Telekomunikacja Bezprzewodowa (ćwiczenia - zajęcia 1, 2, 3) TZI Semestr 2 mgr inż. Marcin Parzy

Informacje ogólne Konsultacje Program zajęć Warunki zaliczenia Propagacja sygnału w wolnej przestrzeni i rzeczywistych warunkach Budżet mocy łącza Modelowanie kanałów w warunkach chwilowych Obliczenia poziomu sygnałów za pomocą modeli propagacyjnych Obliczenia S/I dla różnych konfiguracji komórek i różnych systemów (FDMA, TDMA i CDMA) Podstawowe obliczenia ruchu telekomunikacyjnego w komórkach i ich wymiarowanie Konsultacje ? www.et.put.poznan.pl/~mparzy mparzy@et.put.poznan.pl Warunki zaliczenia dopuszczalne max. 2 nieobecności nieusprawiedliwione ( więcej – zwolnienie lekarskie) kolokwium (wstępnie - zajęcia 7 i 14) – terminy zostaną podane na zajęciach aktywność na zajęciach (maksymalnie pół oceny górę przy pozytywnym zaliczeniu kolokwium) kolokwium poprawkowe i wpisy do indexów(zajęcia 14 lub 15) Literatura H. Bogucka „Projektowanie i obliczenia w radiokomunikacji. Wybrane zagadnienia”, Wydawnictwo Politechniki Poznańskiej

Propagacja sygnału w wolnej przestrzeni i rzeczywistych warunkach Miara decybelowa Zysk anteny Tłumienie sygnału w przypadku propagacji drogi bezpośredniej oraz dla propagacji wielodrogowej Wykorzystano materiały do zajęć z następujących stron: skrypt H. Bogucka „Projektowanie i obliczenia w radiokomunikacji” http://www.ire.pw.edu.pl/zrk/PL/SRKO/p_srk.pdf http://www.cyberbajt.pl/wiedza_obliczenia/ http://www.kt.agh.edu.pl/~brus/satelity/studenci.html

Miara decybelowa Decybel, dB – logarytmiczna jednostka miary równa 1/10 bela. Decybeli używamy w sytuacji, gdy chcemy porównywać wielkości zmieniające się liniowo w bardzo szerokim zakresie, a interesują nas zmiany względne (np. procentowe). Jednostką podstawową jest bel [B], jednak przyjęło się używać jednostki pochodnej – 10 razy mniejszej czyli 1 dB = 0,1 B (stąd przedrostek decy). Wartości wyrażane w decybelach odnoszą się do stosunku dwóch wielkości P do pewnej wielkości odniesienia P0 W decybelach w telekomunikacji często wyraża się moc dBm to jednostka miary mocy odniesiona do 1 mW (dB odniesiony do mW - stąd nazwa dBm). Moc wyrażona w dBm mówi o ile decybeli moc ta jest większa (lub mniejsza) od mocy 1 mW. dBW to jednostka miary mocy (dB odniesiony do W - stąd nazwa dBW)

Propagacja sygnału radiowego w wolnej przestrzeni (1) Antena nadawcza emituje moc PT w wolną przestrzeń Zysk kierunkowy anteny w danym kierunku - GT Gęstość mocy w danym kierunku Moc odbierana w odległości d przez antenę o powierzchni skutecznej AR Powierzchnia skuteczna anteny wynosi

Propagacja sygnału radiowego w wolnej przestrzeni (2) Ostatecznie uzyskujemy wzór ogólny na odbiór sygnału w dowolnym przypadku Tłumienie wolnej przestrzeni (FSL) GT = GR = 1 W mierze logarytmicznej

Zadanie 1 Oblicz tłumienie wolnej przestrzeni (FSL) w odległości 100 m od anteny nadawczej, jeżeli sygnał nadawany jest na częstotliwości 450 MHz? WNIOSEK: Tłumienie wzrasta wraz z częstotliwością oraz odległością od źródła sygnału! (patrz rysunek do zadania 1).

