Берик СБТ2


Кіріспе
Сымсыз байланыс желісі WLAN - байланыс үшін және түйіндер аралығында жоғары жиілікті радиотолқындар таратуды пайдаланатын локальді есептеу желінің түрі. 1997 жылы ІЕЕЕ 802.11 сымсыз желілері үшін стандарт қабылданды. Қазір бұл стандарт жетіліп жатыр және өзіне бірнеше бөлімдер кіргізеді, соның ішінде үш локальді желіні атап өтуге болады: 802.11a, 802.11b, 802.11g. Осы аталған локальді желілердің атқаратын қызметтері, ерекшеліктерімен қатар кемшіліктері де болады. Сапалы байланыс желісін орнатуға да мүмкіндік артты.
Сонымен сымсыз желілердің болашағы зор. Өзінің кемшіліктеріне оның ішіндегі ең негізгісі - беру ортасының қорғалмағандығына қарамастан олар абоненттердің кабельді қажет етпейтін қарапайым қосылуын, желінің мобильдігін, жұмсақтығы мен масштабтылығын қамтамасыз етеді.Осы есептік - графикалық жұмыста локальді байланыс желісін жобалау кезінде, мысалы, DWL-2100AP типті сымсыз мүмкіндік нүктесінің әрекетінің Wi-Fi құрылғысы қашықтығы немесе DWL-G132 типтегі сымсыз адаптері бос кеңістікке арналған жоғалтулар формулаларымен шығарылуы мүмкін.
DWL-2100AP – кәсіпорын желілері үшін көп функциялы сымсыз кіру нүктесі, сымсыз желі құрылғыларға қосылу үшін базалық станция қажет, олар 802.11b және 802.11g стандарттарымен жұмыс жасайды.
Тапсырма № 1
Бірінші және екінші кестедегі нұсқалар бойынша сымсыз мүмкіндік нүктесі және сымсыз адаптерлер әртүрлі R, Мбит/с жылдамдықта байланыс жұмыс жасайтын d, м аралықты анықтау.
d, м аралықты және R, Мбит/с жылдамдықтағы сызба тұрғызу (Рқаб–қабылдағыштың сезімталдығы ).
Антенна-фидерлік жолда, яғни сымсыз нүктелері және олардың антенналарының арасында  жоғалтулар жоқ.
Excel-ді қолдана отырып есептеулерді шығарып және графигін салуды ұсынамыз.Бастапқы берілген мәндер (сынақ кітапшасының №123346):
1 кесте
Сынақ кітапшасының сонғы саны 0
Рқаб3 Кестені қараРтар-2100AP и DWL-G132: 16 дБ/Вт
GАтар, DWL-2100AP: 2 дБ
GАқабDWL-G132: 0 дБ
ξП, ξС0,99
ηФПРД, ηФПРМ0,9
2 кесте
Сонғысының алдындағы саны 2
Арна 3
Орталық жиілік, МГц 2422
3 кесте - қабылдағыш сезімталдығының таратқыш жылдамдығына  тәуелділігі
Сезімталдық, РПРМ, дБм-66 -71 -76 -80 -83 -85 -86 -87
Жылдамдық, R, Мбит/с54 48 36 24 18 12 9 6
Қысқаша теориялық мәліметтер.
DWL-2100AP типті сымсыз мүмкіндік нүктесінің әрекетінің Wi-Fi құрылғысы қашықтығы немесе DWL-G132 типтегі сымсыз адаптері бос кеңістікке арналған жоғалтулар формулаларымен шығарылуы мүмкін. Үлкейту шамасы 1-ге тең изотопты қабылдағыш және таратқыш антенналар үшін басты жоғалтулар таратқыштарының формуласы:
                         (1)
мұндағы:  – бос кеңістіктегі жоғалтулар, дБ; 
f – байланыс системасы жұмыс жасайтын арнаның орталық жиілігі; 
d – екі нүктенің арасындағы қашықтық;
Қабылданған сигналдың берілген сапасы таратқыш қуатына байланысты. - арқылы жүйенің жалпы пайдасы анықталады. Ол келесі теңдеуге тең:
(2)
мұндағы: Рқаб – берілген таратқыш жылдамдығындағы қабылдағыш кірісінің радиосигнал қуаты (берілген жылдамдықтағы қабылдағыш сезімталдығымен анықталады);
Ртар – таратқыш қуаты;
ηтар.ф, ηқаб.ф – қабылдайтын және тарататын фидердің  ПӘК-і;
Gтар.а, Gқаб.а –тарататын  және қабылдайтын  антенналарының күшейту коэффициенті;
LПРД- коаксиалды кабель жалғанатын және тарату жолындағы сигнал жоғалту;
LПРМ - коаксиалды кабель жалғанатын және қабылдау жолындағы сигнал жоғалту.
                                        (3)
мұндағы:  SOM (System Operating Margin) –радиобайланыс энергетикасындағы қор (дБ). Байланыстың ұзақтығына (өсетін шығындар),  кері әсерін тигізетін маңызды факторларды ескереді. Сондай-ақ:
- қабылдағыш сезімталдығының және таратқыштың шығыс қуатының температуралық ығысуы (дрейф);
- барлық мүмкін болған атмосфералық құбылыстар: тұман, қар, жаңбыр.
Параметр SOM негізінде  10 дБ-ге тең деп алынады.
Бірінші теңдеуден d қашықтық тең:
(4)
№ 1 тапсырманың орындалуы:
Ркаб = - 66 дБмВт, жылдамдығы 54 Мбит/с.FSL - ді (2) және (3) теңдеуден анықтаймыз:

