Расчет параметров системы связи стандарта GSM-R

При проектировании сети подвижной связи зона покрытия определяется мощностью поля, создающего сигнал в антенне, установленной на крыше подвижной единицы (или в терминале подвижного абонента). Требование по минимальному значению уровня сигнала на входе приемника с определенной вероятностью должно выполняться в пределах всей зоны покрытия. Фактическое значение уровня сигнала зависит от флуктуаций, вызываемых естественными условиями распространения.
В системе GSM-R должны обеспечиваться требуемые значения вероятности связи и уровня сигнала на входе приемника, что зависит от характера передаваемых сообщений и качества (надежности) связи. Эти значения приведены в таблице 2.3.
Таблица 2.3 – Требуемые значения уровня сигнала
Тип системы связи Вероятность связи в зоне покрытия, % Уровень мощности радиосигнала, дБмкВ/м (дБм)
Передача речи и данных, некритичных с точки зрения безопасности 95 38,5 (–98)
Передачи данных систем управления движением поездов

со скоростями ≤ 220 км/ч 95 41,5 (–95)
со скоростями > 220, но ≤ 280 км/ч 95 41,5 (–95)… 44,5 (–92)
со скоростями > 280, но ≤ 300 км/ч 95 44,5 (–92)
со скоростями > 300 км/ч 95 51,5 (–85)
2.1 Расчет модели Окамуры-Хата
В модели Хата эмпирические зависимости и экспериментальные данные, полученные Окамурой, представлены в виде аппроксимирующих формул. Уровень УММС представляется как:
pmr=Pn+g1+g2-a1-a2-aMxf, r,hБС,hАС,
где Pn = 50 дБм – уровень мощности передатчика;
g1 = 10, g2 = 0 дБи – коэффициенты усиления передающей и приемной антенн соответственно;
a1 = 2, a2 = 0 дБ – потери в фидере передающей и приемной антенн соответственно;
aMх(f, r, hБC, hAC) – суммарное ослабление сигнала при распространении для модели Хата при статистическом учете параметров местности (а выражено в дБ, r – в км.), для пригородной зоны
aMxf, r,hБС,hАС=A+B∙lgr-C.
Здесь аппроксимирующие коэффициенты:
A=69,55+26,16lgf-13,82lghБС-ahАС;
B=44,9-6,55∙lghБС;
C=2∙lgf282+5,4;
α(hАС) – параметр, учитывающий влияние высоты антенны АС. Для крупных городов этот параметр слабо зависит от частоты, для средних и малых городов этот параметр зависит от частоты:
ahАС=1,1∙lgf-0,7∙hАС-1,56∙lgf-0,8.
В формулах для аппроксимирующих коэффициентов f = 1500 МГц – частота излучения БС; hБС = 80 м, hAC = 2 м – высоты установки антенн БС и АС соответственно.
Произведем расчеты
A=69,55+26,16∙lg1500-13,82∙lg80-7=119,3;
ahАС=1,1∙lg1500-0,7∙4-1,56∙lg1500-0,8=7;
B=44,9-6,55∙lg80=32,4;
C=2∙lg1500282+5,4=12,9;
aMxf, r,hБС,hАС=119,3+32,4∙lgr-12,9=106,4+32,4∙lgr.
Тогда
pmr=50+10-2-106,4-32,4∙lgr=- 48,4-32,4∙lgr.