Mobil aloqa tizimlari infrastrukturasida chastotaviy-hududiy

3.2. Mobil aloqa tizimlari infrastrukturasida chastotaviy-hududiy
rejalashtirish
ChHRning ruhsat etiladigan ko’rsatgichlarini aniqlash
Buning asosiy vazifasi tizim ichidagi elektromagnit moslashuvchanlikni
(EMM) ta’minlashdan iborat. Tizim ichidagi EMM ko’rilayotgan Radioaloqa
Tizimida (RAT) joylashgan turli elementlar va mos keluvchi chastotalarda
ishlochi, murakkab radioaloqa tizimida Qabul Qilib-Uzatuvchi (QQ-U) qurilmalar
orasidagi halaqitli radiosignallar (HR) vujudga keluvshi sababli kerak. Murakkab
RATlarga muhitning ikki nuqtasida joylashgan, juft QQ-U ni o’zida mujassam
etuvchi elementar RATlarning ma’lum bir sonidan iborat (ular orasida ma’lumotlar
albatta uzatilishi kerak) RATlardan iborat. Murakkab RATlariga ko’p bo’limli
Radiorele Liniya (RRL)lari, radiokirishli abonent tizimlar, sotali, yo’ldoshli aloqa
tizimlar va harakatdagi radioaloqa tizimlari kiradi. Shuni ham ta’kiglab o’tish
kerik-ki, tizimosti EMMning isosiy muammosi bo’lib, shuningdek RATning
vazifasi ham –bu, chastota resusrlarini (radiochastotalar polosasi) tejashdir. Ularga
murakkab RATning tarkabiga kiruvchi ayrim (ba’zida esa hamma) elementar
RATlarning ishchi chastotalaridan “qayta va qayta” foydalanish orqali erishiladi.
O’z navbatida chastotadan qayta foydalanish tizimosti HRlarni vujudga kelishiga
olib keladi. Murakkab SRTlarda chastotadan qayta foydalanishlar soni qanchalik
ko’p bo’lsa, HR ham shunchalik ko’p bo’ladi va ChHRning vazifasi hamda EMM
muammosining yechimi ham murakkab bo’ladi.
ChHRning asosiy vazifalaridan biri - bu mos keluvchi chastotalarda
ishlovchi, elementar RATlarning QQ-Ulari orasidagi minimal-ruhsat etiladigan
(koordinatsion) masofani (KM) aniqlashdir. KMning ma’nosi shuki, halaqitli
radiosignallar (HR) ta’sir qilayotgan, qabul qilgich va HR manbasi - uzatgich
orasidagi shunday masofaga teng-ki, bunda qabul qilgich kirishidagi HRning
quvvati, o’sha qabul qilgich uchun (uning harakteristikalariga bog’liqdir) ruhsat
etiladigan HRga teng bo’lishi kerak. Shuningdek, qabul qilgich kirishida o’sha HR
orqali vujudga kelgan halaqitlar darajasining kattaligini tengligi o’z orniga egadir.
Raqamli RATlarda KM hisob-kitobining chegaralari (kriteriy) sifatida
T
M
+
(P
ruh hat
) raqamli trakt chiqishidagi ruhsat etiladigan foizlarning belgilangan
hatoliklar ehtimolligi HR ta’siri bilan tushntiriladi. Biroq EMM me’yorlarining
konkret chegaralari, analogli RATlardagidek berilmaydi. Ruhsat etiladigan
umumiy foizlarning belgilangan hatoliklari T
M
+
(P
ruh hat
) quyidagicha hisoblanadi:
T
+
(P
ruh hat
)
ruh
= T
S
+
(P
ruh hat
)
ruh
+ T
M
+
(P
ruh hat
)
ruh
+ T
1
M
+
(P
ruh hat
)
ruh
,
(3. 1)
Bu yerda T
S
+
(P
ruh hat
)
ruh
– ko’rilayotgan qabul qilgich kirishidagi asosiy
(foydali) radiosignal (FR) tufayli P
ruh hat
oshish foizi:
T
M
+
(P
ruh hat
)
ruh
- barcha tizimosti HR ta’siri tufayli P
ruh hat
oshish foizi:
T
1
M
+
(P
ruh hat
)
ruh
– boshqa RATlardan kelayotgan barcha tashqi HRlar ta’siri
tufayli P
ruh hat
oshish foizi.
