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产品描述

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西门子电机1FL6024-2AF21-1MA1

3 无线传播特性

移动通信的传播如图5-02中的曲线所示,总体平均值随距离减弱,但信号电平经历快慢衰落的影响。慢衰落是由接受点周围地形地物对信号反射,使得信号电平在几十米范围内有大幅度的变化,若移动台在没有任何障碍物的环境下移动,则信号电平只与的距离有关。所以通常某点信号电平是指几十米范围内的平均信号电平。这个信号的变化呈正态分布。标准偏差对不同地形地物是不一样的,通常在6-8dB左右。快衰落是叠加在慢衰落信号上的。这个衰落的速度很快,每秒可达几十次。除与地形地物有关,还与移动台的速度和信号的波长有关,并且幅度很大,可几十个dB,信号的变化呈瑞利分布。快衰落往往会降低话音质量,所以要留快衰落的储备。

无线电波在自由空间的传播是电波传播研究中较基本、较简单的一种。自由空间是满足下述条件的一种理想空间:1. 均匀无损耗的无限大空间,2. 各项同性,3. 电导率为零。应用电磁场理论可以推出,在自由空间传播条件下,传输损耗Ls的表达式为:

Ls=32.45+20lgf+20lgd

自由空间基本传输损耗Ls仅与频率f和距离d有关。当f 和d扩大一倍时,Ls均增加6dB,由此我们可知GSM1800基站传播损耗在自由空间就比GSM900基站大6个dB。

陆地移动信道的主要特征是多径传播,实际多径传播环境是十分复杂的,在研究传播问题时往往将其简化,并且是从较简单的情况入手。仅考虑从基站至移动台的直射波以及地面反射波的两径模型是较简单的传播模型。两径模型如图5-04所示,应用电磁场理论可以推出,传输损耗Lp的表达式为:Lp=20lg(d2/(h1*h2))


5.4 常用的两种电波传播模型

◆ Okumura电波传播衰减计算模式
GSM900MHz主要采用CCIR推荐的Okumura电波传播衰减计算模式。该模式是以准平坦地形大城市区的中值场强或路径损耗作为参考,对其他传播环境和地形条件等因素分别以校正因子的形式进行修正。不同地形上的基本传输损耗按下列公式分别预测。

L(市区)=69.55+26.16lgf-13.82lgh1+(44.9-6.55lgh1)lgd-a(h2)-s(a)
L(郊区)=64.15+26.16lgf-2[lg(f/28)]2-13.82lgh1+(44.9-6.55lgh1)lgd-a(h2)
L(乡村公路)=46.38+35.33lgf-[lg(f/28)]2-2.39(lgf)2-13.82lgh1+(44.9-6.55lgh1)lgd-a(h2)
L(开阔区)=28.61+44.49lgf-4.87(lgf)2-13.82lgh1+(44.9-6.55lgh1)lgd-a(h2)
L(林区)=69.55+26.16lgf-13.82lgh1+(44.9-6.55lgh1)lgd-a(h2)


其中:

f----工作频率,MHz
h1---基站天线高度,m
h2---移动台天线高度,m
d----到基站的距离,km
a(h2)---移动台天线高度增益因子,dB
a(h2)=(1.1lgf-0.7)h2-1.56lgf+0.8(中,小城市)
=3.2[lg(11.75h2)]2-4.97(大城市)
s(a)---市区建筑物密度修正因子,dB;
s(a)=30-25lga (5%<a≤50%)
=20+0.19lga-15.6(lga)2 (1%<a≤5%)
=20 (a≤1%)

◆ Cost-231-Walfish-Ikegami电波传播衰减计算模式
GSM 1800 MHz主要采用欧洲电信科学技术研究联合推荐的"Cost- 2-Walfish-Ikegami"电波传播衰减计算模式。该模式的特点是:从对众多城市的电波实测中得出的一种小区域覆盖范围内的电波损耗模式。

