Научная статья на тему 'Расчет и моделирование вероятности появления внутриканальных и интермодуляционных помех беспроводных устройств с малым радиусом действия'

Расчет и моделирование вероятности появления внутриканальных и интермодуляционных помех беспроводных устройств с малым радиусом действия Текст научной статьи по специальности «Электротехника, электронная техника, информационные технологии»

CC BY
617
117
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
УСТРОЙСТВА МАЛОГО РАДИУСА ДЕЙСТВИЯ / ВНУТРИКАНАЛЬНЫЕ И ИНТЕРМОДУЛЯЦИОННЫЕ ПОМЕХИ / DEVICE SMALL RADIUS OF ACTION / CO-CHANNEL AND INTERMODULATION INTERFERENCE

Аннотация научной статьи по электротехнике, электронной технике, информационным технологиям, автор научной работы — Артюшенко Владимир Михайлович, Корчагин Василий Аркадьевич

В статье рассматриваются вопросы, связанные с расчетом и моделированием вероятности появления внутриканальных и интермодуляционных помех устройств малого радиуса действия при одновременной работе в зоне их действия радиоэлектронных систем и устройств, работающих с ними в одном частотном диапазоне. Получены зависимости вероятности внутриканальной помехи от величины рабочего цикла и числа источников помех FHSS-устройств. Показано, что вероятность внутриканальной помехи приемных Bluetooth-устройств увеличивается не только с ростом численности FHSS-устройств, но и с увеличением величины их рабочего цикла. Получена методика расчета защитного расстояния от воздействующих помех, приводящих к блокированию приемных Bluetooth-устройств. Показано, что с увеличением величины рабочего цикла FHSS-устройств для недопущения блокировки приемных Bluetooth-устройств должны возрастать не только значения отношения сигнал/шум, но и защитные расстояния. Показано, что при совместном функционировании радиоэлектронного оборудования FHSS и Bluetooth-устройств необходимо учитывать не только направление главного лепестка диаграммы направленности приемопередающих антенн FHSS-устройств, но и их боковых лепестков. Так, для бокового лепестка FHSS-устройств со 100%-ным рабочим циклом защитный интервал от помех, воздействующих на Bluetooth-устройства внутри канала при одной и той же мощности мешающего сигнала, может быть уменьшен в три раза, при полном блокировании более чем в пять раз. Осуществлен расчет и моделирование вероятности появления интермодуляционных помех от FHSS-устройств в рабочей полосе частот Bluetooth-устройств. Показано, что в общем случае с увеличением плотности радиоэлектронного оборудования диапазона 2,45 ГГц вероятность суммарных помех, создаваемых как самими Bluetooth-устройствами, так и FHSS-устройствами, возрастает. Причем данная вероятность зависит прямо пропорционально от мощности передающих устройств, создающих эти помехи, и обратно пропорционально от мощности устройств, которым эти помехи создаются. Кроме того, вероятность суммарных интермодуляционных помех напрямую зависит как от величины рабочего цикла передающего оборудования, создающего помехи, так и от величины рабочего цикла устройств, принимающих эти помехи. Чем меньше величина рабочего цикла передающего и приемного оборудования, тем меньше вероятность суммарных интермодуляционных помех.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по электротехнике, электронной технике, информационным технологиям , автор научной работы — Артюшенко Владимир Михайлович, Корчагин Василий Аркадьевич

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

THE CALCULATION AND MODELING THE PROBABILITY OF OCCURRENCE OF CO-CHANNEL AND INTERMODULATION INTERFERENCE WIRELESS DEVICES WITH SMALL RADIUS ACTIONS

