ОЦЕНКА ВНУТРИСИСТЕМНОЙ ЭМС ССС МЕТОДОМ СТАТИСТИКО-ДИНАМИЧЕСКОГО    МОДЕЛИРОВАНИЯ ПРОСТРАНСТВЕННО РАСПРЕДЕЛЕНЫХ РЭС

 

М.У. Джаманшалов

КазНУ им. аль-Фараби,  Алматы, Казахстан

 

В данной статье рассмотрены методика и алгоритмы статистической оценки внутрисистемной электромагнитной совместимости (ЭМС) сети сотовой связи (ССС), основанные на статистико-динамической модели ССС.

Этапы оценки ЭМС сети сотовой связи

В сети CDMA помехи в прямом канале возникают от излучений всех БС –базовых станции (секторов БС) сети за исключением БС, находящихся в хэндовере. В сети FDMA возможны помехи по совмещенному и соседним частотным каналам. Частотное условие возникновения помех:

 

   (1)

 

где

 — полоса преселектора приемника;

 — частоты сигналов, Гц;

В сети TDMA помехи в совмещенном и в соседнем канале возникают при выполнении частотного (формула (1)) и временного условий:

 

                                            (2)

 

 

где сигналы от передатчиков индексами i и k занимают соответственно l-й и n-й временные интервалы (тайм слоты) с частотами  и  временными и задержками  и  соответственно.

На рисунке 1 показаны каналы возникновения внутрисистемных помех для прямого канала  от излучений  и  в сети CDMA.              

 

На рисунке 2 показаны пути возникновения внутрисистемных помех для обратного канала  от излучений всех МС-мобильной станции сети на входе БС-базовой станции БС2.

 

Рисунок 2 Внутрисистемные помехи в обратном канале

Исходной информацией для оценки внутрисистемной ЭМС ССС является набор случайных снимков ее состояния, получаемый в соответствии с методикой, приведенной в пукнте 2. Далее производится обработка полученного набора случайных снимков с целью определения вероятности отказа в каждом узле сетки (формула (3)), т. е. получаем матрицу вероятностей отказа. Построение контуров равной вероятности по рассчитанной матрице позволяет получить карту пространственного распределения вероятности отказов. Значения отношений энергии сигнала на бит к шуму на входе МС в i-ом узле сетки мс и отношение энергии сигнала на бит к шуму на входе БС от МС в i-ом узле сетки обратного канала  рассчитываются  по   формулам   (2.8)   и   (2.9) 

 

 

для   сети   FDMA/TDMA   и формулам (2.16) и (2.17) для сети CDMA. При этом не учитывается слагаемое РВнеш, характеризующее воздействие внешних помех.

 

На рисунке 3 показаны этапы оценки ЭМС ССС.

 

 

Рисунок 3 Этапы оценки ЭМС ССС

Расчет вероятности отказа связи

Вероятность отказа - вероятность того, что МС сети при заданных её параметрах и существующей ЭМО в данном узле сетки области не может установить связь с любой БС сети.

Вероятность отказа в каждом i-ом узле сетки области анализа, рассчитывается следующим образом:

 

 

 

 

                                                                             (3)

 

 

где

 — число снимков в i-ом узле сетки, для которых одновременно выполняются условия  (для обратного) и  (для прямого) каналов;

 — общее число случайных снимков.

 

   Алгоритм статистической оценки ЭМС ССС

Алгоритм оценки ЭМС зависит от метода множественного доступа и от типа помех (прямой или обратный канал сети). Существенные различия в структуре сетей FDMA,TDMA и CDMA приводят к необходимости разработки самостоятельных алгоритмов для каждого типа сети.

 Как показано выше, одним из основных параметров предложенной математической модели сети является число одновременно работающих МС. Рассмотрим алгоритм расчета максимального числа случайно размещаемых МС.

Алгоритм расчета максимального числа МС сети

Алгоритм расчета максимального числа МС сети приведен на Рисунке. 4. Исходными данными являются:  количество БС сети   , максимальная нагрузка А для данной вероятности блокирования Pblock, число временных слотов (интервалов) на одной частоте nslots (для сетей TDMA). Для сетей FDMA и CDMA временные слоты не учитываются, т.е. nslots = 1. Алгоритм рассчитывает максимальное число активных каналов Nmax для одной БС по формуле (1.4).

Максимальное число активных каналов МС сети рассчитывается по формуле:

0

 

Рисунок 4 Рекурсивный алгоритм расчета Nmax.

 

Литература:

 

1.        Феоктистов Ю.А Теория и методы оценки электромагнитной совместимости радиоэлектронных средств. М.: Радио и связь, 1988.

2.Методика расчета ЭМС основных типов (групп) РЭС систем СПС с другими типами (группами) РЭС гражданского назначения, работающих в общих полосах частот в диапазонах 150 МГц, 450 МГц, 900 МГц, 2 ГГц.       Москва 2005.

3.SEAMCAT-3 User manual. European Radiocommunication Office May 2005.