Πώς να ελέγξετε τις παραμέτρους της κεραίας BS 2. I.M. Βορόμπιεφ. Εξοπλισμός και λειτουργία ραδιοφωνικών σταθμών. Κεραία ταξιδιού κυμάτων με ενεργό στοιχείο επικοινωνίας BS2
Και πάλι, κάποιο γενικό εκπαιδευτικό υλικό. Αυτή τη φορά θα μιλήσουμε για σταθμούς βάσης. Ας δούμε διάφορες τεχνικές πτυχές της τοποθέτησής τους, του σχεδιασμού και της εμβέλειάς τους, και ας δούμε επίσης το εσωτερικό της ίδιας της μονάδας κεραίας.
Σταθμοί βάσης. Γενικές πληροφορίες
Έτσι μοιάζουν οι κεραίες κινητής τηλεφωνίας που είναι εγκατεστημένες στις στέγες των κτιρίων. Αυτές οι κεραίες είναι ένα στοιχείο ενός σταθμού βάσης (BS), και συγκεκριμένα μια συσκευή λήψης και μετάδοσης ραδιοφωνικού σήματος από έναν συνδρομητή στον άλλο, και στη συνέχεια μέσω ενός ενισχυτή στον ελεγκτή του σταθμού βάσης και σε άλλες συσκευές. Όντας το πιο ορατό τμήμα του BS, τοποθετούνται σε ιστούς κεραιών, στέγες κατοικιών και βιομηχανικών κτιρίων, ακόμη και καμινάδες. Σήμερα μπορείτε να βρείτε πιο εξωτικές επιλογές για την τοποθέτησή τους στη Ρωσία είναι ήδη εγκατεστημένες σε στύλους φωτισμού και στην Αίγυπτο είναι ακόμη και "μεταμφιεσμένοι" ως φοίνικες.
Η σύνδεση του σταθμού βάσης με το δίκτυο του τηλεπικοινωνιακού φορέα μπορεί να γίνει μέσω ραδιοφωνικής επικοινωνίας, έτσι δίπλα στις «ορθογώνιες» κεραίες των μονάδων BS μπορείτε να δείτε ένα πιάτο ραδιοφωνικού ρελέ:
Με τη μετάβαση σε πιο σύγχρονα πρότυπα της τέταρτης και πέμπτης γενιάς, για να καλύψουν τις απαιτήσεις τους, οι σταθμοί θα πρέπει να συνδέονται αποκλειστικά μέσω οπτικών ινών. Στα σύγχρονα σχέδια BS, η οπτική ίνα γίνεται ένα αναπόσπαστο μέσο για τη μετάδοση πληροφοριών ακόμη και μεταξύ κόμβων και μπλοκ του ίδιου του BS. Για παράδειγμα, το παρακάτω σχήμα δείχνει τη σχεδίαση ενός σύγχρονου σταθμού βάσης, όπου το καλώδιο οπτικών ινών χρησιμοποιείται για τη μετάδοση δεδομένων από την κεραία RRU (τηλεχειριζόμενες μονάδες) στον ίδιο τον σταθμό βάσης (εμφανίζεται με πορτοκαλί χρώμα).
Ο εξοπλισμός του σταθμού βάσης βρίσκεται σε μη οικιστικούς χώρους του κτιρίου ή εγκαθίσταται σε εξειδικευμένα δοχεία (προσαρτημένα σε τοίχους ή στύλους), επειδή ο σύγχρονος εξοπλισμός είναι αρκετά συμπαγής και μπορεί εύκολα να χωρέσει στη μονάδα συστήματος ενός υπολογιστή διακομιστή. Συχνά η μονάδα ραδιοφώνου εγκαθίσταται δίπλα στη μονάδα κεραίας, κάτι που βοηθά στη μείωση των απωλειών και της διαρροής της ισχύος που μεταδίδεται στην κεραία. Έτσι μοιάζουν οι τρεις εγκατεστημένες μονάδες ραδιοφώνου του εξοπλισμού σταθμού βάσης Flexi Multiradio, τοποθετημένες απευθείας στον ιστό:
Χώρος εξυπηρέτησης σταθμού βάσης
Αρχικά, πρέπει να σημειωθεί ότι υπάρχουν διαφορετικοί τύποι σταθμών βάσης: macro, micro, pico και femtocells. Ας ξεκινήσουμε από μικρά. Και, εν ολίγοις, ένα femtocell δεν είναι σταθμός βάσης. Είναι μάλλον σημείο πρόσβασης. Αυτός ο εξοπλισμός απευθύνεται αρχικά σε οικιακό χρήστη ή χρήστη γραφείου και ο ιδιοκτήτης αυτού του εξοπλισμού είναι ιδιωτικό ή νομικό πρόσωπο. πρόσωπο διαφορετικό από τον χειριστή. Η κύρια διαφορά μεταξύ αυτού του εξοπλισμού είναι ότι έχει μια πλήρως αυτόματη διαμόρφωση, από την αξιολόγηση των παραμέτρων του ραδιοφώνου έως τη σύνδεση στο δίκτυο του χειριστή. Το Femtocell έχει τις διαστάσεις ενός οικιακού δρομολογητή:
Ένα picocell είναι ένα BS χαμηλής κατανάλωσης που ανήκει σε έναν χειριστή και χρησιμοποιεί IP/Ethernet ως δίκτυο μεταφοράς. Συνήθως εγκαθίσταται σε μέρη όπου υπάρχει πιθανή τοπική συγκέντρωση χρηστών. Η συσκευή είναι συγκρίσιμη σε μέγεθος με ένα μικρό φορητό υπολογιστή:
Μια μικροκυψέλη είναι μια κατά προσέγγιση εκδοχή της υλοποίησης ενός σταθμού βάσης σε συμπαγή μορφή, πολύ συνηθισμένη στα δίκτυα χειριστή. Διακρίνεται από έναν «μεγάλο» σταθμό βάσης από μειωμένη χωρητικότητα που υποστηρίζεται από τον συνδρομητή και χαμηλότερη ισχύ ακτινοβολίας. Το βάρος, κατά κανόνα, είναι έως 50 κιλά και η ακτίνα ραδιοκάλυψης είναι έως 5 km. Αυτή η λύση χρησιμοποιείται όπου δεν χρειάζονται μεγάλες χωρητικότητες δικτύου και ισχύς ή όπου δεν είναι δυνατή η εγκατάσταση μεγάλου σταθμού:
Και τέλος, ένα μακροκυτταρικό στοιχείο είναι ένας τυπικός σταθμός βάσης βάσει του οποίου κατασκευάζονται τα δίκτυα κινητής τηλεφωνίας. Χαρακτηρίζεται από ισχύ της τάξης των 50 W και ακτίνα κάλυψης έως 100 km (στο όριο). Το βάρος της βάσης μπορεί να φτάσει τα 300 κιλά.
Η περιοχή κάλυψης κάθε BS εξαρτάται από το ύψος του τμήματος της κεραίας, το έδαφος και τον αριθμό των εμποδίων στο δρόμο προς τον συνδρομητή. Κατά την εγκατάσταση ενός σταθμού βάσης, η ακτίνα κάλυψης δεν είναι πάντα στην πρώτη γραμμή. Καθώς η βάση των συνδρομητών αυξάνεται, η μέγιστη απόδοση του BS μπορεί να μην είναι αρκετή, οπότε στην οθόνη του τηλεφώνου εμφανίζεται το μήνυμα «κατειλημμένο δίκτυο». Στη συνέχεια, με την πάροδο του χρόνου, ο χειριστής σε αυτήν την περιοχή μπορεί σκόπιμα να μειώσει την εμβέλεια του σταθμού βάσης και να εγκαταστήσει αρκετούς επιπλέον σταθμούς σε περιοχές με το μεγαλύτερο φορτίο.
Όταν χρειάζεται να αυξήσετε τη χωρητικότητα του δικτύου και να μειώσετε το φορτίο σε μεμονωμένους σταθμούς βάσης, τότε οι μικροκυψέλες έρχονται στη διάσωση. Σε μια μεγαλούπολη, η περιοχή ραδιοκάλυψης ενός μικροκυττάρου μπορεί να είναι μόνο 500 μέτρα.
Σε ένα περιβάλλον πόλης, παραδόξως, υπάρχουν μέρη όπου ο χειριστής πρέπει να συνδέσει τοπικά μια περιοχή με πολλή κίνηση (περιοχές σταθμών μετρό, μεγάλοι κεντρικοί δρόμοι κ.λπ.). Σε αυτή την περίπτωση, χρησιμοποιούνται μικροκυψέλες και picocells χαμηλής ισχύος, οι μονάδες κεραίας των οποίων μπορούν να τοποθετηθούν σε χαμηλά κτίρια και σε στύλους φωτισμού οδών. Όταν τίθεται το ερώτημα της οργάνωσης υψηλής ποιότητας ραδιοφωνικής κάλυψης μέσα σε κλειστά κτίρια (εμπορικά και επιχειρηματικά κέντρα, υπεραγορές κ.λπ.), τότε οι σταθμοί βάσης picocell έρχονται στη διάσωση.