This article considers issues related to calculation and modeling of short-range devices in-channel and intermodulation interference probability when electronic systems and devices are concurrently operating in their coverage area in the same frequency range. The dependence of in-channel interference probability on the value of the operating cycle and the number of FHSS-devices noise sources are obtained. It is shown that the probability of receiving Bluetooth devices in-channel interference increases not only with the increase of FHSS-devices number, but also when operating cycle value goes up. Calculation method of the distance safe from interference blocking the receiving Bluetooth devices is obtained. It is shown that with the increasing value of the FHSS-devices operating cycle to prevent blocking of the receiving Bluetooth devices not only the signal / noise ratio values should increase, but also safe distances. It is shown that with FHSS electronic equipment and Bluetooth devices co-functioning, not only the direction of the transmitting and receiving antenna FHSS-devices main directional lobe should be taken into account, but their side lobes as well. Thus, for FHSS-devices side lobe with a 100% duty cycle the guard interval of interference having impact on Bluetooth devices within the channel with the same interfering signal power can be reduced by three times, when fully blocked by more than five times. Calculation and modeling of probability of intermodulation interference from FHSS-devices operating in the Bluetooth devices frequency band were done. It is shown that for the general case when density of 2.45 GHz range electronic equipment increases the probability of overall interference caused both by Bluetooth devices and FHSS-devices increases. Moreover, this probability is directly-proportional to the power of transmitting devices creating the disturbances, and inversely-proportional to the power of devices to which the disturbances are created. Furthermore, the probability of overall intermodulation interference directly depends on the interference-creating transmitting equipment duty cycle value as well as on the duty cycle value of the interference-receiving devices. The smaller the duty cycle of transmitting and receiving equipment, the smaller probability of the overall intermodulation interference.

Текст научной работы на тему «Расчет и моделирование вероятности появления внутриканальных и интермодуляционных помех беспроводных устройств с малым радиусом действия»

Data processing facilities and systems

ИНФОРМАЦИОННЫЕ КОМПЛЕКСЫ И СИСТЕМЫ DATA PROCESSING FACILITIES AND SYSTEMS

Артюшенко В.М.

Artuschenko V.M.

доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой «Информационные технологии и управляющие системы» ГБОУВПО МО «Финансово-технологическая академия», Россия, г. Королев

Корчагин В.А.

Korchagin V.A.

магистрант кафедры «Информационные технологии и управляющие системы» ГБОУ ВПО МО «Финансово-технологическая академия», Россия, г. Королев

УДК 621.391.827

РАСЧЕТ И МОДЕЛИРОВАНИЕ ВЕРОЯТНОСТИ ПОЯВЛЕНИЯ ВНУТРИКАНАЛЬНЫХ И ИНТЕРМОДУЛЯЦИОННЫХ ПОМЕХ БЕСПРОВОДНЫХ УСТРОЙСТВ С МАЛЫМ РАДИУСОМ ДЕЙСТВИЯ

В статье рассматриваются вопросы, связанные с расчетом и моделированием вероятности появления внутриканальных и интермодуляционных помех устройств малого радиуса действия при одновременной работе в зоне их действия радиоэлектронных систем и устройств, работающих с ними в одном частотном диапазоне.

Получены зависимости вероятности внутриканальной помехи от величины рабочего цикла и числа источников помех FHSS-устройств. Показано, что вероятность внутриканальной помехи приемных Bluetooth-устройств увеличивается не только с ростом численности FHSS-устройств, но и с увеличением величины их рабочего цикла.

Получена методика расчета защитного расстояния от воздействующих помех, приводящих к блокированию приемных Bluetooth-устройств. Показано, что с увеличением величины рабочего цикла FHSS-устройств для недопущения блокировки приемных Bluetooth-устройств должны возрастать не только значения отношения сигнал/шум, но и защитные расстояния.

Показано, что при совместном функционировании радиоэлектронного оборудования FHSS и Bluetooth-устройств необходимо учитывать не только направление главного лепестка диаграммы направленности приемопередающих антенн FHSS-устройств, но и их боковых лепестков. Так, для бокового лепестка FHSS-устройств со 100%-ным рабочим циклом защитный интервал от помех, воздействующих на Bluetooth-устройства внутри канала при одной и той же мощности мешающего сигнала, может быть уменьшен в три раза, при полном блокировании - более чем в пять раз.

Осуществлен расчет и моделирование вероятности появления интермодуляционных помех от FHSS-устройств в рабочей полосе частот Bluetooth-устройств. Показано, что в общем случае с увеличением плотности радиоэлектронного оборудования диапазона 2,45 ГГц вероятность суммарных помех, создаваемых как самими Bluetooth-устройствами, так и FHSS-устройствами, возрастает. Причем данная вероятность зависит прямо пропорционально от мощности передающих устройств, создающих эти помехи, и обратно

Electrical and data processing facilities and systems. № 1, v. 10, 2014

57

Информационные комплексы и системы

пропорционально от мощности устройств, которым эти помехи создаются.

