Все-симки.ру Основные особенности распространения радиоволн в системах мобильной связи
Типовая модель системы мобильной связи включает в себя одну или несколько поднятых антенн базовой станции, относительно короткий участок радиотрассы прямой видимости (LOS), несколько радиотрасс с переотражениями, т.е. трасс непрямой видимости (NLOS), а также несколько антенн подвижных станций. Структура такой системы показана на рис.1.3
Рис 1.3
Размеры макросот, как правило, больше километра. Мощность передающей станции превышает 10 Вт. Коэффициент усиления передающей антенны – 10-20 дБ. Макросоты плохо изолированы одна от другой. Распространение сигнала внутри макросоты характеризуется большим временным рассеянием. В пределах макросоты находится большое число рассеивателей, распространение имеет многолучевой характер.
Микросоты имеют размеры 0,1-1 км. Типичная мощность передатчика базовой станции более 1 Вт. Используются передающие антенны с коэффициентом усиления 5-10 дБ. Микросоты хорошо изолированы одна от другой. Для сигналов, распространяющихся внутри микросоты характерны небольшие временные задержки. Присутствуют как открытые, так и закрытые трассы. При связи с подвижным объектом наблюдаются значительные замирания сигнала (до 20-30 дБ), связанные с изменением условий распространения радиоволн.
Пикосоты (офисы, магазины, железнодорожные станции, аэропорты) имеют размеры 10-200 м. Антенна базовой станции располагается либо вне здания, либо внутри него. В последнем случае часто используются распределенные антенные системы. Коэффициенты усиления антенн около 2 дБ. Для пикосот характерно очень малые времена задержки сигнала.
Рис.1.4
В большинстве случаев радиосвязь ведется в отсутствие прямой видимости. В этих условиях может существовать более одного пути распространения радиоволн между базовой и мобильной станциями.
Такое распространение называется многолучевым. Радиоволны приходят в точку приема в результате многократного отражения от зданий и других объектов. Трасса распространения радиоволн, как правило, нестационарная, что связано либо с перемещением мобильной станции, либо с перемещением других подвижных объектов, например, автомобилей. Распространение радиоволн в подобных условиях характеризуется следующими основными эффектами: замираниями, связанными с многолучевостью; затенением (или экранированием); временным рассеянием; доплеровским рассеянием и потерями при распространении. Рис. 1.4 иллюстрирует многолучевой характер распространения радиоволн между базовой и мобильной станциями. В результате многократного отражения радиоволн от различных объектов при работе передатчика в режиме непрерывного излучения создается сложная интерференционная картина, приводящая к замираниям принимаемого сигнала.
При работе передатчика в импульсном режиме многолучевое распространение может приводить к тому, что в точке приема наблюдаются сигналы с различными временными задержками. Накладываясь один на другой, они могут приводить к заметному искажению сигнала (межсимвольной интерференции). Это явление называется временным рассеянием сигнала.
Основными характеристиками временного рассеяния являются верхняя граница временного рассеяния и среднеквадратичное значение временного рассеяния.
Замирания на трассе можно разделить на долговременные (усредненные) и кратковременные (быстрые). Если усреднить быстрые замирания, связанные с многолучевостью, остается неселективное затенение. Причиной этого явления являются особенности рельефа местности вдоль трассы распространения радиоволн.
Алгоритмы кодирования и декодирования, методики защиты информации
При передаче сообщений посредством радиоволн, необходимо преобразование обычной звуковой информации. Изначальный сигнал подвергается нескольким последовательным трансформациям, в том числе кодируется. Затем передается. А на принимающем устройстве осуществляется его декодирование и преобразование в аналоговую форму.
Кодирование сигнала при радиопередаче используется для нескольких целей. Одна из них – повышение помехоустойчивости. Это необходимо, так как на радиосигнал во время его перемещения воздействуют различные физические явления. Они могут изменять данные, вносить в них ошибки.
Поэтому к каждому сообщению добавляют определенное количество битов, между значениями которых имеется заданная алгебраическая взаимосвязь. Анализ этих данных с помощью встроенного декодера дает возможность системе обнаружить и исправить ошибки, возникшие при передаче радиосигнала.
У силовых ведомств, частных служб охраны и безопасности, а также других организаций возникает необходимость защитить данные от несанкционированного доступа. Применяется два основных метода: дискретизация с шифрованием, а также аналоговое скремблирование.
Дискретизация с шифрованием объединяет наиболее прогрессивные методы закрытия речи связанные с переводом сигнала в цифровой вид. Используются различные криптографические алгоритмы. Чаще всего применяются вокодеры с линейным предсказанием речи (ЛПР). Кусочно линейная аппроксимация процесса является основой используемого алгоритма.
В целом же существует два основных подхода к шифрованию речи, передаваемой в цифровом виде:
В средствах аналогово связи защита данных достигается за счет использования аналоговых скремблеров. Они трансформируют первоначальный звуковой сигнал в неразборчивую смесь звуков, что не позволяет злоумышленникам понять смысл передаваемых данных. Применяются следующие виды преобразования:
Одним из критериев оценки эффективности работы скремблера является остаточная разборчивость – это параметр характеризует возможность дешифрации данных техническими средствами и оценивается в процентах восстановленной информации. При простых и недорогих методах защиты может составлять от 10 до 50%.
В чем разница между обычными радиоволнами и радиоволнами сотовых телефонов
Электромагнитный спектр включает в себя различные радиоволны, установленные в определенных полосах частот, которые позволяют осуществлять радио-, телевизионную, микроволновую и другие виды передач в этих полосах. Каждая из этих частот состоит из пакета заряженных фотонов, которые распространяются в виде волн с разными вибрирующими частотами, выраженными в герцах. Немецкий физик Генрих Герц впервые доказал существование электромагнитных волн, теоретизированных другим ученым. Полосы частот радио и мобильных телефонов могут передавать как аналоговые, так и цифровые сигналы.
Электромагнитный спектр включает в себя различные полосы излучения, которые вибрируют на разных частотах. Каждый из этих конкретных видов излучения измеряется в единицах герцовых циклов в секунду. В дополнение к радиоволнам и микроволнам, спектр EM также включает инфракрасное излучение, видимый свет, ультрафиолетовое излучение, рентгеновское излучение и гамма-излучение.
Радиопередача – это электромагнитное излучение, состоящее из электрических и магнитных полей, перпендикулярных друг другу. Они оба двигаются как волна, вращаясь с определенной частотой. Энергия в волне движется вперед и назад между магнитным и электрическим полями. Радиосигнал распространяется от своей точки передачи в сферической форме, как и в случае высокочастотных радиоволн в виде более сфокусированного, более узкого луча. Радиочастотный диапазон начинается с предельно низкой частоты в 3 Гц и простирается до чрезвычайно высокой частоты в 300 ГГц.