Байланыс R = 54 Мбит/с жылдамдықпен тұрақты жұмыс істейді, енді (4) теңдеудің көмегімен d - қашықтығын табамыз:

Ркаб = - 71 дБмВт, жылдамдығы 48 Мбит/с.

Байланыс R = 48 Мбит/с жылдамдықпен тұрақты жұмыс істейді, (4) теңдеудің көмегімен d - қашықтығын табамыз:

Ркаб = - 76 дБмВт, жылдамдығы 36 Мбит/с.

Байланыс R = 36 Мбит/с жылдамдықпен тұрақты жұмыс істейді, (4) теңдеудің көмегімен d - қашықтығын табамыз:

Ркаб = - 80 дБмВт, жылдамдығы 24 Мбит/с тең.

Байланыс R = 24 Мбит/с жылдамдықпен тұрақты жұмыс істейді, (4) теңдеулердің көмегімен d - қашықтығын табамыз:

Ркаб = - 83 дБмВт, жылдамдығы 18 Мбит/с тең.

Байланыс R = 18 Мбит/с жылдамдықпен тұрақты жұмыс істейді, енді (4) теңдеудің көмегімен d - қашықтығын табамыз:

Ркаб = - 85 дБмВт, жылдамдығы 12 Мбит/с тең.

Байланыс R = 12 Мбит/с жылдамдықпен тұрақты жұмыс істейді, енді (4) теңдеудің көмегімен d - қашықтығын табамыз:

Ркаб = - 86 дБмВт, жылдамдығы 9 Мбит/с тең.

Байланыс R = 9 Мбит/с жылдамдықпен тұрақты жұмыс істейді, енді (4) теңдеудің көмегімен d - қашықтығын табамыз:

Ркаб = - 87 дБмВт, жылдамдығы 6 Мбит/с тең.

Байланыс R = 6 Мбит/с жылдамдықпен тұрақты жұмыс істейді, енді (4) теңдеудің көмегімен d - қашықтығын табамыз:

4 кесте - Есептеуден алынған нәтиже
РтарGАтар, GАқабξПξСηФқабηФтарn f PқабR Lвd
16 0 2 0,99 0,99 0,9 0,9 3 2422 -66 54 97,78 0,76353
16 0 2 0,99 0,99 0,9 0,9 3 2422 -71 48 102,78 1,357769
16 0 2 0,99 0,99 0,9 0,9 3 2422 -76 36 107,78 2,414493
16 0 2 0,99 0,99 0,9 0,9 3 2422 -80 24 111,78 3,826713
16 0 2 0,99 0,99 0,9 0,9 3 2422 -83 18 114,78 5,405375
16 0 2 0,99 0,99 0,9 0,9 3 2422 -85 12 116,78 6,804964
16 0 2 0,99 0,99 0,9 0,9 3 2422 -86 9 117,78 7,635296
16 0 2 0,99 0,99 0,9 0,9 3 2422 -87 6 118,78 8,566943