Кроме того, вероятность суммарных интермодуляционных помех напрямую зависит как от величины рабочего цикла передающего оборудования, создающего помехи, так и от величины рабочего цикла устройств, принимающих эти помехи. Чем меньше величина рабочего цикла передающего и приемного оборудования, тем меньше вероятность суммарных интермодуляционных помех.

Ключевые слова: устройства малого радиуса действия, внутриканальные и интермодуляционные помехи.

THE CALCULATION AND MODELING THE PROBABILITY OF OCCURRENCE OF CO-CHANNEL AND INTERMODULATION INTERFERENCE WIRELESS DEVICES WITH SMALL RADIUS ACTIONS

This article considers issues related to calculation and modeling of short-range devices in-channel and intermodulation interference probability when electronic systems and devices are concurrently operating in their coverage area in the same frequency range.

The dependence of in-channel interference probability on the value of the operating cycle and the number of FHSS-devices noise sources are obtained. It is shown that the probability of receiving Bluetooth devices in-channel interference increases not only with the increase of FHSS-devices number, but also when operating cycle value goes up.

Calculation method of the distance safe from interference blocking the receiving Bluetooth devices is obtained. It is shown that with the increasing value of the FHSS-devices operating cycle to prevent blocking of the receiving Bluetooth devices not only the signal / noise ratio values should increase, but also safe distances.

It is shown that with FHSS electronic equipment and Bluetooth devices co-functioning, not only the direction of the transmitting and receiving antenna FHSS-devices main directional lobe should be taken into account, but their side lobes as well. Thus, for FHSS-devices side lobe with a 100% duty cycle the guard interval of interference having impact on Bluetooth devices within the channel with the same interfering signal power can be reduced by three times, when fully blocked - by more than five times.

Calculation and modeling of probability of intermodulation interference from FHSS-devices operating in the Bluetooth devices frequency band were done. It is shown that for the general case when density of 2.45 GHz range electronic equipment increases the probability of overall interference caused both by Bluetooth devices and FHSS-devices increases. Moreover, this probability is directly-proportional to the power of transmitting devices creating the disturbances, and inversely-proportional to the power of devices to which the disturbances are created.

Furthermore, the probability of overall intermodulation interference directly depends on the interference-creating transmitting equipment duty cycle value as well as on the duty cycle value of the interference-receiving devices. The smaller the duty cycle of transmitting and receiving equipment, the smaller probability of the overall intermodulation interference.

Key words: device small radius of action, co-channel and intermodulation interference.

Одними из ключевых технологий в современной концепции построения и развития сетевых телекоммуникационных инфраструктур являются технологии беспроводного доступа с малым радиусом действия SRD (Short Range Devices). Наиболее перспективными областями их применения являются те области, где требуется сбор и обработка большого количества одновременно измеряемых параметров. Внедрение технологий SRD в эти области позволит не только упростить взаимодействие между различным оборудованием и устройствами, но и заменить традиционные проводные соединения - на беспроводные каналы.

Учитывая высокую плотность размещения устройств SRD в ограниченном пространстве, важнейшей проблемой является обеспечение их электромагнитной совместимости (ЭМС) с другими

радиоэлектронными средствами (РЭС), работающими с ними в одном частотном диапазоне, в зоне их действия [1-6].

Проанализируем проблемы электромагнитной совместимости радиоэлектронного оборудования SRD на примере устройств, выполненных по технологии Bluetooth и работающих в диапазоне частот 2,45 ГГц.

Пусть в зоне действия SRD работает радиоэлектронное оборудование, использующее, так же как и Bluetooth-устройства, скачкообразную перестройку частоты FHSS (Frequency Hop Spread Spectrum). В дальнейшем данное радиоэлектронное оборудование будем обозначать как FHSS-устройство.