Сотовые телефонные сети используют несколько диапазонов электромагнитного спектра, один из которых называется УВЧ, или сверхвысокой частотой, иногда называемой микроволновым. Диапазон частот для микроволнового излучения составляет от 300 мегагерц до 300 ГГц. Волны УВЧ также используются в радарах, микроволновых печах и беспроводных локальных сетях. Микроволны на электромагнитном спектре могут быть далее разделены на различные полосы в зависимости от частоты.
Радио- и микроволновые передачи распространяются не так, как они исходят. Радиоволны имеют более низкую частоту и большую длину волны по сравнению с волнами сотового телефона, работающими на более высоких микроволновых частотах. Микроволны могут нести больше информации, чем радиосигналы, и передаются в более узких лучах, которые могут быть направлены и сфокусированы в большей степени, чем радиоволны.
Сигналы сотового телефона передаются в двух диапазонах: один – от 800 до 900 мегагерц, а другой – от 1,8 гигагерц до 1,95 ГГц. Сигналы с сотового телефона передаются на базовую станцию, которая передает их на следующую станцию или другие приемники в своей сети. Радиосигналы между сотовым телефоном и сетью изменяются по силе в зависимости от занятости сети.
© vse-simki.ru
Математические модели и алгоритмы распространения радиоволн в сотовых сетях мобильной связи
МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ И АЛГОРИТМЫ РАСПРОСТРАНЕНИЯ РАДИОВОЛН В СОТОВЫХ СЕТЯХ
МОБИЛЬНОЙ СВЯЗИ
Попов Валентин Иванович Скуднов Владимир Алексеевич
Васильев Алексей Сергеевич
Рижский технический университет, г. Рига, Латвия
MATHEMATICAL MODELS AND ALGORITHMS OF RADIO WAVE PROPAGATION IN CELLULAR MOBILE COMMUNICATION NETWORKS
V.I. Popov V.A. Skudnov A.S. Vasiljev
Riga Technical University, Riga, Latvia
АННОТАЦИЯ
Проблема обеспечения равномерного радиопокрытия зон обслуживания и связанной с этим высокой надежности систем мобильной радиосвязи в стандартах 3G и 4G требует большого внимания при проектировании сотовых сетей мобильной связи. Одной из основных задач на первом этапе проектирования является математическое моделирование распространения радиоволн в условиях влияния окружающей среды.
В работе представлена классификация математических моделей распространения радиоволн в системах сотовой мобильной связи, приводится алгоритм расчета мощности радиосигнала в точке приема в зависимости от расстояния между мобильной и базовой станцией (реализованный в программе Mathcad), указаны факторы и условия среды, влияющие на распространение радиоволн.
ABSTRACT
Problem ensuring uniform radio coverage of service areas and the associated reliability of mobile radio systems in the 3G and 4G standards requires a lot of attention in the design of cellular mobile networks. One of the tasks of the first phase of the design is the mathematical modeling of radio wave propagation under the influence of environment.
In this work is examined the classification of mathematical models of radio wave propagation in cellular mobile communication systems, the algorithm of calculating of the radio signal strength at the receiving point depending on the distance between the mobile and the base station (realized in Mathcad’s program) and are given factors and conditions which influence affect radio wave propagation.
Ключевые слова: сотовые сети, мобильная связь, распространение радиоволн, математические модели и алгоритмы.
Keywords: cellular networks of mobile communication, radio wave propagation, mathematical models and algorithms.
ВВЕДЕНИЕ
В настоящее время проблеме распространения радиоволн (РРВ) в сотовых сетях мобильной связи (ССМС) посвящено большое количество трудов. В них приводятся различные методы классификации математических моделей РРВ в дециметровом и сантиметровом диапазонах, используемых в ССМС.
В зависимости от влияния окружающей среды, для моделирования РРВ могут использоваться как детерминированные, так и статистические методы; кроме того, могут приме-
няться также полудетерминированные, полуэмпирические, эмпирические модели.
Детерминированные математические модели базируются на использовании физических законов РРВ. Расчет основан на одно-, двух- и многолучевых моделях РРВ. В них учитываются факторы влияния препятствий на трассе распространения радиосигнала и местные условия в радиоканале (рис. 1): ослабление в свободном пространстве, отражение от объектов, дифракция на препятствиях, поглощение, преломление и кросс-поляризация электромагнитных волн (ЭМВ).
Рис. 1. Влияние препятствий на пути от базовой (БС) до мобильной (МС) станции
на распространение радиосигнала
В статистических математических моделях могут использоваться, прежде всего, результаты экспериментальных исследований РРВ в статистически неоднородной трассе и обобщенные статистические формулы затухания радиосигнала в различных типах окружающей среды (городская, пригородная, сельская застройка, лесные массивы и пр.).
Полуэмпирические и эмпирические модели основываются на представлении затухания на трассе РРВ в виде ряда, включающего различные подобранные (на основании экспериментов) корректирующие эмпирические коэффициенты. Точность расчета при использовании таких моделей напрямую зависит от корректности корректирующих эмпирических коэффициентов, имеющих значения только в выбранном диапазоне радиочастот и для специфической условий окружающей среды.
Следует подчеркнуть, что с учетом реальных условий для расчета потерь радиосигнала на трассе при распространении ЭМВ вдоль земной поверхности также широко используются результаты экспериментальных исследований. Например, на их основе были разработаны математические модели РРВ в статистически неоднородной среде (со своим законом затухания для различных типов местности), кото-
рые позволяют рассчитать медианное значение мощности в зависимости от расстояния до точки приема при конкретных условиях мобильной связи (например, рекомендации ГГО^ и СЕРТ). Комбинированные методы сочетают в себе отдельные черты детерминированных и статистических математических моделей РРВ. Так модели зон радиопокрытия, получаемые на основе данных методов, могут применяются для более точного расчета характеристик радиосигнала в некоторых отдельных ситуациях.
Большинство операторов мобильной связи в настоящее время использует для проектирования и мониторинга ССМС программные продукты, основанные на вышеперечисленных моделях. Однако несовершенство компьютерных карт местности для зон обслуживания и усреднение величин потерь на трассе при численных расчетах приводят к относительно большим погрешностям. В последнее время применение технологий ГИС (географических информационных систем) (рис. 2), работающих на основе использования географической базы данных, позволяет повысить точность моделирования РРВ на трассе радиосвязи и оценить конкретные условия местоположения подвижных абонентов.
I _I _■ И”””‘1 PTviTWH
Рис. 2. Свободная геоинформационная система (ГИС) gvSIG [5]
1. КЛАССИФИКАЦИЯ МАТЕМАТИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ РРВ В ССМС
Рассмотрим математические модели РРВ в сетях мобильной связи с учетом типовых условий и режимов распространения. В таблице 1.1 приведены наиболее характерные режимы РРВ между базовой (БС) и мобильной (МС)
станциями в реальных сотовых сетях, на основе которых будет рассмотрена классификация математических моделей, определяющих зависимость мощности радиосигнала в точке приема.