Εκτός πόλεων, το εύρος λειτουργίας των μεμονωμένων σταθμών βάσης έρχεται στο προσκήνιο, επομένως η εγκατάσταση κάθε σταθμού βάσης μακριά από την πόλη γίνεται μια ολοένα και πιο δαπανηρή επιχείρηση λόγω της ανάγκης κατασκευής ηλεκτροφόρων γραμμών, δρόμων και πύργων σε δύσκολες κλιματολογικές και τεχνολογικές συνθήκες . Για να αυξήσετε την περιοχή κάλυψης, συνιστάται να εγκαταστήσετε το BS σε υψηλότερους ιστούς, να χρησιμοποιείτε εκπομπούς κατευθυντικού τομέα και χαμηλότερες συχνότητες που είναι λιγότερο επιρρεπείς σε εξασθένηση.
Έτσι, για παράδειγμα, στη ζώνη των 1800 MHz, η εμβέλεια του BS δεν υπερβαίνει τα 6-7 χιλιόμετρα, και στην περίπτωση χρήσης της ζώνης των 900 MHz, η περιοχή κάλυψης μπορεί να φτάσει τα 32 χιλιόμετρα, όλα τα άλλα είναι ίσα.
Κεραίες σταθμών βάσης. Ας ρίξουμε μια ματιά στο εσωτερικό
Στις κυψελοειδείς επικοινωνίες, χρησιμοποιούνται συχνότερα κεραίες τομέων πάνελ, οι οποίες έχουν μοτίβο ακτινοβολίας με πλάτος 120, 90, 60 και 30 μοιρών. Αντίστοιχα, για την οργάνωση της επικοινωνίας προς όλες τις κατευθύνσεις (από 0 έως 360), ενδέχεται να απαιτούνται 3 (πλάτος μοτίβου 120 μοίρες) ή 6 (πλάτος σχεδίου 60 μοίρες) μονάδες κεραίας. Ένα παράδειγμα οργάνωσης ομοιόμορφης κάλυψης προς όλες τις κατευθύνσεις φαίνεται στο παρακάτω σχήμα:
Και παρακάτω είναι μια άποψη τυπικών μοτίβων ακτινοβολίας σε λογαριθμική κλίμακα.
Οι περισσότερες κεραίες σταθμών βάσης είναι ευρυζωνικές, επιτρέποντας τη λειτουργία σε μία, δύο ή τρεις ζώνες συχνοτήτων. Ξεκινώντας με τα δίκτυα UMTS, σε αντίθεση με το GSM, οι κεραίες σταθμών βάσης μπορούν να αλλάξουν την περιοχή ραδιοκάλυψης ανάλογα με το φορτίο του δικτύου. Μία από τις πιο αποτελεσματικές μεθόδους ελέγχου της ακτινοβολούμενης ισχύος είναι ο έλεγχος της γωνίας της κεραίας, με αυτόν τον τρόπο η περιοχή ακτινοβολίας του σχεδίου ακτινοβολίας αλλάζει.
Οι κεραίες μπορούν να έχουν σταθερή γωνία κλίσης ή μπορούν να ρυθμιστούν από απόσταση χρησιμοποιώντας ειδικό λογισμικό που βρίσκεται στη μονάδα ελέγχου BS και ενσωματωμένους μετατοπιστές φάσης. Υπάρχουν επίσης λύσεις που σας επιτρέπουν να αλλάξετε την περιοχή εξυπηρέτησης από το γενικό σύστημα διαχείρισης δικτύου δεδομένων. Με αυτόν τον τρόπο, είναι δυνατή η ρύθμιση της περιοχής εξυπηρέτησης ολόκληρου του τομέα του σταθμού βάσης.
Οι κεραίες σταθμών βάσης χρησιμοποιούν μηχανικό και ηλεκτρικό έλεγχο προτύπων. Ο μηχανικός έλεγχος είναι ευκολότερος να εφαρμοστεί, αλλά συχνά οδηγεί σε παραμόρφωση του σχεδίου ακτινοβολίας λόγω της επίδρασης των δομικών μερών. Οι περισσότερες κεραίες BS διαθέτουν ηλεκτρικό σύστημα ρύθμισης γωνίας κλίσης.
Μια σύγχρονη μονάδα κεραίας είναι μια ομάδα στοιχείων ακτινοβολίας μιας συστοιχίας κεραιών. Η απόσταση μεταξύ των στοιχείων της διάταξης επιλέγεται με τέτοιο τρόπο ώστε να λαμβάνεται το χαμηλότερο επίπεδο πλευρικών λοβών του σχεδίου ακτινοβολίας. Τα πιο συνηθισμένα μήκη κεραιών πάνελ είναι από 0,7 έως 2,6 μέτρα (για πάνελ κεραιών πολλαπλών ζωνών). Το κέρδος κυμαίνεται από 12 έως 20 dBi.
Το παρακάτω σχήμα (αριστερά) δείχνει τη σχεδίαση ενός από τα πιο συνηθισμένα (αλλά ήδη ξεπερασμένα) πάνελ κεραίας.
Εδώ, οι εκπομποί του πίνακα κεραίας είναι συμμετρικοί ηλεκτρικοί δονητές μισού κύματος πάνω από την αγώγιμη οθόνη, που βρίσκονται σε γωνία 45 μοιρών. Αυτό το σχέδιο σας επιτρέπει να δημιουργήσετε ένα διάγραμμα με πλάτος κύριου λοβού 65 ή 90 μοιρών. Σε αυτόν τον σχεδιασμό, παράγονται μονάδες κεραίας διπλής και ακόμη και τριών ζωνών (αν και αρκετά μεγάλες). Για παράδειγμα, ένα πάνελ κεραίας τριών ζωνών αυτού του σχεδιασμού (900, 1800, 2100 MHz) διαφέρει από ένα μονής ζώνης, καθώς είναι περίπου δύο φορές μεγαλύτερο σε μέγεθος και βάρος, γεγονός που, φυσικά, καθιστά δύσκολη τη συντήρηση.
Μια εναλλακτική τεχνολογία κατασκευής τέτοιων κεραιών περιλαμβάνει την κατασκευή καλοριφέρ κεραίας με ταινία (μεταλλικές πλάκες τετράγωνου σχήματος), στο παραπάνω σχήμα στα δεξιά.
Και εδώ υπάρχει μια άλλη επιλογή, όταν χρησιμοποιούνται μαγνητικές δονητές με σχισμή μισού κύματος ως καλοριφέρ. Το καλώδιο ρεύματος, οι υποδοχές και η οθόνη κατασκευάζονται σε μία πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος με αλουμινόχαρτο διπλής όψης:
Λαμβάνοντας υπόψη τις σύγχρονες πραγματικότητες της ανάπτυξης ασύρματων τεχνολογιών, οι σταθμοί βάσης πρέπει να υποστηρίζουν δίκτυα 2G, 3G και LTE. Και αν οι μονάδες ελέγχου των σταθμών βάσης δικτύων διαφορετικών γενεών μπορούν να τοποθετηθούν σε ένα ερμάριο μεταγωγής χωρίς να αυξηθεί το συνολικό μέγεθος, τότε προκύπτουν σημαντικές δυσκολίες με το τμήμα κεραίας.
Για παράδειγμα, στα πάνελ κεραιών πολλαπλών ζωνών ο αριθμός των ομοαξονικών γραμμών σύνδεσης φτάνει τα 100 μέτρα! Ένα τόσο σημαντικό μήκος καλωδίου και ο αριθμός των συγκολλημένων συνδέσεων οδηγεί αναπόφευκτα σε απώλειες γραμμής και μείωση του κέρδους:
Προκειμένου να μειωθούν οι ηλεκτρικές απώλειες και να μειωθούν τα σημεία συγκόλλησης, κατασκευάζονται συχνά γραμμές μικροταινιών, γεγονός που καθιστά δυνατή τη δημιουργία δίπολων και του συστήματος τροφοδοσίας για ολόκληρη την κεραία χρησιμοποιώντας μια ενιαία τυπωμένη τεχνολογία. Αυτή η τεχνολογία είναι εύκολη στην κατασκευή και εξασφαλίζει υψηλή επαναληψιμότητα των χαρακτηριστικών της κεραίας κατά τη σειριακή παραγωγή.
Κεραίες πολλαπλών ζωνών
Με την ανάπτυξη των δικτύων επικοινωνίας τρίτης και τέταρτης γενιάς, απαιτείται εκσυγχρονισμός του τμήματος κεραίας τόσο των σταθμών βάσης όσο και των κινητών τηλεφώνων. Οι κεραίες πρέπει να λειτουργούν σε νέες πρόσθετες ζώνες άνω των 2,2 GHz. Επιπλέον, η εργασία σε δύο ή ακόμη και τρεις περιοχές πρέπει να εκτελείται ταυτόχρονα. Ως αποτέλεσμα, το τμήμα της κεραίας περιλαμβάνει μάλλον πολύπλοκα ηλεκτρομηχανικά κυκλώματα, τα οποία πρέπει να διασφαλίζουν τη σωστή λειτουργία σε δύσκολες κλιματολογικές συνθήκες.
