Методика определения совокупной эквивалентной изотропно-излучаемой мощности, создаваемой применениями высокой плотности в фиксированной службе при связи пункта с пунктом, работающих в диапазонах частот выше 30 ггц

1 Метод моделирования

1.1 Введение

В данной Рекомендации представлены методики, которые могут быть использованы для расчета с.э.и.и.м. передающих станций П-П ВП-ФС, которые могут быть применены администрациями, желающими оценить возможные помехи, создаваемые станциями П-П ВП-ФС другим службам, подверженным помехам, при обсуждении на национальном и двустороннем уровне. Методики, приведенные в данной Рекомендации, могут быть использованы администрациями, желающими ответить на раздел решает в Резолюциях 75 (ВКР-2000) и 79 (ВКР-2000), в качестве основы для дальнейшего исследования.

Для разработки математической модели, которая позволяет оценить эквивалентную совокупную мощность помех, излучаемых П-П сетями ВП-ФС, было применено моделирование таких сетей, используя в качестве примера диапазон частот 38 ГГц. Однако результаты расчета не зависят от частоты. Совокупная мощность выражается в параметрах числа передатчиков, усиления антенн и уровнях мощности передатчиков и суммируется (логарифмически) по более низкому показателю, чем 10 log N, где N – количество передатчиков.

В данном разделе приведена методика определения совокупной излучаемой мощности от распределения П-П ВП-ФС с использованием компьютерного моделирования.

Для определения совокупной излучаемой мощности, эквивалентной мощности одного передатчика, расположенного на краю сети ближе всех к приемнику станции, подверженному помехам, П-П передатчики ВП-ФС были промоделированы путем варьирования количеством передатчиков, усилением антенн, углами места и азимута антенн. В данном случае, общая излучаемая мощность определяется в параметрах совокупной эквивалентной изотропно-излучаемой мощности (с.э.и.и.м.). Для данного моделирования это сумма мощностей излучения от сети передатчиков, распределенных по территории, принимаемая в пункте, расположенном на некотором расстоянии, и скорректированная с учетом потерь в свободном пространстве между этим пунктом и ближайшим передатчиком, т. е.:

                дБВт^*, (1)

где

L_fs : потери в свободном пространстве.

1.2 Параметры системы

В качестве входных параметров модели были рассмотрены три коэффициента усиления антенн 28, 36 и 44 дБи. Для определения диаграммы направленности излучения типовой антенны была взята Рекомендация МСЭ-R F.1245. В имитационной модели была принята мощность передатчика 20 дБВт, но абсолютное значение мощности не так важно. В расчете также не учитывалось влияние поляризации.

Для того, чтобы суммировать сигналы от всех П-П передатчиков, контрольные принимающие станции с изотропными антеннами с усилением 0 дБи были расположены на расстоянии 50, 100 и 150 км от края сети.

1.3 Аналитическое моделирование

Рисунок 1

С подключением большего количества антенн распределение вероятности изменяется. На рисунке 2 представлено распределение от 12 случайно вращающихся антенн. На рисунке 2 показано, что формируются два распределения: мощность от главного лепестка одной антенны объединяется с мощностью от боковых лепестков других антенн в сети и достигает уровня мощности порядка 90 дБВт (эквивалентно около 68 дБВт при поправке на потери в свободном пространстве), в то время как более ассиметричное распределение формируется боковыми лепестками всех антенн на более низких уровнях мощности. При увеличении количества передатчиков этот нижний пик от боковых лепестков антенны увеличивается по абсолютному значению до тех пор, пока он окончательно не поглотит пик от главного лепестка, и распределение достигнет логарифмически нормального распределения, как показано в примерах на рисунке 3.

РИСУНОК 2

Распределение уровней мощности от 12 случайно расположенных антенн

РиСУНОк 3

Варьируемое количество передатчиков было распределено в виде равномерной сетки, вписанной в зоны в форме круга диаметром 25 км, и моделирование было повторено для зон диаметром 15 км и 35 км.

Для того чтобы получить оценку вероятных уровней совокупной мощности при расчете помех, целесообразно рассмотреть наихудшие случаи значений помех, полученные при моделировании, которые с поправкой на потери в свободном пространстве, эквивалентны наихудшему случаю совокупной излучаемой мощности от сети передатчиков. Так как величина этих распределений продолжает увеличиваться в процессе моделирования, то также возрастает уровень наихудшего случая для мощности помех, и была проведена обширная серия испытаний в объеме, при котором значение наихудшего случая продолжало расти с увеличением времени моделирования. После первоначального резкого роста было обнаружено замедление темпов роста. Моделирование проводились шагами в 1 с и 1 мин., и после определенного количества таких повторов, стало понятно, что разницы между ними практически нет. Чем все большее количество передатчиков добавлялось при моделировании, тем значительнее снижалась скорость моделирования. Все моделирование, использованное при анализе, проводилось со скоростью 100 000 шагов в 1 минуту для уверенности в том, что результаты отражают сопоставимые риски.