Παρουσίαση πτυχιακής εργασίας Θέμα: Κριτήρια εκχώρησης ραδιοσυχνοτήτων για τη ζώνη των 5,925 GHz – 7,125 GHz για την σταθερή υπηρεσία ξηράς Φοιτητής: Μερμελέγκας Γεώργιος Επιβλέπων καθηγητής: Αναστάσιος Παπατσώρης

Σκοπός Σκοπός της εργασίας είναι ο προσδιορισμός κριτηρίων εκχώρησης ραδιοσυχνοτήτων στο εύρος ζώνης 5,925 GHz – 7,125 GHz. Θα ληφθούν υπόψη εσωτερικοί και εξωτερικοί παράγοντες που επηρεάζουν την μικροκυματική ζεύξη και θα γίνει υπολογισμός της ελάχιστης απαιτούμενης ισχύος εκπομπής.

Προϋπολογισμός ζεύξης (Link Budget) To Link Budget εξασφαλίζει ότι η ισοδύναμη ισοτροπικά ακτινοβολούμενη ισχύς (EIRP) που διατίθεται για τον πομπό διατηρεί ένα προκαθορισμένο επίπεδο υπηρεσίας, που καθορίζεται από το ρυθμό εσφαλμένων bit (BER) καλύτερο από 10-6 και από τη διαθεσιμότητα της σύνδεσης τουλάχιστον για 99,99% του χρόνου.

Προϋπολογισμός ζεύξης (Link Budget) Ο προϋπολογισμός ζεύξης αντιπροσωπεύει όλα τα κέρδη και τις απώλειες από τον πομπό (Τx) προς τον Δέκτη (Rx) σε ένα σύστημα τηλεπικοινωνιών.

Επίπεδο λαμβανόμενου σήματος (RSL)

Fade Margin (M) Ένας από τους κύριους παράγοντες που παίζουν ρόλο στην εξασθένιση του επιθυμητού σήματος (fade margin) είναι η βροχή, καθώς μπορεί να επηρεάσει την διαθεσιμότητας ζεύξης. Πιο συγκεκριμένα θα μελετήσουμε την στατιστική του ρυθμό βροχής σε τοπικό επίπεδο διότι μέχρι σήμερα χρησιμοποιείται μια ενιαία τιμή για την χώρα μας με αποτέλεσμα να γίνεται σπατάλη ενέργειας κατά την εκπομπή ισχύος.

Στοιχεία Υπολογισμού RSL 1. Frequency. Είναι η συχνότητα και χρησιμοποιήσαμε 6GHz. 2. Channel Bandwidth (MHz): Εύρος ζώνης του καναλιού που χρησιμοποιείται. 3. Payload Rate (Mbit/s). Ρυθμός μετάδοσης της πληροφορίας (ωφέλιμο φορτίο). 4. Gross Bit Rate (Mbit/s). Είναι το ωφέλιμο φορτίο (Payload) πολλαπλασιασμένο με έναν παράγοντα Overhead. Without FEC = 1,1 × Payload Rate With FEC = 1,15 × Payload Rate 5. Modulation Scheme. Είναι το Σχήμα Διαμόρφωσης και δίνεται από τον τύπο 2n 4 State, n=2 16 QAM, n=4 32 QAM n=5 128 QAM, n=7 6. Thermal Noise kT (dBW/Hz): Θερμικός Θόρυβος 10 log [k (1,38 x10-23σταθερά Boltzmann's) x T (288 K)]

Στοιχεία Υπολογισμού RSL 7. Rx noise Bandwidth Factor B (dB/Hz): Ένας παράγοντας θορύβου εύρους ζώνης Β. 10 log [1,4 (Gross bit rate / n)] 8. Receiver Noise kTB (dBW): Λαμβανόμενος θόρυβος. Thermal Noise (kT) + Bandwidth Factor (B) 9. Noise Figure (dB): Ο συντελεστής θορύβου (NF) ο οποίος είναι ένας παράγοντας που υπολογίζει το θορύβου του ενισχυτή 10. S/N for BER (dB): Η τιμή του σηματοθορυβικού λόγου (S/N) για ρυθμό μετάδοσης λαθών ανά μονάδα χρόνου (BER) 10-6. 11. Fixed System Losses (dB): Σταθερές απώλειες του συστήματος. 12. Interference Margin (dB): Συντελεστής παρεμβολής από άλλο σύστημα.