Zadanie 1 (wykres)

Zadanie 2 Rozważmy transmisję radiową w wolnej przestrzeni i załóżmy, że do odbiornika dociera tylko fala bezpośrednia bez odbić. Anteny nadawcza i odbiorcza mają zyski GT = GR = 1.6. Obliczyć względny spadek mocy sygnału transmitowanego o częstotliwości nośnej f = 1 GHz oraz jego opóźnienie propagacyjne, jeżeli antena odbiorcza znajduje się w odległości d równej 1m (odp. -28.3dB, 3.33ns) 10m (-48.3dB, 33.33ns) 100m (-68.4dB, 333.33ns) Ponów obliczenia dla następujących danych (GT) dB =17 dB, (GR) dB =0 dB, f = 2,1 GHz

Zadanie 3 Uzasadnij dlaczego tłumienie sygnału w wolnej przestrzeni wzrasta wraz ze zwiększaniem częstotliwości fali? Podaj przykład.

Wielodrogowość (1)

Wielodrogowość (2)

Wielodrogowość (3) ai – współczynnik odbicia i-tej drogi sygnału di – i-ta droga sygnału do odbiornika – przesunięcie fazowe

Wielodrogowość (4) Przy dwudrogowości moc odebrana jest odwrotnie proporcjonalna do czwartej potęgi odległości (w skali logarytmicznej oznacza to spadek o 40dB na dekadę odległości). W ogólnym przypadku:

Zadanie 4 Wyznaczyć względny spadek mocy sygnału w przypadku transmisji radiowej, jeżeli sygnał dociera do odbiornika po dwóch drogach: bezpośredniej i odbitej od ziemi. Współczynnik odbicia od ziemi wynosi a = -1. Antena nadawcza znajduje się na wysokości h1, natomiast antena odbiorcza na wysokości h2 nad poziomem gruntu. Odległość pomiędzy antenami wynosi d i jest dużo większa od wysokości anten. Rysunek -> slajd Wielodrogowość(3) Wykresy dla h1 = 100m, h2 = 3m, P0 =0Dbm; częstotliwości podane na wykresach

Zadanie 4 – wykres 1 h1 = 100 m, h2 = 3 m

Zadanie 4 – wykres 2 h1 = 100 m, h2 = 3 m

Zadanie 5 Wyznaczyć względny spadek mocy sygnału na wejściu do odbiornika znajdującego się w odległości d = 20 m od nadajnika, jeżeli transmisja odbywa się w hipotetycznym środowisku wewnątrz budynku, w pomieszczeniu, którego wysokość od podłogi do sufitu h = 10 , a anteny dwóch komunikujących się terminali znajdują się na tej samej wysokości 1,5m. Przyjmujemy, że transmisja odbywa się po trzech ścieżkach: bezpośredniej w linii widzenia (LOS), odbitej od sufitu i odbitej od podłogi (trójdrogowość). Współczynniki odbicia od sufitu i podłogi wynoszą a2 = a3 = -0.7, częstotliwość sygnału radiowego wynosi f = 1800 MHz, oraz że zyski anten nadawczej i odbiorczej są równe GT = GR = 1.6.

Zadanie 6 Rozważmy transmisję sygnału radiowego o częstotliwości f = 1 GHz w hipotetycznym środowisku wewnątrz budynku, w pomieszczeniu, którego wysokość od podłogi do sufitu wynosi h = 10 m, a anteny dwóch komunikujących się terminali znajdują się na wysokości 5m. Przyjąć, że transmisja odbywa się po dwóch ścieżkach: bezpośredniej w linii widzenia (LOS), oraz ścieżce o przebiegu: terminal1 – sufit – podłoga – sufit – terminal 2 (tj. złożonej z potrójnego odbicia od sufitu i podłogi). Współczynnik odbicia od sufitu wynosi -0,7 a od podłogi -0,8. Oblicz spadek mocy względem mocy odniesienia P0 , jeżeli terminale znajdują się w odległości 24m.

Dziękuję za uwagę.