1. Расчет защитного расстояния от внутриканальных помех

Если предположить, что перестройка частоты

58

Электротехнические и информационные комплексы и системы. № 1, т. 10, 2014

Data processing facilities and systems

приостановлена, то на основе традиционной модели распространения радиоволн можно рассчитать защитные расстояния L3au^ между мешающим радиоэлектронным оборудованием и Bluetooth-приемником, как в случае возникновения помех в совпадающем канале (внутриканальные помехи), так и в случае его блокирования (уменьшение усиления полезного сигнала во входном тракте приемника, вызванное действием интенсивного мешающего сигнала, частота которого находится вне основного канала приема).

В открытых технических источниках [6], приводятся некоторые защитные расстояния для устройств Bluetooth при воздействии на них различных источников помех, например от: SRD -Short Range Devices; CATV - Community Antenna Television; RLAN - Radio Local Area Network; ENG/ OB - Electronic News Gathering/Outside Broadcasting;

RFID - Radio frequency identification devices. Однако, необходимо отметить, что в расчетах, приведенных в этих источниках, предполагался наихудший случай, когда рабочий цикл источников помех равнялся 100%. То есть источники помех воздействовали на Bluetooth-устройства в течение 24 часов в сутки. Однако проведенные исследования показали, что обычно рабочий цикл SRD составляет всего 15% [7].

Вероятность внутриканальной помехи Ренп для канала Bluetooth от одного источника помех (FHSS-устройства) может быть найдена из выражения [8]:

Р , = DN-1,

где: D - рабочий цикл FHSS-устройства; N - число скачков частоты устройств технологии Bluetooth.

Зависимость вероятности внутриканальной помехи пикосети Bluetooth от величины рабочего цикла FHSS-устройств представлена на рис. 1.

Рис. 1. Зависимость вероятности внутриканальной помехи от рабочего цикла

Из представленной зависимости видно, что с уменьшением величины рабочего цикла мешающих устройств вероятность внутриканальной помехи также уменьшается.

С ростом числа источников помех m вероятность внутриканальной помехи в пикосети Bluetooth увеличивается и может быть найдена из выражения: Рвнл = D(1- [(N - 1)N-1] m).

Зависимость вероятности внутриканальной помехи в пикосети Bluetooth от количества источников помех, вызванных FHSS-устройствами, для различных значений величины рабочего цикла представлена на рис. 2.

Исследования показывают, что величина рабочего цикла мешающего устройства оказывает влияние не только на вероятность появления внутриканальной помехи, но и на значение защитного расстояния.

В результате моделирования были получены зависимости защитного расстояния Bluetooth-

устройств (при недопущении появления внутриканальной помехи) от рабочего цикла различных мешающих устройств, представленные на рис. 3.

Заметим, что в рассмотренных случаях внутриканальная помеха не приводила к снижению пропускной способности ниже 90%, так как более 90% спектра оставалось свободным от помех [9].

2. Расчет защитного расстояния от блокирования.

Определим величину защитного расстояния, позволяющего избежать блокировки Bluetooth-устройств помехами, вызванными работой различных FHSS-устройств, мощность которых, как правило, значительно больше, чем мощность Bluetooth-устройств. Например, к таким устройствам можно отнести устройства радиочастотной идентификации RFID, мощность передатчика которого может составлять 4 Вт.

Согласно проведенным в [6] расчетам, при по-

Electrical and data processing facilities and systems. № 1, v. 10, 2014

59

Информационные комплексы и системы

Рис. 2. Зависимость вероятности внутриканальной помехи от числа источников помех

Рис. 3. Зависимость защитного расстояния от величины рабочего цикла мешающего устройства при различных значениях мощности его передатчика

стоянной работе RFID и Bluetooth-устройств защитное расстояние от блокирования приемника Bluetooth-устройствами RFID составляет около 24 м, при отношении сигнал/шум (ОСШ) не менее -33 дБ. Однако проведенные исследования показали, что в зависимости от величины рабочего цикла, минимальные значения ОСШ для различных типов передатчиков RFID, создающих помехи блокирующие работу Bluetooth-устройств, меняются, что в свою очередь ведет к изменению величины защитного расстояния. При уменьшении рабочего цикла источников помех защитное расстояние обеспечивается при более низких значениях величины ОСШ.

На рис. 4 а, б приведены зависимости, соответственно, минимальных значений ОСШ и защитных расстояний для Bluetooth-устройств, рассчитанных с помощью модели распространения для наихудшего случая, от величины рабочего цикла мешающих устройств RFID с мощностью передатчика 4 Вт [4, 9].