Qabul qilgich chiqishida hatoliklar yuzaga kelishi jarayoni quyidagi
belgilanishlar orqali ifodalanadi:
T
S
+
(P
ruh hat
)
ruh
=a·T
+
(P
ruh hat
)
ruh
;
T
M
+
(P
ruh hat
)
ruh
=b·T
+
(P
ruh hat
)
ruh
;
(3.2)
T
1
M
+
(P
ruh hat
)
ruh
=c·T
+
(P
ruh hat
)
ruh
;
Bu yerda a,b,c koeffisetntla quyidagiga teng
a+b+c=1,
(3.3)
bunda c (3.4)
(3.1) tengligini chap tarafi loyihalashtirish orqali aniqlangan ma’lumotlardan
ma’lum, ular keyinchalik qisqartirilib T
E
bilan belgilangan. Shunda (3.4) ni
hisobga olgan holda (3.1)ning tashkil etuvchilarini konkret ruhsat etiladigan
belgilanishlarini aniqlash mumkin. Masalan, a,b, va c koefisentlarini belgilanishlari
quyidagicha tanlangan bo’lishi mumkin: a=0,8; b=0,1; c=0,1.
ChHRning ruhsat etiladigan ko’rsatkichlarini anilash jarayonida
ko’rilayotgan SRTning strukturasini hisobga olish kerak, ya’ni RRLda qancha
bo’g’in mavjud, SRTda nechta sota bor va ular MS bilan qanday bog’langan.
Shu boisdan quyida SRT turlarining umumiy strukturasi keltirilgan bo’lib,
ular ChHRning ruhsat etiladigan ko’rsatkichlarini aniqlashda hisobga olish kerak.
Zamonaviy SRTlar tizimga yuklanayotgan barcha vazifalarni bajarilishini
ta’minlovchi, elementlar hamjihatligini o’zida namoyon etadi..MS va BS orasidagi
bog’lovchi liniyalar (BL), raqamli bog’lovchi RRLlar (BRRL) va boshqa turdagi
BLlar orqali tashkil etilgan bo’lishi mumkin. Shu asnoda SRTda ikki AS orasida
tarkibiy aloqa kanali tashkil etiladi: AS
1
-BS
1
-MS-BS
2
-AS
2
.
Shuningdek bu kanallarning qismlari BS
1
-MS va MS-BS
2
N-bo’limli va M-
bo’limli BRRLlar orqali tashkil etiladi. Odatda eng yomon vaziyatga ko’ra hisob-
kitob qilinib, bu holatda MSdan eng uzoq sotalarda joylashgan 2 ta abonentning
joy;ashuvi hisobga olinadi. Bu sotaning BSi BRRL bilan bog’langan bo’ladi va
undagi bo’g’inlar soni boshlang’ich ma’lumotlarga ko’ra, SRTning konkret
strukturasiga asoslangan holda aniqlanadi.Shuni ham ta’kidlab o’tish jiozki,
odatda, boshlang’ich loyihalashtirishda SRT strukturasi bir jinsli deb hisoblanadi,
ya’ni, hamma sotalar, BS antennalarining o’lchamlari bir hil va BRRL bo’g’milari
uzunliklari ham bir hil.
Yuqorida aytib o’tilgan abonentlar orasidagi tarkibiy uzatish kanali va
ko’rilayotgan SRTning strukturasini hisobga olsak, quyidagi tenglikni keltirib
chiqarish mumkin:
T
N
=2·T
sota
+2·T
RRL
,
(3.5)
bu yerda, T
sota
– aloqaning nomo’tadilligi, sotadagi halaqitlar uchun:
T
RRL
– aloqaning nomo’tadilligi, BRRLdagi halaqitlar uchun.
Umumqabul qilingan uslubiyatga ko’ra (3.5)ni 9:1 ko’rinishiga keltiramiz,
2·T
sota
=0,9·T
N;
2·T
RRL
=0,9·T
N,
Shunda
T
sota
=0,45·T
N
; T
RRL
=0,05·T
N
.