Ως παράδειγμα, εξετάστε τη σχεδίαση των εκπομπών μιας κεραίας διπλής ζώνης ενός σταθμού βάσης κυψελοειδούς επικοινωνίας Powerwave που λειτουργεί στις περιοχές 824-960 MHz και 1710-2170 MHz. Η εμφάνισή του φαίνεται στο παρακάτω σχήμα:
Αυτός ο ακτινοβολητής διπλής ζώνης αποτελείται από δύο μεταλλικές πλάκες. Το μεγαλύτερο λειτουργεί στο χαμηλότερο εύρος των 900 MHz πάνω από αυτό υπάρχει μια πλάκα με μικρότερο εκπομπό. Και οι δύο κεραίες διεγείρονται από τους εκπομπούς σχισμής και έτσι έχουν μια ενιαία γραμμή ρεύματος.
Εάν χρησιμοποιούνται διπολικές κεραίες ως εκπομποί, τότε είναι απαραίτητο να εγκαταστήσετε ένα ξεχωριστό δίπολο για κάθε εύρος κυμάτων. Τα μεμονωμένα δίπολα πρέπει να έχουν τη δική τους γραμμή τροφοδοσίας, η οποία, φυσικά, μειώνει τη συνολική αξιοπιστία του συστήματος και αυξάνει την κατανάλωση ρεύματος. Ένα παράδειγμα τέτοιου σχεδιασμού είναι η κεραία Kathrein για την ίδια περιοχή συχνοτήτων όπως συζητήθηκε παραπάνω:
Έτσι, τα δίπολα για το κατώτερο εύρος συχνοτήτων βρίσκονται, σαν να λέγαμε, μέσα στα δίπολα του ανώτερου εύρους.
Για την εφαρμογή τρόπων λειτουργίας τριών (ή περισσότερων) ζωνών, οι τυπωμένες πολυστρωματικές κεραίες έχουν τη μεγαλύτερη τεχνολογική αποτελεσματικότητα. Σε τέτοιες κεραίες, κάθε νέο στρώμα λειτουργεί σε ένα μάλλον στενό εύρος συχνοτήτων. Αυτό το σχέδιο "πολυώροφο" αποτελείται από τυπωμένες κεραίες με μεμονωμένους εκπομπούς, κάθε κεραία είναι συντονισμένη σε μεμονωμένες συχνότητες στο εύρος λειτουργίας. Ο σχεδιασμός απεικονίζεται στο παρακάτω σχήμα:
Όπως σε κάθε άλλη κεραία πολλαπλών στοιχείων, σε αυτόν τον σχεδιασμό υπάρχει αλληλεπίδραση μεταξύ στοιχείων που λειτουργούν σε διαφορετικές περιοχές συχνοτήτων. Φυσικά, αυτή η αλληλεπίδραση επηρεάζει την κατευθυντικότητα και το ταίριασμα των κεραιών, αλλά αυτή η αλληλεπίδραση μπορεί να εξαλειφθεί με μεθόδους που χρησιμοποιούνται σε κεραίες με συστοιχία φάσης (phased array antennas). Για παράδειγμα, μια από τις πιο αποτελεσματικές μεθόδους είναι η αλλαγή των παραμέτρων σχεδίασης των στοιχείων με μετατόπιση της συναρπαστικής συσκευής, καθώς και αλλαγή των διαστάσεων της ίδιας της τροφοδοσίας και του πάχους του διαχωριστικού στρώματος διηλεκτρικού.
Ένα σημαντικό σημείο είναι ότι όλες οι σύγχρονες ασύρματες τεχνολογίες είναι ευρυζωνικές και το εύρος ζώνης συχνότητας λειτουργίας είναι τουλάχιστον 0,2 GHz. Οι κεραίες που βασίζονται σε συμπληρωματικές δομές, χαρακτηριστικό παράδειγμα των οποίων είναι οι κεραίες «παπιγιόν», έχουν ευρεία ζώνη συχνοτήτων λειτουργίας. Ο συντονισμός μιας τέτοιας κεραίας με τη γραμμή μετάδοσης πραγματοποιείται με την επιλογή του σημείου διέγερσης και τη βελτιστοποίηση της διαμόρφωσής του. Για την επέκταση της ζώνης συχνοτήτων λειτουργίας, κατόπιν συμφωνίας, η «πεταλούδα» συμπληρώνεται με μια χωρητική αντίσταση εισόδου.
Η μοντελοποίηση και ο υπολογισμός τέτοιων κεραιών πραγματοποιούνται σε εξειδικευμένα πακέτα λογισμικού CAD. Τα σύγχρονα προγράμματα σάς επιτρέπουν να προσομοιώσετε μια κεραία σε ένα ημιδιαφανές περίβλημα παρουσία της επίδρασης διαφόρων δομικών στοιχείων του συστήματος κεραίας και έτσι σας επιτρέπουν να εκτελέσετε μια αρκετά ακριβή μηχανική ανάλυση.
Ο σχεδιασμός μιας κεραίας πολλαπλών ζωνών πραγματοποιείται σταδιακά. Αρχικά, υπολογίζεται και σχεδιάζεται μια τυπωμένη κεραία μικροταινίας με μεγάλο εύρος ζώνης για κάθε εύρος συχνοτήτων λειτουργίας ξεχωριστά. Στη συνέχεια, συνδυάζονται τυπωμένες κεραίες διαφορετικών σειρών (επικαλύπτονται μεταξύ τους) και εξετάζεται η κοινή λειτουργία τους, εξαλείφοντας, αν είναι δυνατόν, τα αίτια της αμοιβαίας επιρροής.
Μια ευρυζωνική κεραία πεταλούδας μπορεί να χρησιμοποιηθεί με επιτυχία ως βάση για μια τυπωμένη κεραία τριών ζωνών. Το παρακάτω σχήμα δείχνει τέσσερις διαφορετικές επιλογές διαμόρφωσης.
Τα παραπάνω σχέδια κεραίας διαφέρουν ως προς το σχήμα του αντιδραστικού στοιχείου, το οποίο χρησιμοποιείται για την επέκταση της ζώνης συχνοτήτων λειτουργίας κατόπιν συμφωνίας. Κάθε στρώμα μιας τέτοιας κεραίας τριών ζωνών είναι ένας εκπομπός μικροταινιών δεδομένων γεωμετρικών διαστάσεων. Όσο χαμηλότερες είναι οι συχνότητες, τόσο μεγαλύτερο είναι το σχετικό μέγεθος ενός τέτοιου πομπού. Κάθε στρώμα του PCB χωρίζεται από το άλλο με ένα διηλεκτρικό. Ο παραπάνω σχεδιασμός μπορεί να λειτουργήσει στη ζώνη GSM 1900 (1850-1990 MHz) - δέχεται το κάτω στρώμα. WiMAX (2,5 - 2,69 GHz) - λαμβάνει το μεσαίο επίπεδο. WiMAX (3,3 - 3,5 GHz) - λαμβάνει το ανώτερο στρώμα. Αυτός ο σχεδιασμός του συστήματος κεραίας θα καταστήσει δυνατή τη λήψη και μετάδοση ραδιοφωνικών σημάτων χωρίς τη χρήση πρόσθετου ενεργού εξοπλισμού, χωρίς να αυξάνει έτσι τις συνολικές διαστάσεις της μονάδας κεραίας.
Και εν κατακλείδι, λίγα για τους κινδύνους του BS
Μερικές φορές, σταθμοί βάσης φορέων εκμετάλλευσης κινητής τηλεφωνίας εγκαθίστανται απευθείας στις στέγες κτιρίων κατοικιών, γεγονός που στην πραγματικότητα αποθαρρύνει ορισμένους από τους κατοίκους τους. Οι ιδιοκτήτες διαμερισμάτων σταματούν να έχουν γάτες και τα γκρίζα μαλλιά αρχίζουν να εμφανίζονται πιο γρήγορα στο κεφάλι της γιαγιάς. Εν τω μεταξύ, οι κάτοικοι αυτού του σπιτιού δεν λαμβάνουν σχεδόν καθόλου ηλεκτρομαγνητικό πεδίο από τον εγκατεστημένο σταθμό βάσης, επειδή ο σταθμός βάσης δεν ακτινοβολεί «προς τα κάτω». Και, παρεμπιπτόντως, τα πρότυπα SaNPiN για την ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία στη Ρωσική Ομοσπονδία είναι μια τάξη μεγέθους χαμηλότερη από ό,τι στις "ανεπτυγμένες" δυτικές χώρες και επομένως οι σταθμοί βάσης εντός της πόλης δεν λειτουργούν ποτέ με πλήρη χωρητικότητα. Έτσι, δεν υπάρχει κανένα κακό από το BS, εκτός και αν κάνετε ηλιοθεραπεία στην ταράτσα λίγα μέτρα μακριά τους. Συχνά, μια ντουζίνα σημεία πρόσβασης που είναι εγκατεστημένα στα διαμερίσματα των κατοίκων, καθώς και οι φούρνοι μικροκυμάτων και τα κινητά τηλέφωνα (πιεσμένα στο κεφάλι) έχουν πολύ μεγαλύτερο αντίκτυπο σε εσάς από έναν σταθμό βάσης που είναι εγκατεστημένος 100 μέτρα έξω από το κτίριο.