Из приведенных на рис. 4 графиков видно, что для

15%-ного рабочего цикла защитный интервал обеспечивается при более низких значениях ОСШ, при этом уменьшение величины ОСШ может достигать 15 дБ.

В результате моделирования были получены зависимости минимально допустимых значений ОСШ и защитного расстояния для Bluetooth-устройств от величины рабочего цикла мешающих FHSS-устройств, при различных значениях мощности их передатчиков Рпер, для наихудшего случая, когда на пути мешающего сигнала отсутствуют препятствия для его распространения, представленные на рис. 5 а, б.

Из представленных зависимостей видно, что с увеличением рабочего цикла FHSS-устройств, для недопущения блокировки Bluetooth-устройств должны возрастать как значения ОСШ, так и защитные расстояния.

Кроме того, величина защитного расстояния существенно зависит от мощности передатчика мешающего FHSS-устройства Рпер, влияющей на ОСШ. Зависимости защитного расстояния от мощ-

60

Электротехнические и информационные комплексы и системы. № 1, т. 10, 2014

Data processing facilities and systems

Рис. 4. Зависимость: а - минимальных значений ОСШ; б - защитного расстояния - от величины рабочего цикла устройства RFID с мощностью передатчика 4 Вт

ности мешающего передатчика FHSS-устройства, при различных значениях величины рабочего цикла Bluetooth-устройств, представлены на рис. 6 [4].

Из представленных зависимостей видно, что чем выше мощность мешающего FHSS-устройства, тем больше должна быть величина защитного расстояния L , при одних и тех же значениях рабочего цикла D.

Экспериментальные исследования показывают, что при совместном размещении FHSS и Bluetooth-устройств внутри помещений необходимо учитывать не только направление главного лепестка диаграммы направленности приемопередающих антенн FHSS-устройств, но и их боковых лепестков. При воздействии источников помех на Bluetooth-устройства через боковые лепестки диаграммы направленности антенны FHSS-устройства защитные расстояния, при одной и той же мощности мешающего сигнала, могут быть значительно уменьшены. Так, предельно допустимое расстояние для борьбы с возникновением внутриканальных помех может быть уменьшено более чем в три раза, для борьбы с блокированием Bluetooth-устройств - более чем в пять раз. Кроме того, если учесть, что рабочий цикл составляет 15%, - защитные расстояния могут быть уменьшены еще почти в четыре раза.

3. Расчет вероятности появления интермодуляционных помех

Так как в передающем оборудовании FHSS используют скачкообразную перестройку частоты,

то существует вероятность того, что при определенной разности частот появится интермодуляционная составляющая помехи на частоте приемника Bluetooth-устройства.

В соответствии со спецификациями Bluetooth два передатчика могут создавать интермодуляционные помехи для Bluetooth-устройств, если каждый из них имеет уровень помех (-39) дБм [6]. В этом случае, используя модель потерь уровня сигнала при распространении, можно определить как защитное расстояние L , так и защитную область S'защ от интермодуляционных помех, которые будут составлять: L = 35 м и S = 3848 м2.

защ защ

Вероятность появления интермодуляционных помех 2-го порядка РВ2 от двух FHSS-устройств, работающих на частотах внутри двух полос, находящихся выше и ниже полосы приемника Bluetooth-устройства, может быть найдена как:

Р„, = 2 N-1 = 2/79 = 2,53 х 10-2.

Вероятность совпадения главного луча диаграммы направленности передающей антенны источника помех FHSS-устройства с диаграммой приемника помех Bluetooth-устройства может быть найдена из соотношения:

р = а /а

FHSS FHSS Bluetooth'

где: а fhss и aBiuetooth- угол диаграммы направленности антенны передающего FHSS-устройства и приемника помех Bluetooth-устройства, аВЫешт = 360°.

Electrical and data processing facilities and systems. № 1, v. 10, 2014

61

Информационные комплексы и системы

Рис. 5. Зависимости: а - минимальных значений ОСШ; б - защитного расстояния - для Bluetooth-устройства от величины рабочего цикла устройства RFID, при различных значениях мощности его передатчика

Рис. 6. Зависимости защитного интервала от мощности передатчика FHSS-устройства при различных значениях величины рабочего цикла

62

Электротехнические и информационные комплексы и системы. № 1, т. 10, 2014

Data processing facilities and systems

А о

* "S . 5 £ n .