В таблице использованы следующие обозначения: – R (reflection) – отражение,
– EMW (electromagnetic wave) – электромагнитная сти; волна (ЭМВ), –
– LOS (line-of-sight) – РРВ в условиях свободного -пространства,
– NLOS (non-line-of-sight) – РРВ вне прямой видимо-
D/EMW (diffraction of EMW) – дифракция ЭМВ, A/EMW (attenuation of EMW) – затухание ЭМВ.
Таблица 1.1
Характерные режимы РРВ между БС и МС в ССМС
Условия
Режим РРВ, модель, тип соты
Однолучевой режим LOS макросота
Двухлучевой режим
LOS R/EMW макросота
Многолучевой режим
LOS NLOS D/EMW ERj/EMWJ микросота, пикосота
Многолучевой режим в условиях плотной городской застройки
Модель Lee LOS NLOS ERj/EMWJ макросота
Многолучевой режим в условиях плотной городской застройки
Модель Окитига LOS NLOS ER1/EMW1 микросота, пикосота
Многолучевой режим в условиях плотной городской застройки
Модель Okumura-Hata LOS NLOS ER1/EMW1 микросота, пикосота
Многолучевой режим в условиях плотной городской застройки
Модель COST 231-Hata LOS NLOS ERj/EMWJ микросота, пикосота
Многолучевой режим в условиях города
Модель Walfisch-Ikegami LOS NLOS EDj/EMWJ макросота, микросота, пикосота
Многолучевой режим в условиях плотной городской застройки
Модель Hata-Davidson LOS NLOS ER1/EMW1 микросота, пикосота
10
11
Сквозное РРВ в лесном массиве
Полудетерминированная модель LOS1 A/LO SF Lateral/EMW LOS2 микросота, пикосота
РРВ в свободном пространстве при отражении от лесного массива
Детерминированная модель NLOS ER1/EMW1 микросота, пикосота
В данной работе, как следует из таблицы 1.1, рассмотрены 11 математических моделей, приближенно описывающих зависимость мощности радиосигнала в точке приема от расстояния между БС и МС при заданных параметрах приемопередающих устройств и их антенных систем при различных условиях окружающей среды. Определение
мощности сигнала в точке приема при варьировании расстояния позволяет при известной чувствительности приемного устройства МС P . определить максимальный радиус соты Rmax (для режима downlink) (рис. 1.1), что и является одной из главных задач планирования радиопокрытия зоны обслуживания ССМС.
-20 –
-^Ю
£ а
-60
-120
: 1 1 1 1 1 1 1 1 1
Модель Okunnura-Hata Pr min = -SI dBm
……….г……… 1 1 —
1 1 1 1 1 1 1 1 1
1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
1 I 1 1 1 1 1 1 1 1
– 1 1 1 1 1 1 1 1
1 1 1 1 1 1 1
1 1 1 1 1 1
1 1 1 , 1 ‘ ‘ 1 1 1. —— 1 1 1
1 1 1 1 1 1 1 – 1
1 1 1 1 1 1 1 1 1
1 1 1 1 1 1 1 1
г, km
Рис. 1.1. Определение максимального радиуса соты по модели
Okumura-Hata (Pr min = -81 дБм, Rmax = 1.021 км) [2] –
2. МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ РРВ В ССМС –
В таблице 2.1 приведены математические модели [1-17], –
определяющие мощность гармонической электромагнитной –
волны, излучаемой антенной базовой станции в точке прие- –
ма мобильной станции при следующих параметрах: –
– Pt – мощность излучения антенны БС (заданная вы- –
ходная мощность передатчика БС при условии согласования –
выхода передатчика и входа антенны, КПД антенны БС рав- –
но единице), дБм; 1 км.
f – средняя частота рабочего диапазона, МГц;
X – рабочая длина волны, м;
Gt, Gг – коэффициент усиления антенны БС, МС;
Ц, Ь – высота подъема антенны БС, МС, м;
г – расстояние от БС до точки приема МС, км;
^ – нормирующая частота, ^ = 1 МГц;
Х0 – нормирующая длина волны, Х0 = 1 м;
Ь0 – нормирующая высота, Ь0 = 1 м;
г0 – нормирующее расстояние между БС и МС, г0
Таблица 2.1
Математические модели РРВ в ССМС
№
Модель, сота
Формула расчета мощности в точке приема Pr
Однолучевая модель
LOS
Pr LOS = Pt 101§ Gt 101§ Gr – 20 !g(4^) 20 lg
Я
0
– 201g
( 3 Л r-103
r LOS ~ ” t ^ 1XJ ‘6ut 1 ^ r
V 0 /
где Pr los – мощность сигнала в точке приема МС в условиях свободного пространства, дБм;_
< 0,
Pr = PrLOS 10 lg ^, дБм
,2
(
у «1 R 2R ■ cos
р 4л ■
ht ■hr Л Я^r-103 )
Двухлучевая модель
LOS¡ R/EMW
0.8r > r > 18
P « P 101g G 101g G 20 lg r t t r
f h Л t
h
hthr Я
20 1g
0
fh Л
h
0
– 40 1g
с 3 Л
r ■ 103
0
дБм
V У
где у – величина определяемая как функция от электрических параметров земной поверхности;
Я – коэффициент отражения, Я < 1;
Ф – угол отражения, обычно ф = 3.142 рад;_
Pr = PrLOS -10 ■ n ■ 1g
( r
v 0 )
(± ), дБм
Многолучевая модель
LOS NLOS D/E MW LR/EMW,
где п – экспонента затухания (таблица 2.2);
– случайная величина при нормальном (гауссовом) распределении и с нулевым средним, отражающая условие ослабления сигнала, вызванного его замираниями; в случае отсутствия замирания = 0;
Таблица 2.2
Среда распространения Экспонента затухания n
Свободное пространство (LOS) 2
Пригород (LOS/NLOS) 2.7-3.5
Город (NLOS) 3-5
Pr = Pr0 -10^ 1g
( r
ап =
f h Л ht
vhtn0 )
r
v n 0 ) Л v
h
– 10n ■ 1g
f
( f
Jn0 ,
r
vhrn0 )
PtmW ■10
10
3 Л
1g (a0
дБм
P
tn0
Gt ■ Gr
дБм
)
v =
Модель Lee
LOS LR/EMW,
í2,
если hr > 10 м если hr < 3 м
где Pr – медианный уровень мощности в точке приема при РРВ (point-to-point), дБм; а0 – фактор коррекции параметров, дБм; Ptmw – мощность передатчика БС, мВт;
Pr0 – номинальные потери на номинальном расстоянии r0 (таблица 2.3), дБм; у – коэффициент коррекции потерь за счёт расстояния (таблица 2.3); n – коэффициент коррекции частоты, зависящий от среды, рекомендованные параметры указаны в таблице 2.4, 2 < n < 3;