(3.6)
Endi T
sota
va T
RRL
ning sota va RRLda mavjud bo’lganhalaqitlarning
moslashishini ham hisobga olish kerak. T
sota
uchun quyidagi tenglikni yozish
mumkin:
T
sota
=T
a sota
+T
h sota
+T
h
1
sota
,
(3.7)
Bunda, T
a sota
– AS-BS hududidagi radiosignalar qotishiga asoslangan,
sotadagi aloqaning nomo’tadilligi; uni quyidagiga tenglashtirish mumkin:
T
a sota
=(0,5…0,8)·T
sota
:
(3.8)
T
h sota
- HRni o’sha SRTdagi boshqa sotalar ta’siri bilan hamjihatligiga
asoslangan, sotadagi aloqaning nomo’tadilligi:
T
h sota
=(0,1…0,4)·T
sota
;
(3.9)
T
h
1
sota
– HRni boshqa radioaloqa tizimlari bilan ta’siriga asoslangan,
sotadagi aloqaning nomo’tadilligi: T
h
1
sota
=0,1·T
sota
gat eng deb qabul qilinadi.
Shunimgdek, so’nggisi o’sha SRTni boshqa RATlar bilan tizimlararo
EMMning hisob-kitobini hisoblash uchun ishlatiladi.
(3.6)ni hisobga olgan holda sotali ChHR strukturasining ko’rsatkichlarini
hisoblash mumkin:
T
a sota
=0.36·T
N
; T
h sota
=0,45·T
N
.
(3.10)
Shuni ham ta’kidlab o’tish kerakki, berilgan ko’rsatkichlarda (3.8),(3.9)dagi
koefiisentlarni tanlashda T
h sota
≥1% tengligini ta’minlash maqsadga mufoffiqdir.
Aks holda hisob-kitobga ko’ra, SRT infrastrukturasidagi tizimosti EMM shartlarini
ta’minlashda sezilarli muammolarga duch kelinishi mumkin.
Demak, T
RRL
- BRRL tarmog’ining ChHRini ruhsat etiladigan ko’rsatkichi
deb hisoblanishi mumkin.
Sotalardagi sektorlar soni va klaster hajmini hisoblash
Ma’lumki, N
kl
klasterning hajmi MATlarining ko’rsatkichlariga ikkilamchi
ta’sir ko’rsatadi. Bir tomondan klasterning kattalashtirilishi tizimosti halaqitlar
darajasining kamayishiga olib kelsa, ikkinchi tomondan efirda tizim band
qilayotgan radiochastotalar polosasini kengayishiga olib keladi. Bundan ko’rinib
turibdiki, loyihalashtirishda N
kl
ning ayrim optimal belgilanishlarini avvalo hisob-
kitob bilan ta’minlash kerak, keyin esa amaliyotda qo’llash kerak.
N
kl
ning aniqlanishi yoki optimal belgilanishlarini hisoblash nazariy jihatdan
bir qator faktorlarni qati’y hisobga olinishi bilan farqlanadi. Sotada radiosignalni
tarqalish shartlarini aniqroq ajratilish imkonini beruvchi hisob-kitob usuli mavjud,
ya’ni sotalar orasidagi bir hil chastotada ishlovchi foydali radiosignallar (FR), va
halaqitli radiosignallar (HR)ni ajratish. Boshqa usul esa bunday ajratishlarni
hisobga olmaydi, shuning uchun hisoblashlar hajmi sezilarli darajada kamayadi va
eng asosiysi, birinchi usulda talab etiladigan sota radiusining hajmisiz, N
kl
ni
aniqlash ehtimolligi oshishini ta’minlaydi. Ammo bu usulda hisob-kitob
qilinayotganda qo’llanilishi juda chegaralangan juda murakkab metematik hisob-
kitoblardan foydalanishga to’g’ri keladi.
N
kl
ni hisoblash uchun [3.6 va 3.7]da ko’rsatilgan kombinatsion usuldan
foydalanamiz. Buning uchun SRTdagi radiosignallarni susayishini sotadagi foydali
radiosignallar (FR) va sotalararo halaqitli radiosignallar (HR)ning o’zaro
munosabatini hisoblash orqali erishiladi. Shu maqsadda hozirgi kunda universal va
umumfoydalanuvchi model sifatida COST-231 qabul qilingan bo’lib, u HATA
modelining takomillashtirilgan modeli hisoblanadi va u quyidagi ko’rinishga ega:
k=α+β·lg(R):
α=46,3+33,9·lg(f)-13,82·lg(h
a bs
)+C
M
:
(3.11)
β=44,9-6,55·lg(h
a bs
),
bu yerda, k – radiosignalning kamayishi,dB; f – radiosignalning o’rtacha
chasatotasi,MGs; h
a bs
– Bs antennasining balandligi,m; R – radiosignalning
tarqalish masofasi,km; C
M
– hudud turiga bog’liq bo’lgan parametr.