ΥΠΟΥΡΓΕΙΟ ΠΑΙΔΕΙΑΣ ΚΑΙ ΕΠΙΣΤΗΜΗΣ ΤΗΣ ΟΥΚΡΑΝΙΑΣ
KHARKIV ΕΘΝΙΚΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΡΑΔΙΟΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗΣ
Τμήμα ΤΑΥΡ
ΔΟΚΙΜΗ
κατά θέμα
«ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ ΚΙΝΗΤΩΝ ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΩΝ»
εξωτερικό ειδικό TZTe-08
Fesyunina L.I.
Επαλήθευση από: Αναπλ. τμήμα TAVR Starodubtsev N.G.
Χάρκοβο 2009
1. ΕΠΙΡΡΟΗ ΤΟΥ ΥΨΟΥΣ ΕΓΚΑΤΑΣΤΑΣΗΣ ΤΗΣ ΚΕΡΑΙΑΣ BS ΣΤΟ ΕΠΙΠΕΔΟ ΤΟΥ ΛΑΜΦΟΜΕΝΟΥ ΣΗΜΑΤΟΣ
Κατά τον υπολογισμό του επιπέδου σήματος στο σημείο λήψης, είναι απαραίτητο να ληφθούν υπόψη τα κύματα που ανακλώνται από την επιφάνεια της γης. Η επίδραση των ακτίνων που ανακλώνται από την επιφάνεια της γης στη σταθερότητα της επικοινωνίας μπορεί να ληφθεί υπόψη με βάση ένα μοντέλο δύο ακτίνων (Εικ. 1.1).
Εικόνα 1.1 – Μοντέλο δύο ακτίνων διάδοσης σήματος BS
Ο παράγοντας εξασθένησης σε σχέση με το πεδίο ελεύθερου χώρου μπορεί να αναπαρασταθεί ως εξής:
, (1.1)όπου α είναι ο συντελεστής ανάκλασης από την επιφάνεια της γης. Ф - μετατόπιση φάσης μεταξύ της άμεσης δέσμης και αυτής που ανακλάται από τη Γη. Τυπικά λαμβάνεται α = -1 επειδή η γωνία πρόσπτωσης είναι συνήθως μικρή. Σε αυτήν την περίπτωση, η έκφραση (1.1) μπορεί να γραφτεί ως εξής
(1.2)Με τη σειρά του
(1.3)όπου Δr=r 1 -r 2 είναι η διαφορά στη διαδρομή των ακτίνων. α είναι το μήκος κύματος.
Με βάση τις κατασκευές του Σχ. 1.1, μπορούμε να γράψουμε
(1.4) και , (1.5)όπου h 1 και h 2 είναι τα ύψη εγκατάστασης των κεραιών BS και MS, αντίστοιχα. d-απόσταση από BS έως MS.
Οι εκφράσεις (1.4) και (1.5) μπορούν να ξαναγραφτούν ως
Στην πράξη, συνήθως d >> h 1 +h 2, ώστε να μπορείτε να εφαρμόσετε τη γνωστή κατά προσέγγιση ισότητα
, όπου α<< 1. (1.6)Αντικαθιστώντας το (1.6) με το (1.3) και το (1.2), παίρνουμε
(1.7)Η ισχύς του σήματος στην είσοδο του δέκτη MS μπορεί να υπολογιστεί χρησιμοποιώντας τον τύπο
(1.8)όπου P 1 είναι η ισχύς του πομπού BS. G 1 , G 2 είναι τα κέρδη των κεραιών BS και MS, αντίστοιχα.
- εξασθένηση της ενέργειας στον ελεύθερο χώρο.Αντικαθιστώντας το (1,7) στο (1,8), βρίσκουμε
(1.9)Αν ΔΦ< 0,6 рад, то sin(ΔФ/2)
Το ΔΦ/2 και ο τύπος (1.9) παίρνει τη μορφή (1.10)Η έκφραση (1.10) μας επιτρέπει να καθορίσουμε ότι οι απώλειες ενέργειας στο τμήμα διάδοσης θα είναι 40 dB/dec.
Στην πραγματικότητα, αν d 1 =l km και d 2 =10 km, τότε τα άλλα πράγματα είναι ίσα
(1.11)Έτσι, η ισχύς του σήματος στην είσοδο του δέκτη είναι αντιστρόφως ανάλογη του d 4, δηλ.
όπου a είναι ο συντελεστής αναλογικότητας.
Κατά τον υπολογισμό των απωλειών ενέργειας σε ελεύθερο χώρο, ισχύει ένας άλλος κανόνας, δηλαδή 20 dB/dec, δηλ.
Για πραγματικά αστικά μονοπάτια ραδιοφώνου έχουμε
όπου γ=2...5.
Η τιμή του γ δεν μπορεί να είναι μικρότερη από 2, γιατί αυτή η τιμή αντιστοιχεί στον ελεύθερο χώρο.
Από το (1.10) προκύπτει επίσης ότι μια αύξηση στο ύψος εγκατάστασης της κεραίας BS οδηγεί σε αύξηση του επιπέδου σήματος στην είσοδο του δέκτη MS κατά περίπου 6 dB/οκτ.
Μάλιστα ο διπλασιασμός του ύψους εγκατάστασης της κεραίας BS δίνει
(1.12)Για προφανείς λόγους, το ύψος εγκατάστασης της κεραίας MS δεν υπερβαίνει τα 3 m, επομένως η επίδραση του ύψους της στην ενέργεια της γραμμής συνήθως δεν λαμβάνεται υπόψη.
Ο τύπος (1.9) δεν λαμβάνει υπόψη πολλούς παράγοντες που επηρεάζουν τη διάδοση των ραδιοκυμάτων, συγκεκριμένα: την τραχύτητα της επιφάνειας της Γης, την τροποσφαιρική ανάκλαση, το έδαφος και πολλούς άλλους. Επομένως, όταν κάνουν υπολογισμούς, συχνά καταφεύγουν σε υλικά που λαμβάνονται με βάση μετρήσεις και στατιστικό μέσο όρο των αποτελεσμάτων της παρατήρησης.
2 ΜΕΘΟΔΟΙ ΑΥΞΗΣΗΣ ΤΗΣ ΑΠΟΔΟΣΗΣ ΤΩΝ ΚΙΝΗΤΩΝ ΡΑΔΙΟΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΩΝ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ
Η αποτελεσματικότητα του SSPR εξαρτάται από μεγάλο αριθμό παραμέτρων και μπορεί να χρησιμεύσει ως δείκτης της καταλληλότητας του συστήματος για το σκοπό του, υποδεικνύοντας τον βαθμό της τεχνικής του αριστείας και της οικονομικής του σκοπιμότητας. Για να ποσοτικοποιήσετε την αποτελεσματικότητα ενός δικτύου κινητής τηλεφωνίας, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε: χωρητικότητα; αξιοπιστία της μεταφοράς πληροφοριών· αριθμός καναλιών στην εκχωρημένη ζώνη συχνοτήτων· μέγεθος της εξυπηρετούμενης περιοχής· κόστος λειτουργίας· στατιστικές παράμετροι κίνησης και άλλοι παράγοντες.
Συνήθως, η αποτελεσματικότητα του SSPR αξιολογείται από τον αριθμό των συνδρομητών ανά εκχωρημένη ζώνη συχνοτήτων. Αυτή η μέθοδος αξιολόγησης είναι αρκετά σαφής και σας επιτρέπει να συγκρίνετε διαφορετικά συστήματα κινητής ραδιοεπικοινωνίας.