v – коэффициент коррекции высоты поднятия антенны МС;
fn0 – номинальная рабочая частота, fn0 = 900 МГц;
Ptn0 – номинальная мощность передатчика БС, Ptn0 = 10 Вт;
htn0 – номинальная высота подвеса антенны БС, htn0 = 30.48 м;_
r
1
0
2
r
3
2
4
4
hrn0 – номинальная высота антенны приемника (МС), Ь.т0 = 3 м; гп0 – номинальное расстояние между БС и МС, тп0 = 1.6 км;
Таблица 2.3
Среда распространения Pro, дБм в
Свободное пространство -45 2
Сельский район -49 4.35
Пригород -61.7 3.84
Город -70 3.68
Метрополитенский район -84 3.05
Таблица 2.4
Среда распространения, частота f n
Открытое пространство, село, пригород f < 450 MHz 2
Пригород, метрополитенский район f > 450 MHz 3
Ограничения модели:
диапазон рабочих частот: /= 150-1920 МГц; высота подъема антенны БС: ht = 30-1000 м; высота подъема антенны МС: hr = 1-10 м; расстояние между БС и МС: г = 1-100 км;
Ьп = ^ЮБ – Ати (/, г) Н) Н(нг) С
area
, дБ
Pr = Pr LOS – Amu (f ‘r ) H(ht ) H(hr ) Garea > дБм
i)
Hh = 20 lg
h n
v tn 0 y
дБ
Модель Okumura
LOS LR/EMW,
H
(r )
(
10lg
h
Л
r
20 lg
h 0
v rn0 y
f h
_r_
h
Л
если h < 3 м r
если 3 < h < 10 м r
, дБ
гп0 у
где Ьг( – затухание на трассе, дБ;
Ати /, г) – составляющая затухания в городе при заданной частоте /и расстоянии г
между БС и МС (определяется по графику 2.1), дБ;
Н(Н) – коэффициент усиления антенны БС, дБ;
Н (Нг) – коэффициент усиления антенны МС, дБ;
Н1п0 – номинальная высота подвеса антенны БС, Н1п0 = 200 м;
Нгп0 – номинальная высота приемной антенны МС, Нгп0 = 3 м;
Сагеа – корректирующий фактор затухания в зависимости от типа местности,
определяемый по графику 2.2, дБ;_
h
t
5
100 200 300 500 700 1 000 2 000 3 000
f.MHz
Рис. 2.1. Составляющая затухания в городе
— Открытое пространство 35 —–Квазиоткрытое пространство
— Пригород
f.MHz
Рис. 2.2. Корректирующий фактор затухания
Ограничения модели:
диапазон рабочих частот:/= 150-1500 МГц; высота подъема антенны БС: кг = 30-200 м; высота подъема антенны МС: кг = 1-10 м; расстояние между БС и МС: г = 1-20 км;
Модель Okumura-Hata
LOS LR/EMW,
P
r Hata
= Pt -69.55 -26.16lg
‘ f ^ f
f0
f и W f
44.9 – 6.55 lg
v h0 jj
lg
V r0 j
fu
13.82 lg
v h0 j
a(f, hr) K (f)
где а /,кг) – поправочный коэффициент для высоты антенны МС (таблица 2.5), дБ; К / – составляющая потерь в зависимости от среды (таблица 2.6), дБ;
Таблица 2.5_
Среда распространения
a(f,hr), дБ
r
t
t
Открытое пространство, пригород, город
Метрополитенский район, f < 300 МГц
Метрополитенский район, f > 300 МГц
1.1 lg
г f л
v f0 j
– 0.7
• hr –
1.56 lg
г f л
v f0 j
– 0.8
8.29
lg
1.54-
‘r0 j
-1.1
3.2
lg
11.75-
r0 j
– 4.97
Таблица 2.6
Среда распространения
Открытое пространство
Пригород
Город, метрополитенский район
K(f), дБ
4.78
lg
‘ f ^ v f0 j.
2
-18.33 lg
f л
v f0 j
40.94
5.4
0
Ограничения модели:
диапазон рабочих частот:/= 150-2000 МГц; высота подъема антенны БС: ^ = 30-200 м; высота подъема антенны МС: кг = 1-10 м; расстояние между БС и МС: г = 1-20 км;
Pr = Pt – A – B lg
г f_л f0
fu
vj 0 j
Г к Л
44.9 – 6.55 lg
t
v h0 j
13.82 lg lg
v h0 j
a(f,hr )-
г л r
, дБм
– C
Модель COST 231-Hata
LOS ZR/EMW,
if, hr )=
г г f л
1.1lg
Л
v r0 j
f
f0
– 0.7
vj0 j
• hr –
156 lg
г f л
v f0 j
– 0.8
дБ
где А – постоянная составляющая потерь (таблица 2.7), дБ; В – коэффициент коррекции частоты (таблица 2.7); а /,кг) – поправочный коэффициент для высоты антенны МС, дБ; С – коэффициент коррекции потерь в зависимости от среды (таблица 2.8), дБ;
Таблица 2.7
Частота рабочего диапазона ^ МГц A, дБ B
150 < f < 1500 69.55 26.16
1500 < f < 2000 46.33 33.9
Таблица 2.8
Условия распространения C, дБ
Открытое пространство, пригород, город 0
Метрополитенский район 3
Модель Walfisch-Ikegami LOS/NLOS EDi/EMWi
Ограничения модели:
диапазон рабочих частот: / = 800-2000 МГц; высота подъема антенны БС: кг = 4-50 м; высота подъема антенны МС: кг = 1-3 м; расстояние между БС и МС: г = 0.02-5 км;
2
h
r
2
h
г
2
2
t
7
los1 a/losf l
ateral/EMW LOS2
(таблица 2.14);
Таблица 2.14
Рабочая частота f, МГц amF, дБ/м ç(r)
900 0.185 1001
1800 0.36
11
Модель РРВ в
свободном пространстве при отражении от лесного массива [17] NLOS ZR/ EMW,
p – Pr
Gt
G -X r
F
– a
Ы
M2
!vf r 2
r
2
-dV, Вт
– V„
12 0
где (в) – диаграмма направленности передающей антенны, (в) = 1 для
всенаправленных антенн;
Ур – объем лесного массива, м3;
У0 – нормирующий параметр объема, У0 = 1 м3;
Ф – угол между направлением падения радиоволны на отражающую поверхность леса и направлением отраженного луча,
а(ф) – удельная эффективная площадь рассеяния единицы объема, м2 г1 – расстояние от передатчика БС до лесного массива, км;
г2 – расстояние от лесного массива до антенны приемника МС, км;_
3. АЛГОРИТМ ЧИСЛЕННОГО РАСЧЕТА РРВ В ССМС На основании выше рассмотренных математических моделей РРВ в ССМС был разработан алгоритм численного расчета, который представлен на рис. 3.1. Для на-
хождения величины мощности сигнала в точке приема для каждой модели используются формулы из таблицы 2.1 и задаются исходные параметры, являющиеся стандартными для широко используемых БС и МС в ССМС.