0) (0 V) <f jg S Q2-

c 5 s я и i £ и S « g о 0 15

iS >i | 0,15 О О С О П A .

I £ M >, U,1 ноя к i a O £fi с П ЛС .

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

ая я u*uo SE 1 CQ L" A

10 Уго/ 20 i диагр 30 аммы 40 направ 50 ленно 60 сти FH! 70 JS-ycTf 80 ЮЙСТВс 90 1

Рис. 7. Зависимость P от угла а„„„„

rnSS *' fHSS

О

X

X

о

S

к

3

£

а.

1

0,1

0,01

0,001

0,0001

0,00001

0,000001

0,0000001

1Е-08

0,1 1 10 100 1000 10000 100000

Плотность средств, V км.кв.

—•—RFI D(500m Вт) 100 % FHSS RFID(100mBt}100%FHSS

-£J—FHSS(100%) —*-FHSS|10%)

^#-RFIDI4BTl100% —»-RFID(4BT)10%

а)

0,1

0,01

0,001

0,0001

0,00001

1 10 100 ^—-lifter^ — дДм

Плотность средств, 1/км.кв.

—R-LANI(FHSS) —R-LAN2(DSSS)

-a—SRD1 ^*-SRD2

RFID(500mBt)100%FHSS RFID(100mBt)100%

б)

Рис. 8. Суммарная вероятность интермодуляционных помех: а - для Bluetooth-устройств от радиоэлектронных систем диапазона 2,45 ГГц: RFID, FHSS; б - от Bluetooth-устройств для радиоэлектронных систем диапазона

2,45 ГГц при ЭИИМ Bluetooth - 1 мВт

Electrical and data processing facilities and systems. № 1, v. 10, 2014

63

Информационные комплексы и системы

Зависимость вероятности совпадения главного луча PFHSS с приемником помех Bluetooth-устройством от угла диаграммы направленности антенны передающего FHSS-устройства представлена на рис. 7.

Из графика видно, что чем больше угол диаграммы направленности антенны передающего FHSS-устройства, тем больше вероятность совпадения главного луча диаграммы направленности передающей антенны FHSS-устройства с диаграммой направленности приемника помех Bluetooth-устройством.

Вероятность появления интермодуляционных помех третьего порядка РВ3 может быть найдена как:

р= 1 - (1 - р р р )м

В3 v В2 FHSS T. FHSS> ’

где: PT FHSS - вероятность совпадения по времени действия передающего FHSS-устройства с приемником помех - Bluetooth-устройством; М - число мешающих FHSS-устройств, находящихся внутри защитного интервала Bluetooth-устройства.

Из приведенного выражения видно, что вероятность появления интермодуляционных помех для Bluetooth-устройств возрастает с увеличением числа мешающих FHSS-устройств.

Воспользовавшись методикой расчета, предложенной Европейским комитетом радиосвязи [7], в результате моделирования были получены графики вероятности интермодуляционных помех, как создаваемых Bluetooth-устройствами различным РЭС, так и им самим от радиоэлектронных систем, работающих в диапазоне 2,45 ГГц. Результаты моделирования представлены на рис. 8, где: SRD 1, 2 -устройства SRD, 10 мВт, D = 100%, соответственно 1 - узкая полоса, 2 - широкая (аналоговое видео); R-LAN1 (FHSS) - устройства R-LAN1, 100 мВт, FHSS, D = 100%; R-LAN2 (DSSS) - устройства R-LAN2, 100 мВт, DSSS, D = 100%; RFID (500 мВт) 100% FHSS - устройства RFID, 500 мВт, FHSS, BW = 8 МГц, D = 100%; RFID (100 мВт) 100% - устройства RFID, 100 мВт, узкая полоса, D = 100%.