Ας υποθέσουμε ότι τα MS είναι ομοιόμορφα κατανεμημένα στην περιοχή εξυπηρέτησης, η οποία έχει τη μορφή κύκλου ακτίνας R 0 με εμβαδόν
. Κάθε κηρήθρα είναι ένα εξάγωνο με περίμετρο R και εμβαδόν (2.1)Αριθμός BS στην περιοχή εξυπηρέτησης
(2.2)Η διάσταση συστάδας Κ είναι παράμετρος συχνότητας του συστήματος, αφού καθορίζει τον ελάχιστο δυνατό αριθμό καναλιών στο SSPR. Εάν σε κάθε BS το σύνολο αποτελείται από n c με το εύρος ζώνης κάθε καναλιού F k, τότε η συνολική ζώνη συχνοτήτων για το SSPR (λαμβάνοντας υπόψη την επαναληψιμότητα συχνότητας) στην κατεύθυνση μετάδοσης θα είναι
Ο αριθμός των ενεργών συνδρομητών σε όλη την περιοχή της υπηρεσίας είναι ίσος με
Στην περίπτωση αυτή, η αποτελεσματικότητα της χρήσης της εκχωρημένης ζώνης συχνοτήτων (2.3)Από το (2.3) προκύπτει ότι η απόδοση του SSPR δεν εξαρτάται από τον αριθμό των καναλιών στο BS και αυξάνεται με τη μείωση της ακτίνας κυψέλης R. Στην ουσία, αυτό δείχνει ότι με τη μείωση του μεγέθους των κυψελών είναι δυνατό να αυξηθεί η συχνότητα επαναληψιμότητα, δηλ. την ταυτόχρονη χρήση τους στο δίκτυο. Επιπλέον, από τη σχέση (2.3) προκύπτει ότι είναι σκόπιμο να μειωθεί η διάσταση του συμπλέγματος K. Ας εξετάσουμε λεπτομερέστερα την επίδραση της διάστασης του συμπλέγματος στα χαρακτηριστικά του SSPR, ιδίως στο επίπεδο αμοιβαίας παρεμβολής που προκύπτουν από την επαναχρησιμοποίηση λειτουργικών συχνοτήτων (Εικ. 2.1). Η αμοιβαία παρεμβολή μπορεί να χωριστεί σε δύο τύπους.
Πρώτον, οι κινητοί σταθμοί σε κυψέλες συνσυχνότητας παρεμβαίνουν στα κανάλια λήψης του σταθμού βάσης της κυψέλης νούμερο ένα, που βρίσκεται στο κέντρο του Σχ. 2.1 Η αναλογία σήματος/θορύβου στην είσοδο του δέκτη BS καθορίζεται από την έκφραση
(2.4)όπου R pr.b είναι η ισχύς του σήματος MS της κεντρικής κυψέλης στην είσοδο του δέκτη του δικού της BS.
Р sh.b – ισχύς θερμικού θορύβου του δέκτη BS.
R p.m i – ισχύς παρεμβολής από το MS στο αντίστοιχο κελί του i-ου συμπλέγματος του πρώτου κύκλου.
K 1 – ο αριθμός των αντίστοιχων κελιών του πρώτου κύκλου.
Δεύτερον, οι σταθμοί βάσης όλων των κυψελών που ταιριάζουν στον πρώτο κύκλο παρεμβαίνουν στους κινητούς σταθμούς που βρίσκονται στο κεντρικό κελί. Η αναλογία σήματος προς θόρυβο σε αυτή την περίπτωση
(2.5)όπου P pr.m είναι η ισχύς του σήματος BS της κεντρικής κυψέλης στην είσοδο του δέκτη MS της ίδιας κυψέλης.
Р sh.m – ισχύς θερμικού θορύβου του δέκτη MS.
Р p.b1 – ισχύς παρεμβολής από το BS του αντίστοιχου κελιού του i-ου συμπλέγματος του πρώτου κύκλου.
| Κύτταρα που παρεμβάλλονται σε συν-συχνότητες |
Σχήμα 2.1 – Επιρροή του μεγέθους του συμπλέγματος στο επίπεδο της αμοιβαίας παρεμβολής
Για να λάβουμε μια ποσοτική εκτίμηση του επιπέδου αμοιβαίας παρέμβασης, θα κάνουμε μια σειρά από φυσικές υποθέσεις. Πιστεύουμε ότι τα P sh.b και P sh.m μπορούν να παραμεληθούν, καθώς το επίπεδο θορύβου είναι κάτω από το επίπεδο αμοιβαίας παρεμβολής. Πιστεύουμε ότι
, δηλ. Θα εξετάσουμε ένα ισορροπημένο σύστημα. Επιπλέον, λαμβάνουμε υπόψη ότι οι πομποί όλων των MS έχουν την ίδια ισχύ. Το ίδιο ισχύει και για τους πομπούς BS.Τότε έχουμε
(2.6)όπου (2.7)
Για οποιαδήποτε διάσταση συμπλέγματος, υπάρχουν έξι ταιριαστά κελιά στον πρώτο κύκλο, δηλ. Κ 1 =6. Επιπλέον, όλες οι σχετικές αποστάσεις επαναχρησιμοποίησης των καναλιών συχνότητας είναι ίσες, δηλ.
Λαμβάνοντας αυτό υπόψη, η έκφραση (2.7) μπορεί να αναπαρασταθεί στη μορφήΟι κυψελοειδείς επικοινωνίες έχουν καθιερωθεί πρόσφατα τόσο σταθερά στην καθημερινή μας ζωή που είναι δύσκολο να φανταστεί κανείς τη σύγχρονη κοινωνία χωρίς αυτές. Όπως πολλές άλλες μεγάλες εφευρέσεις, το κινητό τηλέφωνο έχει επηρεάσει πολύ τη ζωή μας και πολλούς τομείς της. Είναι δύσκολο να πούμε πώς θα ήταν το μέλλον αν δεν υπήρχε αυτό το βολικό είδος επικοινωνίας. Μάλλον το ίδιο με την ταινία "Back to the Future 2", όπου υπάρχουν ιπτάμενα αυτοκίνητα, hoverboard και πολλά άλλα, αλλά δεν υπάρχει κινητή επικοινωνία!
Αλλά σήμερα, σε μια ειδική αναφορά για, θα υπάρξει μια ιστορία όχι για το μέλλον, αλλά για το πώς είναι δομημένες και λειτουργούν οι σύγχρονες κυψελωτές επικοινωνίες.
Για να μάθω για τη λειτουργία των σύγχρονων κυψελοειδών επικοινωνιών σε μορφή 3G/4G, κάλεσα τον εαυτό μου να επισκεφτεί τον νέο ομοσπονδιακό πάροχο Tele2 και πέρασα όλη την ημέρα με τους μηχανικούς τους, οι οποίοι μου εξήγησαν όλες τις περιπλοκές της μετάδοσης δεδομένων μέσω του κινητού μας τηλέφωνα.
Αλλά πρώτα θα σας πω λίγα πράγματα για την ιστορία των κυψελοειδών επικοινωνιών.
Οι αρχές της ασύρματης επικοινωνίας δοκιμάστηκαν σχεδόν πριν από 70 χρόνια - το πρώτο δημόσιο κινητό ραδιοτηλέφωνο εμφανίστηκε το 1946 στο Σεντ Λούις των ΗΠΑ. Στη Σοβιετική Ένωση, δημιουργήθηκε ένα πρωτότυπο κινητού ραδιοτηλεφώνου το 1957, στη συνέχεια επιστήμονες σε άλλες χώρες δημιούργησαν παρόμοιες συσκευές με διαφορετικά χαρακτηριστικά και μόνο στη δεκαετία του '70 του περασμένου αιώνα στην Αμερική καθορίστηκαν οι σύγχρονες αρχές της κινητής επικοινωνίας, μετά τις οποίες άρχισε η ανάπτυξή του.
Ο Martin Cooper είναι ο εφευρέτης του πρωτότυπου φορητού κινητού τηλεφώνου Motorola DynaTAC, βάρους 1,15 kg και διαστάσεων 22,5 x 12,5 x 3,75 cm
Εάν στις δυτικές χώρες μέχρι τα μέσα της δεκαετίας του '90 του περασμένου αιώνα, οι κυψελωτές επικοινωνίες ήταν ευρέως διαδεδομένες και χρησιμοποιήθηκαν από το μεγαλύτερο μέρος του πληθυσμού, τότε στη Ρωσία μόλις άρχισε να εμφανίζεται και έγινε διαθέσιμο σε όλους λίγο περισσότερο από 10 χρόνια πριν.
Τα ογκώδη κινητά τηλέφωνα σε σχήμα τούβλου που λειτουργούσαν σε φορμά πρώτης και δεύτερης γενιάς έχουν γίνει ιστορία, δίνοντας τη θέση τους σε smartphone με 3G και 4G, καλύτερες φωνητικές επικοινωνίες και υψηλές ταχύτητες Διαδικτύου.
Γιατί η σύνδεση ονομάζεται κυτταρική; Επειδή η περιοχή στην οποία παρέχεται η επικοινωνία χωρίζεται σε ξεχωριστές κυψέλες ή κυψέλες, στο κέντρο των οποίων βρίσκονται οι σταθμοί βάσης (BS). Σε κάθε «κελί» ο συνδρομητής λαμβάνει το ίδιο σύνολο υπηρεσιών εντός συγκεκριμένων εδαφικών ορίων. Αυτό σημαίνει ότι μεταβαίνοντας από το ένα κύτταρο στο άλλο, ο συνδρομητής δεν αισθάνεται εδαφική προσκόλληση και μπορεί να χρησιμοποιήσει ελεύθερα τις υπηρεσίες επικοινωνίας.