Στοιχεία Υπολογισμού RSL χρησιμοποιήσουμε τις τιμές για Noise figure και S/N για BER = 10-6 των πινάκων που δίνονται έτοιμες από το πρότυπο του ETSI TR 101 854

Στοιχεία Υπολογισμού RSL

Υπολογισμός RSL

Υπολογισμός εξασθένισης λόγω βροχόπτωσης Αμέσως μετά θα εξάγουμε τις τιμές του Μ. Βήμα 1: Για τον προσδιορισμό του Μ θα χρησιμοποιήσουμε και το παρακάτω πίνακα ο οποίος είναι έρευνα του κ. Παπατσώρη. Συγκεκριμένα θα λάβουμε τις τιμές για διαθεσιμότητα συστήματος τουλάχιστον 99,99% του χρόνου και αποτελούν στατιστικά ρυθμού βροχόπτωσης.

Υπολογισμός εξασθένισης λόγω βροχόπτωσης

Υπολογισμός εξασθένισης λόγω βροχόπτωσης Βήμα 2: Υπολογίζουμε την ειδική εξασθένηση, γR (dB / km). για την συχνότητα, την πόλωση και το ρυθμό βροχόπτωσης, χρησιμοποιώντας τη Σύσταση ITU-R P.838 .Οι τιμές των συντελεστών για τον υπολογισμό του α και του k, από την ITU 530 για την συχνότητα των 6 GHz, είναι οι εξής: kΗ = 0,0007056 aΗ = 1,5900 kV = 0,0004878 aV = 1,5728 Χρησιμοποιώντας τους παραπάνω συντελεστές βρίσκουμε τα α και τα k. Αφού πλέον έχουμε τα α και τα k μπορούμε να καταλήξουμε στο τύπο:

Υπολογισμός εξασθένισης λόγω βροχόπτωσης Βήμα 3:Υπολογίστε το πραγματικό μήκος ζεύξης deff, του συνδέσμου πολλαπλασιάζοντας το πραγματικό μήκος της διαδρομής με d=200km με ένα παράγοντα απόστασης r. Μια εκτίμηση του παράγοντα αυτού δίνεται από: όπου

Υπολογισμός εξασθένισης λόγω βροχόπτωσης Βήμα 4: Τελικά για να εκτιμηθεί η τελική τιμή του fade margin πολλαπλασιάζουμε το πραγματικό μήκος ζεύξης deff με την ειδική εξασθένιση γR. Συνοπτικά δίνεται από την παρακάτω σχέση:

Αποτελέσματα εξασθένισης λόγω βροχόπτωσης

Αποτελέσματα εξασθένισης λόγω βροχόπτωσης

Αποτελέσματα εξασθένισης λόγω βροχόπτωσης

Αποτελέσματα εξασθένισης λόγω βροχόπτωσης

Αποτελέσματα εξασθένισης λόγω βροχόπτωσης

Αποτελέσματα εξασθένισης λόγω βροχόπτωσης

Υπολογισμός Median Rx input Level Στον πίνακα που ακολουθεί εξετάζονται οι τιμές του πίνακα RSL, προστιθέμενες σε αυτές η εξασθένιση της βροχόπτωσης για οριζόντια πόλωση για το λαμβανόμενο επίπεδο ισχύος.

Υπολογισμός Median Rx input Level

Υπολογισμός ισχύς σήματος εκπομπής Tx Θα παράγουμε την εκπεμπόμενη ισχύς σήματος με το τύπο του friss συνυπολογισμένη με το ποσό της εξασθένισης της βροχόπτωσης ώστε να βρούμε την ελάχιστη απαιτούμενη ισχύ εκπομπής. Ο τύπος του Friss: Στην περίπτωση μας μετασχηματίσαμε την εξίσωση του friss ως προς την εκπεμπόμενη Ισχύ Pt και χρησιμοποιήσαμε τις παρακάτω τιμές: Pr= Oι τιμές του πίνακα RSL που έχουμε υπολογίσει. Gt= 20 db Gr= 20 db d= 200 km c= 300.000.000 m/s f= 6 GHz

Υπολογισμός ισχύς σήματος εκπομπής Tx

Ισχύς εκπομπής σήματος για διαφορετικές πολώσεις

Συμπεράσματα Υιοθετώντας τα κριτήρια εκχώρησης συχνοτήτων, η αρμόδια αρχή διαχείρισης φάσματος ραδιοσυχνοτήτων δύναται να: 1)Μεγιστοποιήσει τον παράγοντα επαναχρησιμοποίησης συχνότητας για συχνότητες της Σταθερής Υπηρεσίας Ξηράς. 2)Μεγιστοποιήσει το όφελος για τους χρήστες αλλά και την Ελληνική Πολιτεία. Εκχωρήσεις που πλέον ακολουθούν όλα τα παραπάνω κριτήρια θα εκπέμπουν με την αναγκαία κατά γεωγραφική περιοχή ισχύ εκπομπής, και όχι υπερβολική όπως γίνεται σήμερα λόγω της υιοθέτησης ενός γενικού αυξημένου ρυθμού βροχόπτωσης R0.01% που εφαρμόζεται καθολικά για όλη τη χώρα.

Τέλος Παρουσίασης Ευχαριστώ!