Из представленных зависимостей видно, что в общем случае с увеличением плотности размещения радиоэлектронных систем диапазона 2,45 ГГц возрастает как вероятность суммарных интермодуляционных помех, создаваемых ими Bluetooth-устройствам, так и вероятность интермодуляционных помех, создаваемых самими Bluetooth-устройствами радиоэлектронным системам. Причем данная вероятность зависит прямо пропорционально от мощности передающих устройств, создающих эти помехи, и обратно пропорционально от мощности устройств, которым создаются эти помехи [3].

Кроме того, вероятность суммарных интермодуляционных помех напрямую зависит как от величины рабочего цикла передающего оборудования, создающего помехи, так и от величины рабочего цикла устройств, принимающих эти помехи. Чем меньше величина рабочего цикла передающего и приемного оборудования, тем меньше вероятность суммарных интермодуляционных помех.

Заметим, что результаты моделирования хорошо согласуются с результатами исследований, изложенными в работах [6, 7].

Таким образом, осуществлен расчет и моделирование уровней внутриканальных помех приемных Bluetooth-устройств при работе в непосредственной близости от передающего FHSS-устройства. Получены зависимости вероятности внутриканальной помехи от величины рабочего цикла и числа источников помех FHSS-устройств. Показано, что вероятность внутриканальной помехи приемных Bluetooth-устройств увеличивается не только с ростом численности FHSS-устройств, но и с увеличением величины их рабочего цикла.

Получена методика расчета защитного расстояния от воздействующих помех, приводящих к блокированию приемных Bluetooth-устройств. Показано, что с увеличением величины рабочего цикла FHSS-устройств для недопущения блокировки приемных Bluetooth-устройств должны возрастать не только значения ОСШ, но и защитные расстояния.

Показано, что при совместном функционировании радиоэлектронного оборудования FHSS и Bluetooth-устройств необходимо учитывать не только направление главного лепестка диаграммы направленности приемопередающих антенн FHSS-устройств, но и их боковых лепестков. Так, для бокового лепестка FHSS-устройств со 100%-ным рабочим циклом защитный интервал от помех, воздействующих на Bluetooth-устройства внутри канала при одной и той же мощности мешающего сигнала, может быть уменьшен в три раза, при полном блокировании - более чем в пять раз.

Осуществлен расчет и моделирование вероятности появления интермодуляционных помех от FHSS-устройств в рабочей полосе частот Bluetooth-устройств. Показано, что в общем случае с увеличением плотности радиоэлектронного оборудования диапазона 2,45 ГГц вероятность суммарных помех, создаваемых как самими Bluetooth-устройствами, так и FHSS-устройствами, возрастает. Причем данная вероятность зависит прямо пропорционально от мощности передающих устройств, создающих эти помехи, и обратно пропорционально от мощности устройств, которым эти помехи создаются.

64

Электротехнические и информационные комплексы и системы. № 1, т. 10, 2014

Data processing facilities and systems

Список литературы

1. Артюшенко В.М. Проблемы электромагнитной совместимости цифрового электротехнического оборудования на промышленных и бытовых объектах [Текст] / В.М. Артюшенко, В.А. Корчагин // Научный журнал. Вестник ассоциации вузов туризма и сервиса. - 2009. - № 4 (11). - С. 95-98.

2. Корчагин В.А. Электромагнитная совместимость беспроводных устройств малого радиуса действия [Текст] / В.А. Корчагин // Электротехнические и информационные комплексы и системы. - № 1. - Т 6, 2010. - С. 3-9.

3. Артюшенко В.М. Оценка влияния электромагнитных помех радиоэлектронных средств на беспроводные устройства малого радиуса действия [Текст] / В.М. Артюшенко, В.А. Корчагин // Электротехнические и информационные комплексы и системы. - № 2. - Т. 6. - 2010. - С. 10-17.

4. Артюшенко В.М. Оценка влияния помех от радиоэлектронных систем на беспроводные устройства малого радиуса действия с блоковым кодированием [Текст] / В.М. Артюшенко, В.А. Корчагин // Электротехнические и информационные комплексы и системы. - № 4. - Т. 6. - 2010. - С. 3-6.

5. Артюшенко В.М. Анализ беспроводных технологий обмена данными в системах автоматизации жизнеобеспечения производственных и офисных помещений [Текст] / В.М. Артюшенко, В.А. Корчагин // Электротехнические и информационные комплексы и системы. - № 2. - Т. 6. - 2010. - С. 18-24.