Алгоритм расчета РРВ в ССМС
Ï
Исходные фиксированные параметры
Pt, Pr min, Gt, Gr, ht, hr, S
Расчет максимального радиуса соты Rmax
Исходные переменные параметры
f, r
Расчет мощности в точке приема Рг с использованием математических моделей РРВ
CD
о
о
5 >
CÛ
CD
О
л ^
CD
S
ГО X го ■M ГО X
S го tn
О U
s Si
s s
1 1
-е
о >
.0
ь га X
А ^
CD
g
а
CD
g
Расчет максимального радиуса соты Rm
Ввод
Pr(l-), Pr min rm
rmax
конец
Вывод
Pr, Rmax
конец
Рис. 3.1. Алгоритм расчета максимального радиуса соты Rшax на основе математических моделей и стандартных параметров БС и МС
Как следует из правой части блок-схемы (рис. 3.1), в зависимости от чувствительности приемника МС Р и
А г тт
соответствующей математической модели, описывающей функцию Р (г), алгоритм программы позволяет рассчитать максимальный радиус соты R .
Пример численного расчета Rmax на основе алгоритма (рис. 3.1) в программе Mathcad.
Для оценки влияния окружающей среды и сравнения результатов, получаемых с использованием приведенных выше математических моделей РРВ, в программе Mathcad был реализован численный расчет зависимости мощности в точке приема Рг (г) как функции от расстояния между БС
и МС (рис. 3.2) для режима downlink при следующих параметрах:
– заданная выходная мощность передатчика БС: Pt = 50 Вт (47 дБм);
– частота рабочего диапазона: f = 900 МГц (X = 0.33
м);
– коэффициенты усиления антенн БС и МС: Gt = 10, G = 1.
r
При расчете учитывались окружающие условия, специфические для каждой математической модели, указанной в таблице 2.1.
0
Pr LOS(r) – 10
Pr TR(r) – 20
Pr MR(r) – 30 ООО
Pr Lee( P
(r) – 40 r Okum(r) _ 50
Pr OH
( r)
– 60
P
r C231
(r)
– 70
Pr Wl(r)
чАА/
Pr HD
(r)
– 80
– 90
– 100
– 110
0 0.625 1.25 1.875 2.5 3.125
r, r, r, r, r, r, r, r, r
3.75
4.375
Рис. 3.2. Сравнение мощности сигнала в точке приема для 9 моделей РРВ как функций от расстояния между БС и МС (r, км) (в режиме downlink)
5
Как следует из графика 3.2, с увеличением расстояния между БС и МС мощность в точке приема резко меняется в зависимости от условий РРВ. Например, при расстоянии г = 3 км, Рг = -44 дБм для режима LOS, а в условиях плотной городской застройки (модель Walfisch-Ikegami) — Рг = -95 дБм. В зависимости от чувствительности приемника МС (Р .), условия устойчивой радиосвязи могут нарушаться: так, если Рг тЬ = -93 дБм, то сигнал от БС, распространяющий-
ся по модели Walfisch-Ikegami, не будет принят приемником МС).
Для сравнения графиков (рис. 3.2) приведены экспериментально полученные зависимости P (r) (рис. 3.3) для городов Филадельфия, Нью-Йорк и Токио, отличающихся очень плотной городской застройкой. Из графика 3.3 следует, что зависимость Pr (r) для Филадельфии приближенно описывается моделью Lee, а для Токио — моделью COST 231-Hata.
Рис. 3.3. Зависимость мощности сигнала в точке приема от расстояния между БС и МС (г, км) в указанных городах [11]
В таблице 3.1 обобщены рассчитанные значения макси- двух значения чувствительности приемного устройства МС: мального радиуса соты для конкретных моделей РРВ при Рг = [-81; -100] дБм.
Таблица 3.1
Максимальный радиус соты Rшax0
при заданных параметрах чувствительности приемника МС
Математическая модель R , км при P = -81 дБм R , км при P = -100 дБм
Однолучевая модель 210.253 1873.883
Двухлучевая модель 19.911 59.452
Многолучевая модель 3.536 15.202
Модель Lee 2.818 11.827
Модель Okumura 2.077 9.141
Модель Okumura-Hata 1.255 4.584
Модель COST 231-Hata 1.026 3.748
Модель Walfisch-Ikegami 1.253 3.962
Модель Hata-Davidson 2.526 8.837
ВЫВОДЫ
1. В работе рассмотрены достаточно простые математические модели РРВ в ССМС, позволяющие на инженерном уровне по разработанному алгоритму, используя программу Mathcad, рассчитать максимальные радиусы сот с учетом влияния окружающей среды.
2. Все математические модели приведены к функциональной зависимости мощности в точке приема Pr (Pt, Gt, Gr, f, ht, hr, r). При этом, в отличие от рекомендованных ITU-R и CEPT, в таблице 2.1 даны строгие с математической точки зрения формулы расчета P. Все выражения от которых берутся десятичные логарифмы приводятся к безразмерному виду путем введения нормирующих параметров. Например, в работе [7] приведена формула (4.1) для модели COST 231-Hata в виде:
L
46.3 ЗЗ.9 • lg ( f )-13.82 • lg ( ht )-а ( hr ) (41) 44.9 – 6.55 • lg (й ) • lg (r ) C
что, во-первых, соответствует затуханию на трассе = 10-^(Р( / Рг) > 0, а не реальному уменьшению уровня сигнала в точке приема с увеличением расстояния между БС и МС; во-вторых, как следует из формулы (4.1), запись математически некорректна, т.к. операции логарифмов без указания основания берутся от размерных величин, что недопустимо. В настоящей работе рассматривается выражение (4.2):
P
rCOST 231
= Pt -46.3-33.9• lg
Г f Л
wo;
13.82 • lg
Г h, Л
44.9 – 6.55 • lg
fo
( f, hr )
Г h Л
а
h
lg
Г r Л
r
V ‘o
– C
(4.2)
записанное строго математически для условия = 10-^(Рг / Р() < 0 и адекватно отражающее физический процесс затухания радиосигнала в пространстве.
3. Как следует из графиков (рис. 4.1), построеных для сопоставления экспериментальных данных (рис. 3.3) с расчетными (рис. 3.2), зависимость P(r) для Филадельфии описывается приближенно моделью Lee, а для Токио — мо-
делью COST 231-Hata, при этом погрешности обусловлены различием в выборе параметров задачи (высот поднятия антенн БС и МС, коэффициентов усиления антенн, среднего значения высоты зданий и пр.).