Είναι πολύ σημαντικό να υπάρχει συνέχεια σύνδεσης κατά τη μετακίνηση. Αυτό εξασφαλίζεται χάρη στο λεγόμενο handover, στο οποίο η σύνδεση που δημιουργεί ο συνδρομητής συλλέγεται, λες, από γειτονικές κυψέλες σε μια κούρσα αναμετάδοσης και ο συνδρομητής συνεχίζει να μιλάει ή να εμβαθύνει στα κοινωνικά δίκτυα.
Ολόκληρο το δίκτυο χωρίζεται σε δύο υποσυστήματα: το υποσύστημα του σταθμού βάσης και το υποσύστημα μεταγωγής. Σχηματικά μοιάζει με αυτό:
Στη μέση του «κελλιού», όπως προαναφέρθηκε, υπάρχει ένας σταθμός βάσης, ο οποίος συνήθως εξυπηρετεί τρία «κελιά». Το ραδιοφωνικό σήμα από το σταθμό βάσης εκπέμπεται μέσω 3 κεραιών τομέων, καθεμία από τις οποίες στοχεύει στη δική της «κυψέλη». Συμβαίνει πολλές κεραίες ενός σταθμού βάσης να κατευθύνονται σε ένα "κελί". Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι το κυψελοειδές δίκτυο λειτουργεί σε πολλές ζώνες (900 και 1800 MHz). Επιπλέον, ένας δεδομένος σταθμός βάσης μπορεί να περιέχει εξοπλισμό από πολλές γενιές επικοινωνιών (2G και 3G).
Αλλά οι πύργοι Tele2 BS διαθέτουν μόνο εξοπλισμό τρίτης και τέταρτης γενιάς - 3G/4G, καθώς η εταιρεία αποφάσισε να εγκαταλείψει τις παλιές μορφές υπέρ των νέων, οι οποίες βοηθούν στην αποφυγή διακοπών στη φωνητική επικοινωνία και παρέχουν ένα πιο σταθερό Διαδίκτυο. Τακτικά κοινωνικά δίκτυα θα με υποστηρίξουν στο γεγονός ότι στις μέρες μας η ταχύτητα του Διαδικτύου είναι πολύ σημαντική, τα 100-200 kb/s δεν είναι πλέον αρκετά, όπως ήταν πριν από μερικά χρόνια.
Η πιο κοινή θέση για ένα BS είναι ένας πύργος ή ένας ιστός που έχει κατασκευαστεί ειδικά για αυτό. Σίγουρα θα μπορούσατε να δείτε κόκκινους και λευκούς πύργους BS κάπου μακριά από κτίρια κατοικιών (σε χωράφι, σε λόφο) ή όπου δεν υπάρχουν ψηλά κτίρια κοντά. Όπως αυτό, που φαίνεται από το παράθυρό μου.
Ωστόσο, στις αστικές περιοχές είναι δύσκολο να βρεθεί ένα μέρος για να τοποθετηθεί μια τεράστια κατασκευή. Επομένως, στις μεγάλες πόλεις, οι σταθμοί βάσης βρίσκονται σε κτίρια. Κάθε σταθμός λαμβάνει σήματα από κινητά τηλέφωνα σε απόσταση έως και 35 km.
Αυτές είναι κεραίες, ο ίδιος ο εξοπλισμός BS βρίσκεται στη σοφίτα ή σε ένα δοχείο στην οροφή, το οποίο είναι ένα ζευγάρι σιδερένια ντουλάπια.
Ορισμένοι σταθμοί βάσης βρίσκονται σε μέρη που δεν θα μαντεύατε καν. Όπως, για παράδειγμα, στην ταράτσα αυτού του πάρκινγκ.
Η κεραία BS αποτελείται από πολλούς τομείς, καθένας από τους οποίους λαμβάνει/στέλλει ένα σήμα προς τη δική του κατεύθυνση. Εάν η κάθετη κεραία επικοινωνεί με τηλέφωνα, τότε η στρογγυλή κεραία συνδέει το BS με τον ελεγκτή.
Ανάλογα με τα χαρακτηριστικά, κάθε τομέας μπορεί να χειριστεί έως και 72 κλήσεις ταυτόχρονα. Ένα BS μπορεί να αποτελείται από 6 τομείς και να εξυπηρετεί έως και 432 κλήσεις, αλλά συνήθως λιγότεροι πομποί και τομείς εγκαθίστανται στους σταθμούς. Οι φορείς εκμετάλλευσης κινητής τηλεφωνίας όπως το Tele2 προτιμούν να εγκαταστήσουν περισσότερο BS για να βελτιώσουν την ποιότητα της επικοινωνίας. Όπως μου είπαν, εδώ χρησιμοποιείται ο πιο σύγχρονος εξοπλισμός: σταθμοί βάσης Ericsson, δίκτυο μεταφορών - Alcatel Lucent.
Από το υποσύστημα του σταθμού βάσης, το σήμα μεταδίδεται προς το υποσύστημα μεταγωγής, όπου δημιουργείται μια σύνδεση προς την κατεύθυνση που επιθυμεί ο συνδρομητής. Το υποσύστημα μεταγωγής έχει έναν αριθμό βάσεων δεδομένων που αποθηκεύουν πληροφορίες συνδρομητών. Επιπλέον, αυτό το υποσύστημα είναι υπεύθυνο για την ασφάλεια. Για να το θέσω απλά, η αλλαγή έχει ολοκληρωθεί Έχει τις ίδιες λειτουργίες με τις γυναίκες χειριστές που σε συνέδεαν με τον συνδρομητή με τα χέρια τους, μόνο που τώρα όλα αυτά γίνονται αυτόματα.
Ο εξοπλισμός για αυτόν τον σταθμό βάσης είναι κρυμμένος σε αυτό το σιδερένιο ντουλάπι.
Εκτός από τους συμβατικούς πύργους, υπάρχουν επίσης κινητές εκδόσεις σταθμών βάσης που βρίσκονται σε φορτηγά. Είναι πολύ βολικά για χρήση σε φυσικές καταστροφές ή σε πολυσύχναστα μέρη (γήπεδα ποδοσφαίρου, κεντρικές πλατείες) κατά τη διάρκεια διακοπών, συναυλιών και διαφόρων εκδηλώσεων. Όμως, δυστυχώς, λόγω προβλημάτων στη νομοθεσία, δεν έχουν βρει ακόμη ευρεία εφαρμογή.
Για να εξασφαλιστεί η βέλτιστη κάλυψη ραδιοφωνικού σήματος στο επίπεδο του εδάφους, οι σταθμοί βάσης σχεδιάζονται με ειδικό τρόπο, επομένως, παρά την εμβέλεια των 35 km. το σήμα δεν επεκτείνεται στο ύψος πτήσης του αεροσκάφους. Ωστόσο, ορισμένες αεροπορικές εταιρείες έχουν ήδη αρχίσει να εγκαθιστούν μικρούς σταθμούς βάσης στους πίνακές τους που παρέχουν κυψελοειδείς επικοινωνίες μέσα στο αεροσκάφος. Ένα τέτοιο BS συνδέεται με ένα επίγειο κυψελοειδές δίκτυο χρησιμοποιώντας ένα δορυφορικό κανάλι. Το σύστημα συμπληρώνεται από έναν πίνακα ελέγχου που επιτρέπει στο πλήρωμα να ενεργοποιεί και να απενεργοποιεί το σύστημα, καθώς και ορισμένους τύπους υπηρεσιών, για παράδειγμα, απενεργοποίηση της φωνής σε νυχτερινές πτήσεις.
Κοίταξα επίσης το γραφείο του Tele2 για να δω πώς οι ειδικοί παρακολουθούν την ποιότητα των κυψελοειδών επικοινωνιών. Αν πριν από μερικά χρόνια ένα τέτοιο δωμάτιο θα ήταν κρεμασμένο μέχρι το ταβάνι με οθόνες που έδειχναν δεδομένα δικτύου (φόρτωση, αστοχίες δικτύου κ.λπ.), τότε με την πάροδο του χρόνου η ανάγκη για τόσες πολλές οθόνες έχει εξαφανιστεί.
Οι τεχνολογίες έχουν αναπτυχθεί πολύ με την πάροδο του χρόνου και ένα τόσο μικρό δωμάτιο με αρκετούς ειδικούς είναι αρκετό για να παρακολουθεί το έργο ολόκληρου του δικτύου στη Μόσχα.
Μερικές απόψεις από το γραφείο του Tele2.
Σε μια συνάντηση εργαζομένων της εταιρείας συζητούνται σχέδια για την κατάληψη της πρωτεύουσας) Από την αρχή της κατασκευής μέχρι σήμερα, η Tele2 κατάφερε να καλύψει όλη τη Μόσχα με το δίκτυό της και σταδιακά κατακτά την περιοχή της Μόσχας, εκτοξεύοντας περισσότερους από 100 σταθμούς βάσης την εβδομάδα . Δεδομένου ότι πλέον ζω στην περιοχή, είναι πολύ σημαντικό για μένα. ώστε αυτό το δίκτυο να έρθει στην πόλη μου όσο το δυνατόν γρηγορότερα.