分视距和非视距两种情况:
(1) 视距情况
基本传输损耗采用下式计算
L=42.6+26lgd+20lgf

(2) 非视距情况
基本传输损耗由三项组成:
L=Lo+Lmsd+Lrts
Lo=32.4+20lgd+20lgf
a)Lo代表自由空间损耗
b)Lmsd是多重屏蔽的绕射损耗
c)Lrts是屋顶至街道的绕射及散射损耗。

不管是用哪一种模式来预测无线覆盖范围,只是基于理论和测试结果统计的近似计算由于实际地理环境千差万别,很难用一种数学模型来精确地描述,特别是城区街道中各种密集的、下规则的建筑物反射、绕射及阻挡,给数学模型预测带来很大困难。因此。有一定精度的预测虽可起到指导网络基站选点及布点的初步设什,但是通过数学模型预测与实际信号场强值总是存在差别。由于移动环境的复杂性和多变性,要对接受信号中值进行准确计算是相当困难的。无线通信工程上的做法是,在大量场强测试的基础上,经过对数据的分析与统计处理,找出各种地形地物下的传播损耗(或接受信号场强)与距离、频率以及天线高度的关系,给出传播特性的各种图表和计算公式,建立传播预测模型,从而能用较简单的方法预测接受信号的中值

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逻辑设计法是以布尔代数为理论基础,根据生产过程中各工步之间的各个检测元件(如行程开关、传感器等)状态的变化,列出元件的状态表,确定所需的中间记忆元件,再列出各执行元件的工序表,然后写出元件、中间记忆元件和执行元件的逻辑表达式,再转换成梯形图。该方法在单一的条件控制系统中,非常好用,相当于组合逻辑电路,但和时间有关的控制系统中,就很复杂。
下面将介绍一个交通信号灯的控制电路。
【例】用PLC构成交通灯控制系统。
(1)控制要求:如图1所示,起动后,南北红灯亮并维持25s。在南北红灯亮的同时,东西绿灯也亮,1s后,东西车灯即甲亮。到20s时,东西绿灯闪亮,3s后熄灭,在东西绿灯熄灭后东西黄灯亮,同时甲灭。黄灯亮2s后灭东西红灯亮。与此同时,南北红灯灭,南北绿灯亮。1s后,南北车灯即乙亮。南北绿灯亮了25s后闪亮,3s后熄灭,同时乙灭,黄灯亮2s后熄灭,南北红灯亮,东西绿灯亮,循环
十字路通信号灯的时序图
   根据十字路通信号灯的时序图,用基本逻辑指令设计的信号灯控制的梯形图如图3所示。分析如下:
   首先,找出南北方向和东西方向灯的关系:南北红灯亮(灭)的时间=东西红灯灭(亮)的时间,南北红灯亮25S(T37计时)后,东西红灯亮30S(T41计时)后。
   其次,找出东西方向的灯的关系:东西红灯亮30S后灭(T41复位)→东西绿灯平光亮20S(T43计时)后→东西绿灯闪光3S(T44计时)后,绿灯灭→东西黄灯亮2S(T42计时)。
   再其次,找出南北向灯的关系:南北红灯亮25S(T37计时)后灭→南北绿灯平光25S(T38计时)后→南北绿灯闪光3S(T39计时)后,绿灯灭→南北黄灯亮2S(T40计时)。
   最后找出车灯的时序关系:东西车灯是在南北红灯亮后开始延时(T49计时)1S后,东西车灯亮,直至东西绿灯闪光灭(T44延时到);南北车灯是在东西红灯亮后开始延时(T50计时)1S后,南北车灯亮,直至南北绿灯闪光灭(T39延时到)。
  根据上述分析列出各灯的输出控制表达式:
东西红灯:Q0.3=T37                     南北红灯Q0.0=M0.0·T3
东西绿灯:Q0.5=Q0.0·T43+T43·T44·T59     南北绿灯Q0.2=Q0.3·T38+T38·T39·T59
东西黄灯:Q0.4=T44·T42                  南北黄灯Q0.1=T39·T40
    东西车灯:Q0.7=T49·T44                  南北车灯Q0.6=T50·T39



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