– 50
– 60
Pr Philadelphia*-r ) Pr New York(r) – 70
Pr Tokyo (r)
fa’ ‘ ‘ P
– 80
P r C231(r)
öeo
Pr Lee(r)
– 90
100
110
P ■ . r min
1.5
2.5
3.5
Рис. 4.1. Сравнение экспериментальных и рассчитанных значений мощности сигнала в точке приема
4.5
P = P тпс-10• n • lg
r r LOS
( r
0
(4.3)
4. Для оценочных инженерных расчетов функции медианного значения мощности в точке приема P (r) (в режиме downlink) в первом приближении можно пользоваться фор- где r0 — нормирующее расстояние, r0 = 1 км;
мулой (4.3) вида: n – экспонента затухания, в зависимости от условий сре-
ды определяется из таблицы 4.1.
Таблица 4.1
Значения экспоненты затухания для указанный условий среды
1
2
4
5
Cреда распространения Экспонента затухания n
Cвободное пространство (LOS) 2
Город (LOSINLOS) 2.7-3.5
Город (NLOS) 3-5
Например, если P LOS = -60 дБм на расстоянии r = i км от Б^ а при r = 3 км величина мощности в точке приема будет P = -75 дБм, тогда экспериментальная зависимость для Нью-Йорка (рис. 3.3) может быть приблизительно выражена по формуле 4.3 при коэффициенте n равном n = ( -75 60) I ( -10 • 0.48) = 3.125.
5. Разработанный алгоритм и используемая программа Mathcad позволяют после определения максимального радиуса соты в дальнейшем на первом этапе проектирования CCMC рассчитать кластерную структуру зоны радиопокрытия и построить на их основе компьютерную карту зоны обслуживания [i, 2, 13].
ЛИТЕРАТУРА
1. Popovs V., GSM standarta sünu mobilo sakaru sistemas:
Projektesanas problemas. Riga: RTU Izdevnieciba, 2003, 362 lpp.
2. Попов В. И., Основы сотовой связи стандарта GSM. Mосква: Эко-Трендз, 2005, 296 с.
3. Blaunstein N., Radio Propagation in Cellular Networks.
London, United Kingdom: Artech House, 2000, 384 p.
4. COST Action 231, “Digital Mobile Radio Towards Future Generations Systems,” European Commission, Technical Report EUR 18957, 1999, 474 p.
5. gvSIG Association, Portal gvSIG, 2006-2022 [cited-February 20, 2022]. Available at: http://www.gvsig.com/
6. Lee W. C. Y., Mobile Communications Design Fundamentals, 2nd ed. New York, USA: Wiley, 1993, 398 p.
7. Parsons J. D., The Mobile Radio Propagation Channel, 2nd ed. New York, USA: Wiley, 2000, 436 p.
8. Popovs V., Tehniska elektrodinamika, 4. dala: Radiovilnu izplatisanas, Lekcijas. Riga: RTU DzTI, 2003-2005, 74 lpp.
9. Popovs V., Skudnovs V., Vasiljevs A., “Antenna systems of base transceiver stations in cellular mobile networks. Modern state and perspective of development,” in Proceedings of the 56. International Scientific conference of the Riga Technical University, 2022.
10. Попов В. И., Скуднов В. А., Васильев А. С., “Антенны базовых станций в сотовых сетях мобильной связи.
Современное состояние и перспективы развития,” Евразийский Союз Ученых (ЕСУ), №11 (20), часть 3, 2022, с. 138-150.
11. Singh Y., “Comparison of Okumura, Hata and COST-231 Models on the Basis of Path Loss and Signal Strength,” International Journal of Computer Applications, vol.59 (no.11), Dec. 2022.
12. Siwiak K., Bahreini Y., Radio wave Propagation and Antennas for Personal Communications, 3rd ed. London, United Kingdom: Artech House, 2007, 494 p.
13. Весоловский К., Системы подвижной радиосвязи. Москва: Горячая линия-Телеком, 2006, 536 с.
14. Шабунин С. Н., Лесная Л. Л., Распространение радиоволн в мобильной связи. Методические указания по
курсу “Распространение радиоволн и антенно-фидерные устройства в системах мобильной связи”. Екатеринбург: УГТУ, 2000, 38 с.
15. Alim M. A., Rahman M. M., Hossain M. M., Al-Nahid A., “Analysis of Large-Scale Propagation Models for Mobile Communications in Urban Area,” International Journal of Computer Science and Information Security (IJCSIS), vol.7 (no.1), 2022.
16. Утц В. А., “Исследование потерь при распространении радиосигнала сотовой связи,” Вестник Балтийского государственного университета им. И. Канта, №5, 2022, с. 44 – 49.
17. Попов В. И., Распространение радиоволн в лесах. Москва: Горячая линия-Телеком, 2022, 392 c.
ВЛИЯНИЕ РЕАГЕНТА ИНГИБИТОРА КОРРОЗИИ СОНКОР НА ПРОЦЕСС ВЫПАДЕНИЕ СОЛЕЙ В ПЛАСТОВЫХ ВОДАХ ЮЖНО-НЕПРИКОВСКОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ
Елашева Ольга Михайловна
к.т.н., доцент, Самарский государственный технический университет, Самара
Смирнова Людмила Николаевна
к.т.н., доцент, Самарский государственный технический университет. Самара
АННОТАЦИЯ
В работе рассмотрены исследования пластовых вод и отложений Южно-Неприковского месторождения. Определено, что при добавлении реагента Сонкор пластовая вода Южно-Неприковского месторождения имеет склонность к выпадению карбоната кальция.
ABSTRACT
Work examines studies of stratal water and deposits Of the yuzhno-Neprikovskogo layer. It is determined, that during the addition of the reagent Of sonkor stratal water Of the yuzhno-Neprikovskogo layer has a tendency toward the precipitation of calcium carbonate.
Ключевые слова: ингибиторы, реагенты, отложения, водовод, коррозия, Сонкор, индекс Стифа-Девиса.
Keywords: inhibitors, reagents, deposit, water line, corrosion, Sonkor, Stifa- Davis index.
С целью определения влияния ингибитора коррозии Сонкор были проведены исследования пластовых вод и отложений с водовода Южно-Неприковского месторождения. Образцы пластовых вод и отложений были предоставлены для исследования в различное время года. Результаты представлены в таблицах:1,2,3,4.
Исследование пластовых вод и отложений проводились с водовода к нагнетательным скважинам №2 8080, 3440, 4600, 1080 Южно-Неприковского месторождения (ЦГМ, ЦЭРТ-2) ( образцы отобраны в январе). По результатам шестикомпо-нентного анализа и по расчету индекса Стифа-Девиса видно, что вода не насыщена по карбонату кальция (при t = 20 и 40 °С), а при 60 °С происходит пересыщение по карбонату кальция. По сульфату кальция раствор не насыщен (Таблица 1). При добавлении реагента Сонкор 9701 в концентрациях 100 г/т и 200 г/т происходит изменение рН пластовой воды с 4,74 до 5,72, возрастает концентрация ионов Са2 , С1- и SO42-(Таблица 2). При добавлении реагента Сонкор 9701 пластовая вода Южно-Неприковского месторождения склонна к выпадению карбоната кальция.