Τα σχέδια της εταιρείας για το 2016 περιλαμβάνουν την παροχή επικοινωνιών υψηλής ταχύτητας στο μετρό σε όλους τους σταθμούς στις αρχές του 2016, οι επικοινωνίες Tele2 είναι παρούσες σε 11 σταθμούς: επικοινωνίες 3G/4G στους σταθμούς του μετρό Borisovo, Delovoy Tsentr, Kotelniki και Lermontovsky Prospekt. , "Troparevo", "Shipilovskaya", "Zyablikovo", 3G: "Belorusskaya" (Δαχτυλίδι), "Spartak", "Pyatnitskoye Shosse", "Zhulebino".
Όπως είπα παραπάνω, το Tele2 εγκατέλειψε τη μορφή GSM υπέρ των προτύπων τρίτης και τέταρτης γενιάς - 3G/4G. Αυτό σας επιτρέπει να εγκαταστήσετε σταθμούς βάσης 3G/4G με υψηλότερη συχνότητα (για παράδειγμα, εντός της περιφερειακής οδού της Μόσχας, τα BS βρίσκονται σε απόσταση περίπου 500 μέτρων το ένα από το άλλο) για να παρέχετε πιο σταθερές επικοινωνίες και κινητό Διαδίκτυο υψηλής ταχύτητας, κάτι που δεν συνέβαινε σε δίκτυα προηγούμενων μορφών.
Από το γραφείο της εταιρείας, εγώ, παρέα με τους μηχανικούς Νικηφόρο και Βλαντιμίρ, πηγαίνω σε ένα από τα σημεία όπου πρέπει να μετρήσουν την ταχύτητα επικοινωνίας. Ο Nikifor στέκεται μπροστά σε έναν από τους ιστούς στους οποίους είναι εγκατεστημένος ο εξοπλισμός επικοινωνίας. Αν κοιτάξετε προσεκτικά, θα παρατηρήσετε λίγο πιο αριστερά άλλον έναν τέτοιο ιστό, με εξοπλισμό άλλων φορέων κινητής τηλεφωνίας.
Παραδόξως, οι φορείς εκμετάλλευσης κινητής τηλεφωνίας συχνά επιτρέπουν στους ανταγωνιστές τους να χρησιμοποιούν τις δομές πύργων τους για να τοποθετούν κεραίες (φυσικά με αμοιβαία επωφελείς όρους). Αυτό συμβαίνει γιατί η κατασκευή ενός πύργου ή ιστού είναι μια δαπανηρή πρόταση και μια τέτοια ανταλλαγή μπορεί να εξοικονομήσει πολλά χρήματα!
Ενώ μετρούσαμε την ταχύτητα επικοινωνίας, ο Νικηφόρ ρωτήθηκε πολλές φορές από περαστικές γιαγιάδες και θείους αν ήταν κατάσκοπος)) «Ναι, τζαμάρουμε το Radio Liberty!»
Ο εξοπλισμός φαίνεται πραγματικά ασυνήθιστος από την εμφάνισή του μπορεί κανείς να υποθέσει οτιδήποτε.
Οι ειδικοί της εταιρείας έχουν πολλή δουλειά να κάνουν, λαμβάνοντας υπόψη ότι η εταιρεία έχει περισσότερες από 7 χιλιάδες στη Μόσχα και στην περιοχή. σταθμοί βάσης: περίπου 5 χιλιάδες από αυτούς. 3G και περίπου 2 χιλιάδες. Σταθμοί βάσης LTE και πρόσφατα ο αριθμός των σταθμών βάσης αυξήθηκε κατά περίπου χίλιους.
Σε μόλις τρεις μήνες, το 55% του συνολικού αριθμού των νέων σταθμών βάσης χειριστή στην περιοχή μεταδόθηκε στον αέρα στην περιοχή της Μόσχας. Επί του παρόντος, η εταιρεία παρέχει υψηλής ποιότητας κάλυψη της περιοχής όπου ζει περισσότερο από το 90% του πληθυσμού της Μόσχας και της περιοχής της Μόσχας.
Παρεμπιπτόντως, τον Δεκέμβριο, το δίκτυο 3G της Tele2 αναγνωρίστηκε ως το καλύτερο σε ποιότητα μεταξύ όλων των κεφαλαιουχικών παρόχων.
Αλλά αποφάσισα να ελέγξω προσωπικά πόσο καλή είναι η σύνδεση του Tele2, οπότε αγόρασα μια κάρτα SIM στο πλησιέστερο εμπορικό κέντρο στο σταθμό του μετρό Voykovskaya, με την απλούστερη χρέωση "Very Black" για 299 ρούβλια (400 SMS/λεπτά και 4 GB). Παρεμπιπτόντως, είχα ένα παρόμοιο τιμολόγιο Beeline, το οποίο ήταν 100 ρούβλια πιο ακριβό.
Έλεγξα την ταχύτητα χωρίς να πάω μακριά από το ταμείο. Λήψη - 6,13 Mbps, μετάδοση - 2,57 Mbps. Λαμβάνοντας υπόψη ότι βρίσκομαι στο κέντρο ενός εμπορικού κέντρου, αυτό είναι ένα καλό αποτέλεσμα που η επικοινωνία Tele2 διεισδύει στους τοίχους ενός μεγάλου εμπορικού κέντρου.
Στο μετρό Tretyakovskaya. Λήψη σήματος - 5,82 Mbps, μετάδοση - 3,22 Mbps.
Και στο σταθμό του μετρό Krasnogvardeyskaya. Λήψη - 6,22 Mbps, μετάδοση - 3,77 Mbps. Σταμάτησα στην έξοδο του μετρό. Αν λάβετε υπόψη ότι πρόκειται για τα περίχωρα της Μόσχας, είναι πολύ αξιοπρεπές. Νομίζω ότι η σύνδεση είναι αρκετά αποδεκτή, μπορούμε με βεβαιότητα να πούμε ότι είναι σταθερή, λαμβάνοντας υπόψη ότι το Tele2 εμφανίστηκε στη Μόσχα μόλις πριν από λίγους μήνες.
Υπάρχει μια σταθερή σύνδεση Tele2 στην πρωτεύουσα, η οποία είναι καλή. Ελπίζω πραγματικά ότι θα έρθουν στην περιοχή το συντομότερο δυνατό και θα μπορέσω να εκμεταλλευτώ πλήρως τη σύνδεσή τους.
Τώρα ξέρετε πώς λειτουργεί η κινητή επικοινωνία!
Εάν έχετε μια παραγωγή ή μια υπηρεσία για την οποία θέλετε να πείτε στους αναγνώστες μας, γράψτε μου - Aslan ( [email προστατευμένο] ) και θα κάνουμε την καλύτερη αναφορά, την οποία θα δουν όχι μόνο οι αναγνώστες της κοινότητας, αλλά και ο ιστότοπος http://ikaketosdelano.ru
Εγγραφείτε επίσης στις ομάδες μας στο Facebook, VKontakte,συμμαθητέςκαι στο Google+plus, όπου θα αναρτηθούν τα πιο ενδιαφέροντα πράγματα από την κοινότητα, καθώς και υλικά που δεν υπάρχουν εδώ και βίντεο για το πώς λειτουργούν τα πράγματα στον κόσμο μας.
Κάντε κλικ στο εικονίδιο και εγγραφείτε!
Χαρακτηριστικά σχεδιασμού κεραιών 3bs-2 και ob-2
Μια κεραία τύπου OB-2, συγκεκριμένα, με τη βοήθεια μονωτών, μπορεί να τοποθετηθεί στην αρματωσιά μιας κεραίας τύπου BS-2 (Εικ. 7.45) με πολύ λίγο κόπο και χρήματα. Σε αυτή την περίπτωση, οι κεραίες μπορούν να λειτουργούν ανεξάρτητα η μία από την άλλη, αποτελώντας αμοιβαία ρεζέρβα. Οι κεραίες έχουν γραμμικές αμοιβαία ορθογώνιες πολώσεις, έτσι τα καλώδια του υφάσματος και η αρματωσιά της κεραίας BS δεν έχουν σχεδόν καμία επίδραση στα χαρακτηριστικά της κεραίας OB. Οι κεραίες επιτρέπουν τη διπλή λήψη ραδιοφωνικών σημάτων χρησιμοποιώντας τη μέθοδο διαφοροποίησης πόλωσης.
Οι κεραίες τύπου OB έχουν ένα σχετικά ευρύ λοβό του σχεδίου ακτινοβολίας, το οποίο μειώνει την ατρωσία τους έναντι του θορύβου. Η κεραία OB-E δεν έχει αυτό το μειονέκτημα.
