Technika
Radiowa
Projekt propagacyjny
stacji bazowej GSM o
zasięgu użytkowym 1 km
w centrum miasta
Mateusz Waligórski
Mateusz
Maciejewski
Michał Turski
Co to jest stacja
bazowa?
Stacja bazowa BTS (Base Transceiver
Station) jest częścią sieci telefonii
bezprzewodowej. Składa się z kilku
zestawów anten. Każdy zestaw zawiera
jedną antenę nadawczą i jedną antenę
odbiorczą oraz inne urządzenia do
pomiaru natężenia sygnału. Zasięg
sygnału z jednej BTS stanowi komórkę
sieci.
• Umieszczenie anteny nadawczej.
Ze względu na wykorzystanie
istniejących zabudowań - antena
została umieszczona na
sześciokondygnacyjnym budynku z
zamontowanym masztem.
• Zastosowano antenę KATHREIN 736
350 o danych parametrach:
]
[
21 m
h
n
Wysokości anten
Źródło:
www.kathrein.pl
Rys. Ilustracja umieszczenia anteny nadawczej
• Wysokość na jakiej umieszczona jest
antena odbiorcza jest to wysokość na
której przeciętna osoba trzyma terminal
komórkowy (telefon komórkowy) w
czasie rozmowy. Dla naszych rozważań
przyjmijmy, że:
]
m
[
,
h
o
5
1
Określenie rodzaju
propagacji
• Długość fali dla systemu GSM900:
• Pozorna wysokość anteny dla
polaryzacji pionowej:
f
c
Gdzie:
c - prędkość światła
f – częstotliwość pracy
]
[
33
,
0
m
4
1
2
2
60
1
2
m
h
Gdzie:
-
przenikalność elektryczna gruntu
- długość fali
- konduktancja gruntu
4
1
2
4
2
10
33
,
0
60
1
4
2
33
,
0
m
h
]
[
11
,
0
m
h
m
]
[
5
,
1 m
h
o
]
[
21 m
h
n
2
2
]
[
5
,
31
]
[
01
,
0
m
o
n
o
n
m
h
h
h
m
h
h
m
h
Stąd wniosek, że
jest to: propagacja
przestrzenna
Dla środowiska miejskiego
przyjmujemy:
4
m
S
4
10
Stąd
• Efektywna wysokość anteny
nadawczej (h
1
)
]
[
21
11
,
0
21
2
2
2
2
1
m
h
h
h
m
n
•
Efektywna wysokość anteny odbiorczej (h
2
)
]
[
5
,
1
11
,
0
5
,
1
2
2
2
2
0
2
m
h
h
h
m
•
Wyliczenie zasięgu horyzontu radiowego d
H
]
[
23
)
5
,
1
21
(
4
)
(
4
km
h
h
d
o
n
H
Strona odbiorcza
• Moc czułościowa odbiornika GSM:
• Zysk energetyczny anteny
odbiorczej w odniesieniu do dipola
półfalowego:
]
[
1
10
1
10
90
12
10
90
pW
W
dBm
P
c
dBd
G
o
0
dBi
dBi
G
dB
dBd
dBi
G
o
o
15
,
2
]
[
15
,
2
0
• Zysk energetyczny anteny
odbiorczej względem anteny
izotropowej:
64
1
10
10
15
,
2
,
G
o
w skali liniowej:
• Natężenie pola elektrycznego wokół
anteny odbiorczej:
Strona nadawcza
• Zysk energetyczny anteny nadawczej
względem anteny izotropowej:
m
V
m
V
E
G
P
E
c
c
c
163
10
163
33
,
0
64
,
1
480
10
1
480
6
2
2
12
2
0
2
6
,
5
10
]
[
5
,
7
10
5
,
7
n
n
G
dBi
G
wartość podana przez
producenta
w skali
liniowej:
• Moc doprowadzona do anteny
nadawczej:
(wyliczona na podstawie wzoru na natężenie pola
elektrycznego dla propagacji przestrzennej)
]
[
109
5
,
1
21
6
,
5
69
1000
33
,
0
)
10
16
,
0
(
69
69
2
2
2
4
2
2
3
2
2
2
4
2
2
2
0
W
P
h
h
G
d
E
P
d
h
h
G
P
E
n
o
n
n
c
n
n
n
n
c
• Tłumienność użytego kabla
Zastosowano kabel H1000 o tłumieniu ≈0,13 [dB/m] przy
częstotliwości 900[MHz].
Źródło:
www.e2000.gdynia.pl
gdzie:
l - długość przewodu od urządzeń nadawczych do anteny
k - tłumienie przewodu w [dB/m]
dB
m
dB
m
k
l
K
m
dB
k
m
l
91
,
0
13
,
0
7
13
,
0
7
•
Tłumienie sygnału w kablu od nadajnika do anteny
w skali liniowej:
23
,
1
10
10
91
,
0
K
• Moc nadajnika po uwzględnieniu
tłumienności przewodu:
W
W
P
K
P
n
N
134
109
23
,
1
W
P
N
134
Gdzie:
P
N
- moc nadajnika
K- tłumienność kabla
P
n
- moc doprowadzona do anteny nadawczej
• Efektywna izotropowa moc
wypromieniowana przez antenę
nadawczą
]
[
610
6
,
5
]
[
109
W
W
G
P
EIRP
n
n