6. Васехо Н.В. Особенности использования и проблемы обеспечения ЭМС технологии BLUETOOTH [Текст] / Н.В. Васехо, С.Н. Дудуки, В.О. Тихвинский // Мобильные системы. - № 4. -2002.

7. ERC Decision of 12 March 2001 on harmonized frequencies, technical characteristics and exemption from individual licensing of Non-specific Shot Range Devices operating in the frequency band 2400-2483.5 MHz (ERG/DEC/(01)05).

8. Compatibility of Bluetooth with other existing and proposed Radio communication Systems in the 2.45 GHz frequency band. - ERC Report 109. - October 2001.

9. Артюшенко В.М. Моделирование вероятности появления интермодуляционных помех в беспроводных пикосетях [Текст] / В.М. Артюшенко, В.А. Корчагин // Наука - промышленности и сервису: сб. ст. VI Международной научно-практической конференции. - Ч. II / Поволжский гос. ун-т сервиса. - Тольятти: Изд-во ПВГУС, 2012. - С. 204 - 212.

References

1. Artjushenko V.M. Problemy jelektromagnitnoj sovmestimosti cifrovogo jelektrotehnicheskogo oborudovanija na promyshlennyh i bytovyh ob#ektah [Tekst]/ V.M. Artjushenko, V.A. Korchagin // Nauchnyj zhurnal. Vestnik associacii vuzov turizma i servisa. - 2009. - № 4 (11). - S. 95-98.

2. Korchagin V.A. Jelektromagnitnaja sovmestimost' besprovodnyh ustrojstv malogo radiusa dejstvija [Tekst]/ V.A. Korchagin // Jelektrotehnicheskie i informacionnye kompleksy i sistemy. - № 1. - Т. 6. - 2010. - S. 3-9.

3. Artjushenko V.M. Ocenka vlijanija jelektromagnitnyh pomeh radiojelektronnyh sredstv na besprovodnye ustrojstva malogo radiusa dejstvija [Tekst] / V.M. Artjushenko, V.A. Korchagin // Jelektrotehnicheskie i informacionnye kompleksy i sistemy. - № 2. - Т. 6. - 2010. - S. 10-17.

4. Artjushenko V.M. Ocenka vlijanija pomeh ot radiojelektronnyh sistem na besprovodnye ustrojstva malogo radiusa dejstvija s blokovym kodirovaniem [Tekst] / V.M. Artjushenko, V.A. Korchagin // Jelektrotehnicheskie i informacionnye kompleksy i sistemy. - № 4. - Т. 6. - 2010. - S. 3-6.

5. Artjushenko V.M. Analiz besprovodnyh tehnologij obmena dannymi v sistemah avtomatizacii zhizneobespechenija proizvodstvennyh i ofisnyh pomeshhenij [Tekst] / V.M. Artjushenko, V.A. Korchagin // Jelektrotehnicheskie i informacionnye kompleksy i sistemy. - № 2. - Т. 6. - 2010. - S. 18-24.

6. Vaseho N.V. Osobennosti ispol'zovanija i problemy obespechenija JeMS tehnologii BLUETOOTH [Tekst] / N.V. Vaseho, S.N. Duduki, V.O. Tihvinskij // Mobil'nye sistemy. -№ 4. - 2002.

7. ERC Decision of 12 March 2001 on harmonized frequencies, technical characteristics and exemption from individual licensing of Non-specific Shot Range Devices operating in the frequency band 2400-2483.5 MHz (ERG/DEC/(01)05).

8. Compatibility of Bluetooth with other existing and proposed Radio communication Systems in the 2.45 GHz frequency band. -ERC Report 109. - October, 2001.

9. Artjushenko V.M. Modelirovanie verojatnosti pojavlenija intermoduljacionnyh pomeh v besprovodnyh pikosetjah [Tekst] / V.M. Artjushenko, V.A. Korchagin // Nauka - promyshlennosti i servisu: sb. st. VI mezhdunarodnoj nauchno-prakticheskoj konferencii. - Ch. II / Povolzhskij gos. un-t servisa. - Tol'jatti: Izd-vo PVGUS, 2012. - S. 204-212.

Electrical and data processing facilities and systems. № 1, v. 10, 2014

65

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.