Таблица 2.3
Параметр	Область применения модели Хата
			Расширенная
	Основная
			Совпадает с основной
Рабочая частота, МГц	От 150	до 1500
			До 80
Протяженность трассы,	От 1	до 20
км			От 1,5 до 400
Высота антенны БС, м	От 30 до200
			Совпадает с основной
Высота антенны АС, м	От 1	до 10

Область использования модели Хата меньше области использования модели Окамуры. Аппроксимирующие выражения по модели Хата совпадают с результатами Окамуры с точностью до 1 дБ в пределах основной области и с меньшей точностью в пределах расширенной области.

Для предсказания уровня сигнала на трассах короче 1 км существуют другие модели.

2.3. ПРИНЦИПЫ ТЕРРИТОРИАЛЬНОГО ПЛАНИРОВАНИЯ СИСТЕМ

Определение зоны уверенного приема. Для однородной сети с регулярной структурой граница зоны уверенного приема - это окружность. Задача сводится к определению радиуса такой окружности. В свою очередь, значение радиуса зависит от того, как сформулировано условие уверенного приема.

В общем виде условие уверенного приема

~	(2.23)
pпр(r,L,50) ≥ pc .

где ~pc - уровень пороговой мощности сигнала на входе приемника с учетом энергетического запаса с−ш .

Предположив, что условие (2.23) должно выполняться на границе соты в 50 % точек окружности, запишем

~

,

(2.24)

pм(r0 ) = pc

Преобразуя левую часть, получим

~

pм(R

)

−10n lg(r0 / R

(2.25)

) = pc ,

откуда

~

pм(R

)−pc

r0 =10

10n

R

.

(2.26)

Таким образом (2.26) определяет максимально-допустимое значение радиуса соты при условии, что на ее границе медианная мощность сигнала превышает пороговое значение в 50 % точек. Принимая во внимание, что медианная мощность сигнала подчиняется логарифмически-нормальному распределению, а ее уровень - нормальному, отметим, что вероятность выполнения (2.24) определяется функцией Лапласа, аргумент которой определяется выражением

32

~			(2.27)
WL =[pc −pпр(r,L,50)]/ σL .
Отсюда получим
~			(2.28)
pпр(r,L,50) = −WLσL + pc .
Запишем уровень мощности
pпр (r,L,50) = k0 −10n lg (r / R ),			(2.29)
где
k0 =10lg K0 (R ) =		м(R ).	(2.30)
	p
Подставив (2.29) в (2.28) и~положив R* = 1 км, запишем
WL =[pc −k0 +10n lg r]/ σL .			(2.31)

Для территории, на границе которой медианный уровень сигнала превышает пороговый с заданной вероятностью, определим ее радиус из соотношения

~
lg(rL / R ) =	WLσL + k0 − pc	,	(2.32)
	10n
и вероятность выполнения неравенства
χL = F(−WL ).			(2.33)

При R* = 1 км получим радиус территории вокруг БС, на границе которой медианная мощность сигнала превышает пороговое значение в L процентах точек:

		0.1W		σ
	rL =10
		L	n r0 .		(2.34)
Алгоритм расчета этой величины:
1.	Найти средний уровень медианной мощности сигнала
	PM = K0 (R* )(r / R* )−n				(2.35)
где n	– показатель затухания,	R*	= 1км – эталонная		длина трассы,

PM (R* ) = K0 (R* ) .

2.Рассчитать радиус соты для L = 50 % по (2.26).

3.Определить вероятность выполнения неравенства (2.23)χL = 0.01L% .

Получить функцию Лапласа согласно (2.33) от аргумента с противоположным знаком.

4. По таблицам Лапласа по значению функции определить ее аргумент (−WL ) . Изменить знак аргумента, если необходимо и полученное значение подставить в (2.34).

Согласно (2.34) уменьшение радиуса территории при увеличении вероятности устойчивой связи на ее границе зависит также от отношения ε=σL / n , выраженного в децибелах. Пример расчета дан в табл. 2.4.