Сурет - Қашықтықтың жылдамдыққа тәуелділігі
Тапсырма № 2
Жиіліктің мынадай аралығында (5 кесте) жұмыс жасайтын  мобильдік байланыстың (толқын ұзындығы λ = есептеу) қалалық ұялы желісіндегі  мобильдік терминал, бұрыштық сектордағы азимут  бойынша 180° қа тең  базалық станция сигналының қоршаған орта заттарынан кескіндерді қабылдайды
Анықтау керек:
1) Горизонталь жазықтықта кеңістікті екі дүркін таратылған қабылдауды қамтамасыз ету үшін мобильдік терминалдың екі антеннасы арасындағы кеңістіктегі таратуды.
2) Мобильдік терминал, қабылданған сигнал кейбір жоғары амплитудадан төменгі амплитудаға  дейін өзгеруі үшін қандай жолдан өтуі керек.
3) Мобильдік терминал қозғалысының жылдамдығы кезінде (V мәні кестеде) мобильдік терминал жылдамдығының қозғалысы әсерінен  сигналдың доплерлік шашырау аралығы арқылы сигнал корреляциясының уақытша аралығын анықтау керек.
 
 5кесте – Бастапқы деректер
Сынақ кітапшасының соңғы саны 0
f, ГГц 2
Сынақ кітапшасының алдыңғы  саны 2
V, км/сағ 60
 
№ 2 тапсырманың орындалуы
1) Қабылдау нүктесіне келіп түсетін көпсәулелі сигнал, сәйкес келетін кординаттар бойынша қуат спектрлері бар  шашырату қызметтерімен: кідіріс бойынша шашырауы, доплерлік жиілік бойынша  және келіп түсу бұрышы бойынша сипатталады. Қуаттың бұл спектрлерінің Фурье түрлендіруі корреляциялық қызметті көрсетеді, яғни шашырау қызметінің өлшеу сәйкестігін кері өлшеу дәлелі (Фурье түрлендіру сипаты). Жалпы алғанда Фурье түрлендіруі - уақыттық функцияны х(t) жиіліктік функцияға X(jw) түрлендіру, бұл порцесс тура түрлендіру деп аталады. Ал, керісінше өз жолында х(t) сигналын өзінің спектрі арқылы да қалпына келтіруге болады, яғни жиіліктік функцияны X(jw) уақыттық функцияға х(t) түрлендіру - кері түрлендіру деп аталады. Фурье түрлендіруінің негізі спектральді талдау болып табылады, ең жоғарғы спектрін таңдап, оған шектеу жасайда.
Корреляциялық қызметтің ені сигналды таратудың  қажетті аралығын анықтайды, сәйкесінше: жиілік бойынша, уақыт бойынша және қабылдау сигналының бөгеу тұрақтылығындағы сигнал өшуінің азаюы әсерін көру мақсатымен таратылған қабылдау ұйымы кеңістігі бойынша.
2) Теория корреляцияның келесі аралықтарын бекітеді:
-қабылдау нүктесіне келіп түсетін кескінделген сигналдар арқылы θРАС бұрыш секторы болса, онда сигналдың  кеңістік корреляция аралығы (жеткізілген сигналдардың қажетті кеңістіктік жеткізілуі):
                          (5)
Сондай-ақ мынадай жағдайдатең болады:
(6)
Сонымен қатар сигнал иілгіштігі жоғарыдан төменге қарай, кеңістіктегі корреляция аралығында немесе уақытша корреляция аралығында өзгеріп отырады (2.1 Сурет):

2.1 Сурет - Екі сәуленің гармоникалық тербелісін көрсететін қисық
Корреляция қашықтығы (6) теңдеу бойынша мынаған тең:

Сонымен корреляция қашықтығы сигнал интервалын максимумнан минимумға өзгертеді, яғни қабылданған сигнал кейбір жоғары амплитудадан төменгі амплитудаға  дейін өзгеруі үшін мобильдік терминал осы жолмен жүруі тиіс.
3) Егер толқын қабылдағыш ортаға байланысты қозғалса, онда толқын дөңестерінің (толқын ұзындығы) аралығындағы арақашықтық қозғалыс жылдамдығына және қозғалыс бағытына байланысты болады. Егер қабылдағыш бағыт бойынша қоректену көзіне қарай қозғалса, яғни оған жіберілген толқынды қуып жетеді немесе толқын ұзындығы азаяды, егер сөндірілген жағдайда – толқын ұзындығы артады. Яғни  Доплер тиімділігі– қабылдағыш қозғалысымен немесе оның қоректену көзінің шақырылған қозғалысымен тіркелген қабылдағыш арқылы жиіліктің және толқын ұзындығының өзгеруінен орын алады.
Сондай-ақ  толқын жиілігінің өзгерісі мобильді абонент қозғалысының жылдамдығымен байланысты.
(7)
мұндағы: ҒД - қозғалмалы абонентке қатынасы бойынша толқын жиілігі;
         Ғ - қозғалмайтын  абонентке қатынасы бойынша толқын жиілігі;
 абоненттің қозғалу жылдамдығы  (қозғалыс кезінде қоректену көзіне оң және қозғалыс кезінде қоректену көзіне теріс);
с - жарық жылдамдығы.
Жиіліктің өзгеруі төмендегідей анықталады:
(8)
Ал уақытша корреляция аралығы былай анықталады:

Сонымен, қозғалмалы абонентке қатынасы бойынша толқын жиілігі
.                        
Жиіліктің өзгеруі:
Уақытша корреляция аралығы:
ҚорытындыҚарастырылған жұмысты қорытындылай келе, байланыс қашықтығының таралу жылдамдығынан тәуелділігін есептедік. Сымсыз мүмкіндік нүктесі және сымсыз адаптерлер әртүрлі R, Мбит/с жылдамдықта байланыс жұмыс жасайтын d, км аралықты анықтадық.d, км аралықты және R, Мбит/с жылдамдыққа қатысты сызбаны Excel-ді қолдана отырып есептеулерді шығарып және графигін тұрғыздық.
Горизонталь жазықтықта кеңістікті екі дүркін таратылған қабылдауды қамтамасыз ету үшін мобильдік терминалдың екі антеннасы арасындағы кеңістіктегі таратуды қарастырдық. Корреляция қашықтығы сигнал интервалын максимумнан минимумға өзгертеді. Мобильдік терминал - осы жолмен жүруі керектігін анықтадық.Мобильдік терминал қозғалысының жылдамдығы кезінде мобильдік терминал жылдамдығының қозғалысы әсерінен  сигналдың доплерлік шашырау аралығы арқылы сигнал корреляциясының уақытша аралығын анықтадық.
Қолданылған әдебиеттер
Ратынский М.В.   Основы сотовой связи / Под ред. Д.Е. Зимина. - М.: Радио и связь, 2000. – 356 с.
Коньшин С.В. Технологии беспроводной связи: Учебное пособие. - Алматы: АИЭС, 2003.
Коньшин С.В., Демидова Г.Д., және т.б. Сымсыз байланыс технологиялары. Радиотехника, электроника және телекоммуникациялар мамандығы студенттері үшін дәрістер жинағы.
Коньшин С.В., Сабдыкеева Г.Г. Теоретические основы систем связи с подвижными объектами: Учебное пособие. – Алматы: АИЭС, 2002.
Агатаева Б.Б., Сарженко Л.И., Зайцев Е.О. Сымсыз байланыс технологиясы. Есептік-сызба жұмыстарға әдістемелік нұсқаулар (5В071900 – Радиотехника, электроника және телекоммуникациялар мамандығының студенттеріне арналған). – Алматы: АУЭС, 2013. –  26 б.

Приложенные файлы

  • docx 8832243
    Размер файла: 121 kB Загрузок: 0

Добавить комментарий