С начала 70-х годов внимание исследователей и инженеров во многих странах было обращено к проблеме распространения ультракоротких волн (УКВ) в городах. Это связано с интенсивным развитием систем радиосвязи различного назначения - от телевидения до систем связи с подвижными объектами и радиотелефонии, играющих в жизни городов огромную роль. Впервые проблема распространения радиоволн этого диапазона в городских условиях возникла еще в 30-е годы [7]. После первых работ, выполненных в основном для метровых волн, интерес к проблеме постепенно падал из-за сложности распространения УКВ радиоволн и трудности получения достоверных количественных оценок. По характеристике Б. А. Введенского [6], опубликовавшего в 1938 г. первый аналитический обзор по распространению метровых радиоволн в городах, для ультракоротких волн «городские районы представляют собой местности, пересеченность которых доведена до крайних пределов». Обширные затенения, создаваемые строениями, отражения, дифракция и рассеяние волн придают процессу распространения излучения многолучевой характер и формируют сложную интерференционную структуру поля с глубокими и резкими пространственными замираниями. Это создает значительные трудности для прогноза условий работы радиосредств.
Многолучевой характер распространения радиоволн в условиях города определяет специфические особенности городского канала связи на УКВ, порождая искажения широкополосных сигналов, частотно-селективного замирания и явления интерференции при передачи кодовых последовательностей импульсов [1 - 14]. Поэтому построение математической модели города является основной задачей для описания процесса распространения УКВ в условиях города и решение ряда практических задач для систем сотовой связи.
В связи с активным внедрением новых перспективных систем связи различного назначения проблема функционирования систем сотовой связи в условиях города является достаточно актуальной задачей. Большинство радиоэлектронных средств (РЭС), существующих на данный момент, работают в диапазоне ультракоротких волн [1-5]. При этом РЭС расположены в черте города и играют важную роль в его нормальном функционировании. Сейчас сложно найти крупный город, в котором не было бы развернуто большое количество систем радиосвязи (сотовой, передачи данных и т.д.). Для обеспечения качественного функционирования этих РЭС необходима информация о распределении поля внутри застройки.
Наиболее остро этот вопрос планирования и проектирования стоит применительно к условиям города, потому что современный крупный город с точки зрения взаимодействия радиоволн с городской застройкой представляет сложную неоднородную структуру, простирающуюся иногда на десятки километров.
Кроме того, объемы передаваемой информации с каждым годом возрастают. Этим обуславливается освоение новых, более высоких областей частот, которое движется параллельно с развитием систем связи с подвижными объектами. А при использовании более высокочастотных диапазонов городская застройка и рельеф, как известно из физических соображений, оказывают все большее влияние на процессы распространения излучения. Таким образом, существует актуальная проблема исследования функционирования систем сотовой связи, образование зон затенения в г. Йошкар - Ола.
С целью более подробного разбора, ВКР была разбита на несколько последовательных глав.
В первой главе был проведен анализ современного состояния моделирования распространения УКВ в городских условиях, подробно рассмотрены модели распространения радиоволн в слое городской застройки.
Во второй главе подробно рассмотрено моделирование распространения радиоволн в городе с помощью эмпирических моделей.
Также рассмотрено затухание радиосигнала для микрорайона Юбилейный г. Йошкар - Ола и определены были зоны затенения сигнала.
В заключении приведены результаты.
Все материалы, необходимые для более подробного описания и понимания информации, представленной в работе, приведены в приложении.
Анализ современного состояния моделирования распространения радиоволн в городских условиях
В данной главе рассмотрены основные особенности распространения УКВ в условиях города, проведен обзор методов анализа взаимодействия излучения с городской застройкой и существующих моделей на основе классификации по типу исследования. Выполнено сопоставление существующих методов моделирования.
Определены основные проблемы функционирования систем сотовой связи, требующие решения.
Самое читаемое:
Конструкторско-технологическое проектирование печатной платы
печатная плата
Проектирование печатных плат (ПП) представляет трудоемкий, но очень
важный процесс. Для того, чтобы обеспечить функционирование электронной
аппаратуры (ЭА) необходимы не только схемотехнические решения, функциональная
точность, надежность, но и учет влияния внешней среды, конструктивных,
эксплуатационных требований, пр ...