При анализе твердых отложений образец представлял собой отложения черного цвета в виде больших, очень плотных кусков. При механическом воздействии осадок трудно разрушался. Отложения обрабатывали толуолом для отмыва адсорбировавшейся нефти и асфальтосмолопарафи-новых отложений [1,с.52-53]. При подборе реагентов для удаления нерастворимых солей исследование проводили с обмытыми от органики недроблеными фрагментами отложений. Результаты исследований сведены в таблицу 3.Пол-ное растворение осадка под действием 20-%ного раствора гидроксида натрия указывает на присутствие в отложениях гипса CaSO4*2H2O. Проведены исследования по подбору эффективных реагентов растворителей данных отложений: частичное растворение в ПАФ-13А – 16 %; частичное растворение в Союзе 4000 – 58 %;частичное растворение в МЛ-Супер – 4 %. Таким образом, установлено, что пластовая вода с водовода к нагнетательным скважинам № 8080, 3440, 4600, 1080 Южно-Неприковского месторождения при температурах 20, 40 °С по индексам Стифа -Деви-са не насыщена по карбонату и сульфату кальция. При 60
Особенности радиоволн. сотовая связь
ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ
ПРОЕКТ
Тема: “ОСОБЕННОСТИ
РАДИОВОЛН. СОТОВАЯ СВЯЗЬ”
Мурманск, 2022
СОДЕРЖАНИЕ
Введение…………………………………………………………….3
Особенности распространения
радиоволн…….4
Использование радиоволн……………………………..5
Воздействие радиоволн
на человека…………………6
Принципы работы
сотовой связи……………………….7
Список используемых
источников………………………8
Приложение………………………………………………………..9
ВВЕДЕНИЕ
Радиоволны
– электромагнитные колебания, которые
распространяются со скоростью света,
с частотой от 100 Герц. Радиоволны это всего
лишь один из видов волн. Каждый электроприбор
обладает своим электромагнитным полем,
в котором присутствуют радиоволны. Радиоволны
имеют волновой характер, и постоянно
изменяют свое состояние.
Радиоволны
определяются следующими характеристиками:
1.Частотой – количество колебаний за
период времени в нашем случае за одну
секунду измеряется в Герцах .
2.Амплитудой отклонение от нулевого значения.
3. Модуляция-передача звука с помощью
радиоволн. Проще говоря, человек говорит
слово, и оно имеет свою модуляцию.
ОСОБЕННОСТИ
РАСПРОСТРАНЕНИЯ РАДИОВОЛН
Услoвия рaспрoстрaнения
рaдиoвoлн в этих диaпaзoнaх рaзличны и зaвисят
oт свoйств и сoстoяния aтмoсферы. Нижняя,
нaибoлее плoтнaя чaсть aтмoсферы нaзывaется
трoпoсферoй. Верхняя грaницa трoпoсферы
нaхoдится нa высoте 1С—12 км нaд землей. Дo
высoты 60—80 км рaспoлoженa стрaтoсферa. Выше
нaхoдится иoнoсферa, имеющaя несколько слоев.
Пoд действием сoлнечнoй рaдиaции мoлекулы
гaзa aтмoсферы иoнизируются, т. е. рaспaдaются
нa иoны и свoбoдные электрoны. Иoнизирoвaнный
гaз oблaдaет свoйствoм oтрaжaть рaдиoвoлны.
Степень иoнизaции aтмoсферы зaвисит oт интенсивнoсти
сoлнечнoй aктивнoсти и изменяется в зaвисимoсти
oт времени сутoк и гoдa. Днем и в летнее
время увеличивaются прoвoдимoсть и тoлщинa
иoнизирoвaнных слoев. Нoчью и в зимнее время
иoнизaция меньше.
В aтмoсфере прoисхoдят тaкже нерегулярные,
случaйные изменения: мaгнитные бури, втoржения
метеoритных пoтoкoв, вызывaющих дoпoлнительную
иoнизaцию, и другие явления, влияющие нa
рaспрoстрaнение рaдиoвoлн.
Рaдиoвoлны, рaспрoстрaняющиеся у земнoй
пoверхнoсти и вследствие дифрaкции чaстичнo
oгибaющие выпуклoсть земнoгo шaрa, нaзывaются
пoверхнoстными вoлнaми. Рaдиoвoлны, рaспрoстрaняющиеся
нa бoльшoй высoте в aтмoсфере и вoзврaщaющиеся
к пoверхнoсти земли вследствие oтрaжения
oт неoднoрoднoстей aтмoсферы, нaзывaются
прoстрaнственными.
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ
РАДИОВОЛН
Радиоволны представляют
собой электромагнитные колебания с длиной
волны более 500 мкм и частотой менее 6×1012
Гц, распространяющиеся на Земле и в космическом
пространстве со скоростью света – 300
000 км/сек. Интересен тот факт, что свет
и радиоволны имеют не только общую скорость,
но и весьма схожие свойства, такие как
преломление, отражение, затухание и прочие.
Кроме того, оба этих явления имеют электромагнитную
природу.
Применение радиоволн основано на их свойстве
переносить энергию, которую излучает
генератор электромагнитных колебаний,
через пространство. Радиоволны, как средство
для беспроводной передачи звуковой, видео
и иной информации на достаточно значительные
расстояния, приобрело популярность и
широкую сферу использования. Именно радиоволны
лежат в основе организации многих современных
процессов, среди которых:
радиовещание;
телевидение;
радиотелефонная
связь;
и другое.
Некоторые научные исследования и работа
сложных приборов основаны на применении
радиоволн разной частоты, длины, амплитуды
и мощности переносимой энергии. Но, несмотря
на множество характеристик, существующих
диапазонов и поддиапазонов, «рождаются»
волны одинаково – вследствие изменения
электрического поля. Например, когда
через пространство проскакивают искры
или через проводник проходит переменный
электроток, то есть ряд импульсов тока,
быстро следующих друг за другом.
В радиотехнике используются далеко не
все радиоволны (радиочастоты). Современные
любительские и профессиональные устройства
беспроводной радиосвязи работают с частотами,
находящимися в спектре от 30 кГц до 3 000
ГГц. Данный спектр
разбит на более узкие участки, куда входят
телевизионные и радиовещательные диапазоны,
диапазоны космической, авиационной, диапазоны
для передачи данных, медицины, наземной
и морской связи. Например, автомобильные
радиостанции для водителей такси или
грузового транспорта, обычно работают
в диапазоне 27 МГц.