Εικόνα 7.45. Διάταξη της κεραίας OB-2 στην αρματωσιά
κεραίες τύπου BS-2
Τύπος κεραίας OB-E
Κατά την ανάπτυξη, η κεραία OB-E προοριζόταν να χρησιμοποιηθεί σε κέντρα λήψης ραδιοεπικοινωνιών κύριας γραμμής για να αντικαταστήσει τις κεραίες των τύπων BS-2, 2 BS-2, 3 BS-2, οι οποίες είναι οι καλύτερες διαθέσιμες από άποψη απόδοσης, αλλά είναι ογκώδεις, ακριβές, αναξιόπιστες στη λειτουργία και απαιτούν εργασία Η κεραία OB-E έχει υψηλή απόδοση/κόστος C.
Το διάγραμμα κεραίας OB-E φαίνεται στην Εικ. 7.46. Έχει την ένδειξη ΟΒ-Ε, όπου μεγάλο– μήκος κεραίας η– ύψος της ανάρτησης ιστού της κεραίας. Στο Σχ. 7.46 υποδεικνύεται: 1 – επιφάνεια του "εδάφους"; 2, 8 – αγωγοί αντίβαρου. 3–Πηγή EMF (ραδιοπομπός, GSS). 5 – αγωγός με κινούμενο κύμα. 7 – αντίσταση – φορτίο.
Η κεραία είχε την σήμανση OB-E (μονοσύρμα, κινούμενο κύμα), όπου το γράμμα Ε υποδηλώνει την παρουσία άλλου κύματος στον αγωγό, παρόμοιας δομής με το κύμα μι 0 σε έναν στρογγυλό κυματοδηγό, αν κοιτάξετε το άκρο του αγωγού.
Η κεραία OB-E είχε μήκος μεγάλο= 300 m; ισοδύναμη διάμετρος αγωγού οδεύοντος κύματος ρε eq = 280 mm; βαθμολογία αντίστασης φορτίου R n = 200 Ohm; ύψος ανάρτησης η= 3 m Το εύρος συχνοτήτων λειτουργίας της κεραίας OB-E είναι Δ φά= 3 ÷ 30 MHz.
Ρύζι. 7.46. Κεραία ΟΒ-Ε
Η έρευνα έχει αποκαλύψει θεμελιώδεις διαφορές στις αρχές λειτουργίας των κεραιών OB και OB-E. Προτείνουν ότι μια ανακατανομή της ενέργειας ακτινοβολίας λαμβάνει χώρα στον κοντινό καλωδιακό χώρο της κεραίας OB-E, η οποία οδήγησε στη δημιουργία μιας νέας, απλής στο σχεδιασμό και πολύ συμπαγούς σε διάμετρο κεραίας για ραδιοεπικοινωνίες μεγάλων αποστάσεων, η οποία είναι μια "Κεραία κόρνα χωρίς ορατούς τοίχους."
Τα αποτελέσματα των υπολογισμών RP στο οριζόντιο και κατακόρυφο επίπεδο και οι πειραματικές μελέτες που προέκυψαν με χρήση πτερυγίων στις ίδιες συχνότητες φαίνονται στο Σχ. 7.47 και στο Σχ. 7.48. Τα πειραματικά σημεία φαίνονται με σταυρούς.
Ρύζι. 7.47. Υπολογισμένα και πειραματικά μοτίβα ακτινοβολίας της κεραίας OB-E στο οριζόντιο επίπεδο
Ρύζι. 7.48. Υπολογισμένα και πειραματικά μοτίβα ακτινοβολίας της κεραίας OB-E στο κατακόρυφο επίπεδο
Από την ανάλυση των μοτίβων ακτινοβολίας προκύπτει ότι η κεραία OB-E έχει υψηλή ατρωσία θορύβου.
Συγκρότημα κεραιών OB-E
Για τη λήψη σημάτων που φτάνουν σε διαφορετικές γωνίες στο επίπεδο ανύψωσης, δημιουργήθηκε το σύμπλεγμα κεραιών OB-E. Περιλαμβάνει τρεις κεραίες OB-E διαφορετικών μηκών μεγάλο= 60; 120; 240 m, τα οποία είναι προσανατολισμένα στο έδαφος σε ένα γενικό αζιμούθιο.
Το συγκρότημα έχει σχεδιαστεί για λήψη ραδιοκυμάτων στην περιοχή των 10 m λ 100 m, (3 ÷ 30 MHz) με ιονοσφαιρική διάδοση σε μονοπάτια μεγάλων αποστάσεων R > 1000 χλμ. Οι συστάσεις για την επιλογή κεραιών λήψης δίνονται στον Πίνακα. 7.22. Οι παράμετροι της ιονόσφαιρας είναι ασταθείς στο χρόνο και ετερογενείς στο χώρο, επομένως στο σημείο λήψης των ραδιοκυμάτων παρατηρείται αστάθεια των γωνιών pr σε σχέση με τον ορίζοντα και διακυμάνσεις στα επίπεδα πεδίου.
Πίνακας 7.22
| " |
Μια κεραία τύπου OB-2, συγκεκριμένα, με τη βοήθεια μονωτών, μπορεί να τοποθετηθεί στην αρματωσιά μιας κεραίας τύπου BS-2 (Εικ. 7.45) με πολύ λίγο κόπο και χρήματα. Σε αυτή την περίπτωση, οι κεραίες μπορούν να λειτουργούν ανεξάρτητα η μία από την άλλη, αποτελώντας αμοιβαία ρεζέρβα. Οι κεραίες έχουν γραμμικές αμοιβαία ορθογώνιες πολώσεις, έτσι τα καλώδια του υφάσματος και η αρματωσιά της κεραίας BS δεν έχουν σχεδόν καμία επίδραση στα χαρακτηριστικά της κεραίας OB. Οι κεραίες επιτρέπουν τη διπλή λήψη ραδιοφωνικών σημάτων χρησιμοποιώντας τη μέθοδο διαφοροποίησης πόλωσης.
Οι κεραίες τύπου OB έχουν ένα σχετικά ευρύ λοβό του σχεδίου ακτινοβολίας, το οποίο μειώνει την ατρωσία τους έναντι του θορύβου. Η κεραία OB-E δεν έχει αυτό το μειονέκτημα.
Εικόνα 7.45. Διάταξη της κεραίας OB-2 στην αρματωσιά
κεραίες τύπου BS-2
Τύπος κεραίας OB-E
Κατά την ανάπτυξη, η κεραία OB-E προοριζόταν να χρησιμοποιηθεί σε κέντρα λήψης ραδιοφώνου για ραδιοεπικοινωνίες κύριας γραμμής για να αντικαταστήσει τις κεραίες των τύπων BS-2, 2 BS-2, 3 BS-2, οι οποίοι είναι οι καλύτεροι διαθέσιμοι όσον αφορά την απόδοση , αλλά είναι ογκώδη, ακριβά, αναξιόπιστα στη λειτουργία και απαιτούν εργασία στη συντήρηση. Η κεραία OB-E έχει υψηλή αναλογία απόδοσης/κόστους C.
Το διάγραμμα κεραίας OB-E φαίνεται στην Εικ. 7.46. Έχει την ένδειξη ΟΒ-Ε, όπου μεγάλο– μήκος κεραίας η– ύψος της ανάρτησης ιστού της κεραίας. Στο Σχ. 7.46 υποδεικνύεται: 1 – επιφάνεια του "εδάφους"; 2, 8 – αγωγοί αντίβαρου. 3 – Πηγή EMF (ραδιοπομπός, GSS). 5 – αγωγός με κινούμενο κύμα. 7 – αντίσταση – φορτίο.
Η κεραία είχε την σήμανση OB-E (μονοσύρμα, κινούμενο κύμα), όπου το γράμμα Ε υποδηλώνει την παρουσία άλλου κύματος στον αγωγό, παρόμοιας δομής με το κύμα μι 0 σε έναν στρογγυλό κυματοδηγό, αν κοιτάξετε το άκρο του αγωγού.
Η κεραία OB-E είχε μήκος μεγάλο= 300 m; ισοδύναμη διάμετρος αγωγού οδεύοντος κύματος ρε eq = 280 mm; βαθμολογία αντίστασης φορτίου R n = 200 Ohm; ύψος ανάρτησης η= 3 m Το εύρος συχνοτήτων λειτουργίας της κεραίας OB-E είναι Δ φά= 3 ÷ 30 MHz.
Ρύζι. 7.46. Κεραία ΟΒ-Ε
Η έρευνα έχει αποκαλύψει θεμελιώδεις διαφορές στις αρχές λειτουργίας των κεραιών OB και OB-E. Προτείνουν ότι μια ανακατανομή της ενέργειας ακτινοβολίας λαμβάνει χώρα στον κοντινό καλωδιακό χώρο της κεραίας OB-E, η οποία οδήγησε στη δημιουργία μιας νέας, απλής στο σχεδιασμό και πολύ συμπαγούς σε διάμετρο κεραίας για ραδιοεπικοινωνίες μεγάλων αποστάσεων, η οποία είναι μια "Κεραία κόρνα χωρίς ορατούς τοίχους."