COST-231 modelida hududlarni 5 turga bo’lishdan foydalaniladi:
-katta shahar (KSh) yoki qurilishlar zichligi yuqori bo’lgan shahar hududi,
uning uchun C
M
=3dB;
-o’rtacha shahar (O’Sh) yoki qurilishlar zichligi o’rtacha bo’lgan shahar
hududi, uning uchun C
M
=0dB;
-kichik shahar (KiSh) yoki qurilishlar darajasi kichiik bo’lgan shahar
hududi, uning uchun C
M
=-2[lg(f/28)]
2
-5,4;
-qishloq hududi (QH), uning uchun C
M
=-4,78[lg(f)]
2
+18,33lg(f)-35,94;
-ochiq hudud (OH), uning uchun C
M
=-4,78[lg(f)]
2
+18,33lg(f)-40,94.
Klaster hajmiyligi q
M
qabul qilgichi kirishidagi signal-halaqit munosabati
(SHM)ga to’g’ri proportsionaldir, u esa o’z navbatida o’sha nuqtadagi FR va HR
quvvatlarining munosabati orqali aniqlanadi. (3.11) hamda, yuqoridagilarni
hisobga olib, i-nchi HRning ta’siriga asoslanib, bir turdagi SRT sotasi
chegarasidagi SHM quyidagi ko’rinishga ega:
q
M1
=β·lg(q
kl i
),
(3.12)
bu yerda q
kl I
- q
k
parametriga va sotaning strukturasiga bog’liq bo’lgan
parametr.
Demak, (3.12)da ko’rinib turibdiki, klaster hajmini hisoblash uchun β
tarkibiga kiruvchi BS antennasining balandligini aniqlash kerak.
Tizimosti EMM shartlari bajarilishini ta’minlash maqsadida va shu bilan
birga SRTdagi klaster hajmini kamaytirish uchun sotalarni sektorlashdan
fodalaniladi. Bir turdagi MATlarda M
sek
lar soni 1, 3, 6 ko’rinishlariga ega.
Quyidagi shartlarni bajarish uchun ko’rilgan qatordagi M
sek
sonini iloji boricha
kamaytirish maqsadga mufoffiqdir:
T
h∑
≤T
h sota
,
(3.13)
bu yerda, T
h∑
- mos keluvchi chastotalarda ishlovchi boshqa sotalardan kelayotgan
HRlar ta’sirining summasi.
SRTdagi HRlar soni M
sek
ga bog’liqdir. M
sek
=1 da HRlar soni 6 ga teng
bo’lib, ular turli R
h i
masofalardan ta’sir ko’rsatadi va quyidagiga erishiladi:
T
h∑
= T
h1
+ T
h2
+ T
h3
+ T
h4
+ T
h5
+ T
h6
,
(3.14)
bu yerda T
h I
– R
h I
masofadagi i-nchi HR ta’sirining foizi.
T
h I
quyidagicha aniqlanadi:
T
h i
= F(Ψ
h i
),
(3.15)
bu yerda F(Ψ
h i
) – Ψ= Ψ
h i
da 3.1-rasm orqali aniqlanadi va quyidagicha ko’rinishga
ega:
Ψ
h I
= (q
h i
– q
h ruh
)/S
(3.16)
bu yerda q
h ruh
– ruhsat etiladigan SHM. Odatda SRT standartida uni yana
himoyaviy munosabat deb ham aytishadi, S – HR qotishining chuqurligi parametri
bo’lib, uni 3.2-rasmda ko’rsatilgan grafik otqali aniqlash mumkin.
3.1-rasm. Odatiy qonun boyicha tarqalishning integral funksiyasi
3.2-rasm. Qotishlar taqsimlanishi qonuning standart chetlanishi
M
sek
=1 uchun yuqoridagi munosabatlarga mos ravishda 6 ning q
h i
belgilanishi quyidagicha aniqlanadi:
q
h1
=B·lg(q
kl
-1);
q
h2
=B·lg(
1
2
-
+
|