						Таблица 2.4
L,%	F(−WL )	WL	r	/ r ,приε =1дБ	r	/ r , приε = 2дБ
			L	0	L	0
50	0	0		1		1
						33

75	0.50	-0.68	0.855	0.67
90	0.75	-1.29	0.74	0.71

Статистические характеристики мощности сигнала. Рассмотренные модели предсказания уровня сигнала позволяют определить усредненное медианное значение уровня мощности, ожидаемое в 50% точек на расстоянии r от БС и в течение 50% времени наблюдения – величину pM (r) = pMLT (r,50%,50%). При проектировании систем определяют вероятность установления связи на заданной территории.

			Таблица 2.5
Мешающая станция	Расстояние от мешающей станции до АС
	Эффективная модель 1		Эффективная модель 2
М1	d1 =3.606r0		d1 = 4.359r0
М2	d2 = 4r0		d2 = 4r0
М3	d3 = d1		d3 = d1
В этой задаче случайная величина
	x = рм = рпр(r,L,50)		(2.36)

изменяется по закону медленных замираний, т.е. распределена по нормальному закону. Поскольку для нормального закона совпадают среднее

значение и медиана, то X = pм(r) и σ2 = σ2L , причем дисперсия по

местоположению может быть выбрана из табл. 2.1 и 2.2. Вероятность того, что значение случайной величины превышает пороговое, показывает интегральная функция распределения

M
F(x > M) =1− ∫w(x)dx =1−F(w) = F(−W),	(2.37)
−∞
где М- пороговоезначение случайной величины.
W
F(W) = (1/ 2π) ∫exp(−t2 / 2)dt,	(2.38)
−∞
функция Лапласа;
W = (M −X) / σ	(2.39)

- аргумент функции Лапласа.

По (2.11) и (2.12) можно вычислить, например, вероятность того, что сигнал на входе приемника превышает чувствительность приёмника. В такой

~	- уровень пороговой мощности, аргумент функции Лапласа
задаче M = pc
	~	σL.
W0 =(M −X) / σ =[pc −рпр(r,L,50)]/

34

3. ПОМЕХОУСТОЙЧИВОЕ КОДИРОВАНИЕ В СИСТЕМАХ МОБИЛЬНОЙ РАДИОСВЯЗИ

3.1. ОБЩИЕ ПРИНЦИПЫ И МЕТОДЫ КОДИРОВАНИЯ

Особенностью радиолиний по сравнению с кабельными линиями является повышенный уровень помех и искажений передаваемого сигнала. При цифровой передаче данных результатом этого являются ошибочные решения приемной стороны относительно значения переданного символа. Для обнаружения и исправления возникающих ошибок применяется помехоустойчивое кодирование, суть которого сводится к введению избыточности в передаваемое сообщение. В двоичном случае каждому сообщению из k информационных бит сопоставляется кодовое слово длиной п > k бит (символов) согласно некоторому правилу кодирования.

Важнейшей характеристикой кода является скорость передачи

Rk = k n .

(3.1)

Так как для безизбыточного кода Rk =1, то (3.1) показывает, за счет

какого снижения скорости передачи достигается требуемая достоверность приема. Поэтому основная задача построения хорошего кода состоит в минимизации избыточности, гарантирующей необходимое качество передачи.

Возможны случаи, когда биты передаваемого сообщения неравноценны по степени влияния их искажений на восстанавливаемое сообщение. При этом разумно раздельно закодировать группы информационных битов, отводя большую избыточность группам с большей ответственностью. Так, для речевого кодека выделяются и защищаются кодом старшие разряды коэффициентов периодов основного тона, коэффициентов усиления (всего 30 из 137 бит). Для защиты остальных бит вводится значительно меньшее число избыточных символов.

Помехоустойчивое кодирование иначе называется канальным кодированием, поскольку предназначается для нейтрализации канальных помех. В системах мобильной связи канальное кодирование выполняется в несколько этапов, как показано на рис. 3.1.

Блочный

Сверточный

Переме-

Шифро-

код

код

жение

вание

На

Информационные

биты

модулятор

Рис. 3.1. Канальное кодирование

35