИЭС, 2003.

          14.Коньшин С.В., Ким Д.О. Системы подвижной радиосвязи. Метод, указания к лабораторным работам для студентов очной и заочной форм обучения специальностей   380200-Многоканальные   телекоммуникационные   системы, 380300-Радиотехника,    380500-Радиосвязь,    радиовещание    и    телевидение, 380700-Системы    и    средства    подвижной    связи,    380900 Радиосвязь    и радионавигация. - Алматы: АИЭС, 2004.

    15. Многоканальные системы передачи: Учебник/ В.И. Кириллов. – М.: Новое поколение, 2002. – 751 с.

   16. Многоканальные системы передачи: Учебник для вузов/ Н.Н. Баева, В.Н. Гордиенко, С.А. Курицын и др. Под ред. Н.Н. Баевой и В.Н. Гордиенко. – М.: Радио и связь, 1997.

Мазмұны

 

1 Курстық жұмысқа жалпы талаптар 2 Курстық жоба тақырыптары 3 Шартты белгіленулер, қысқартулар және терминдер тізімі 4 Байланыс желісінің негізгі өлшемдерін есептеу мысалдары 4.1 Тура қосылу 4.2 Кері қосылу 4.3 Базалық станция сыйымдылығын талдау 4.4 Ұяшық радиусын зерттеу 5 Курстық жұмысты қорғау тәртібі   Әдебиеттер тізімі

3 3 4 5 5 12 14 16 21 22