ВОЗДЕЙСТВИЕ
РАДИОВОЛН НА ЧЕЛОВЕКА
Радиоволны
действуют на человека по разному:
1.Термическое
воздействие, радиоволны на своем
пути встречают многие предметы,
в том числе и тело человека
и они проникают в кожный
покров, тем самым повышая температуру.
Организм человека может выдержать
без последствий отклонение от
нормы максимум на 4 градуса, конечно
радиоволны не способны так
сильно поднять температуру человека,
так как кровоснабжение выведет
излишки тепла из организма,
но части тела в которые плохо поступает
кровь (глаза) при длительном и постоянном
воздействии больше всего страдают от
этого вида воздействия.
2.Нетермическое воздействие, радиоволны
которые в большей степени излучает мобильный
телефон. Некоторые ученные склоняются,
что такое воздействие негативно влияет
на кровоснабжение головного мозга и даже
на наследственность. Но это вопрос спорный,
потому что исследования проводились
только на животных.
Радиоволны
также мешают нормальной работе электроприборов,
они мешают нормальному прохождению
сигнала. Как же измеряются эти радиоволны?
Измерить мощность радиоволн можно,
измерив, напряженность электрического
поля около источника радиоволн,
а также электромагнитное излучение
измеряется с помощью “магнитных
зондов”. Итак, можно сделать только
один вывод, что Радиоволны и его
воздействие на человека вопрос сложный,
но многие ученные склоняются к тому,
что они действительно наносят
вред организму человека(влияют на
его психику, кровообращение и оказывают
другое вредное влияние на человечество).
Так как
же нам защититься от этого, конкретных
устройств защиты от радиоволн еще
не придумали обычный способ находиться
как можно дальше от передающей антенны.
ПРИНЦИПЫ
РАБОТЫ СОТОВОЙ СВЯЗИ
Сотовая связь
– это уже давно укоренившееся
понятие в сознании каждого современного
человека. Но далеко не каждый понимает
значение слова «сотовый». Сотовая
связь – это одна из составляющих
современной мобильной радиосвязи.
По принципу действия можно найти параллель
с хорошо знакомыми устройствами, такими
как радиотелефон или радиомикрофон. Но, естественно, что построение
мобильной радиосвязи гораздо сложнее.
Есть такое
понятие, как зона покрытия. Она напрямую
зависит от того, насколько велика
зона действия каждой отдельно взятой
базовой станции. Зависит зона действия
от многих факторов – наличия различных
препятствий, резких изменений рельефа,
которые могут препятствовать свободному
распространению радиоволн.
В районах
с большим количеством высотных
зданий устанавливается большое
количество базовых станций. В этом
случае их зоны действия перекрываются,
что обеспечивает бесперебойную
связь. В случае если местность равнинная,
то зону действия станции можно сравнить
с пчелиной сотой (т.е. окружностью).
Отсюда и появилось название «сотовая».
Все базовые
станции объединяются с общей
городской сетью, а также с
другими мобильными операторами. Такое
исполнение позволяет совершать
звонки не только на городские номера.
Появляется возможность звонить
на номера других мобильных операторов.
Когда сотовый телефон включен,
он постоянно прослушивает эфир для
поиска базовой станции. Затем телефон
свой персональный идентификационный
код посылает станции. Станция и
телефон постоянно в контакте,
благодаря обмену пакетов.
Впрочем, такая
особенность, несмотря на свою надежность,
позволяет прослушивать каналы сотовой
связи. В таком случае может выручить
только устройство, которое обеспечит обнаружение
прослушки сотовых телефонов. Это не единственное
слабое место радиосвязи, ведь на современном
этапе спецслужбы или милиция для проведения
определенных акций иногда применяют подавитель
сотовых телефонов, который гасит пакеты,
которые отправляют станции и телефоны.
Вывод:
Несмотря
на все это сотовая связь была
и остается необходимой и очень
полезной составляющей нашей жизни.
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ
ИСТОЧНИКОВ
htpp.rasprostranenia
radiovoln.ru
htpp.primenenie radiovoln
.ru
htpp.sotovai cvizi.ru
ПРИЛОЖЕНИЕ
Презентация в Power
Point на тему “ОСОБЕННОСТИ РАДИОВОЛН.
СОТОВАЯ СВЯЗЬ”
Распространение радиоволн, расстояние и длина волны
Радиоволны распространяются в пространстве различным образом. Способ их движения в первую очередь зависит от их длины. Так, например, волны от 10 км и выше (сверхдлинные – СДВ) без труда огибают наземные препятствия как искусственного, так и естественного происхождения.
Они теряют мало энергии в процессе своего распространения и затухают гораздо медленнее, чем волны других длин. По этой причине они могут перемещаться в пространстве на тысячи километров. Также они обладают высокой степенью проникновения в среду, поэтому их широко используют для исследований земной коры для нужд археологии, геологии, инженерного дела. Их применяют для исследования атмосферы планеты. Также с их помощью осуществляют связь с подводными объектами.
Километровые волны также называют «длинные» (ДВ), они составляют 1-10 км и тратят больше энергии при распространении, способны покрывать расстояния до 2000 км. Близкий к ним тип – средние (СВ) от 100 м до 1 км. Они сильнее поглощаются земной поверхностью, поэтому имеют еще меньший диапазон распространения – порядка 1000 км.
Короткие волны (КВ – 10-100 м) распространяются не далее чем на 250 км, однако обладают интересным свойством. Часть их, уходящая под большим углом к горизонту, соприкасаясь с верхними слоями атмосферы (ионосферой) отражается и направляется обратно к поверхности.
Затем они снова отражаются, теперь уже от земли и снова направляются вверх. Распространяясь таким образом короткие волны могут несколько раз обойти вокруг планеты. Ионосфера теряет свою отражательную способность в ночное время, поэтому связь на коротких волнах в это время суток будет хуже.
Длина ультракоротких волн (УКВ) составляет от 1 см до 10 м, к ним относятся метровые (МВ), дециметровые (ДМВ), сантиметровые (СМВ). Они успешно преодолевают ионосферу не отражаясь от нее. Они уходят выше и применяются для исследования свойств облаков, наблюдения за птицами, определения координат самолетов.
Но так как отсутствует эффект отражения, они не могут огибать планету и радиосвязь с их помощью ограничена расстоянием в 200-300 км. С помощью специальных антенн УКВ собирают в «пучок», усиливают и отправляют в указанном направлении, что широко используется при обеспечении спутниковой связи, а также в радиолокации.
Миллиметровые волны (ММВ) во многом схожи с УКВ, однако для них серьезной помехой служат атмосферные явления, такие как дождь, снег, туман, облака. За счет ММВ обеспечивается работа высокоскоростной радиорелейной связи. Они нашли свое применение в быту, их используют в медицине, они пригодились в радиоастрономии.
