CC BY
6УДК 621.371
Влияние интерференционных замираний на характеристики передачи информации в гористой местности
А.В. Гуреев, Тай Зар Линн Национальный исследовательский университет «МИЭТ»
Характеристики передачи информации в беспроводных системах в сильной степени зависят от местности, где расположена радиотрасса. Наряду с другими факторами надежность работы радиолиний во многом зависит от интерференционных замираний. Особенно сильно их влияние проявляется в горной местности.
Время нарушения связи АТ в течение периода наблюдения 1 год, вызванное интерференционными замираниями, рассчитывают по формуле [1]
ат = когбяс, (1)
где К и Q - климатические коэффициенты, зависящие от особенностей региона и близости водных поверхностей; Я - дальность радиолинии, км; Е - частота, ГГц; В и С - коэффициенты, лежащие в пределах 1,5-3.
В горной местности коэффициенты В и С выбираются с помощью следующих соотношений:
В = 1,5;
[2, если 20 км < Я < 100км, С = 1 , ,
[3, если Я < 20 км;
^ ^ _ [4,1-10"4, если 20км < Я < 100км,
к ■ У = 1 ^
[2,05■Ю-5, если Я < 20км.
При наличии дополнительной информации о местности, в которой расположена радиотрасса в виде ее цифровой карты, используются уточненные соотношения [2]
АТ = ы3,3/°,93(1+1 вр |)-иф-и ■10-А/10Тг или (2)
АТ = Ш3,2(1+ | 8р |)-0,97 ■100,032/-0,00085^-А/10Тг, (3)
где Тг - длительность периода наблюдения (1 год); А - запас на замирания, дБ; влияние рельефа местности учитывается с помощью параметров ф - угла скольжения луча в точке возможного отражения сигнала и в р - угла наклона радиотрассы.
При расчетах АТ, как правило, используется «двумерная» модель радиотрассы, т.е. строится ее профиль в вертикальной плоскости, соединяющей места расположения антенн. При этом для определения углов ф ив р используется эквивалентная линия, определяемая методом линейной регрессии [2].
В горной местности такой подход не учитывает всех особенностей рельефа, поскольку в этом случае исключается множество дополнительных возможных путей прихода сигнала в точки расположения приемной антенны.
При наличии цифровой карты местности можно воспользоваться алгоритмами поиска полного набора точек отражения радиосигнала, которые могут располагаться на большом удалении от плоскости рельефа радиотрассы [3]. Если найден полный набор таких точек, можно рассчи-
© А.В. Гуреев, Тай Зар Линн, 2012
тать усредненные значения углов ф и ер и подставить их в (2) и (3), получив более точную
оценку для времени нарушения связи из-за интерференционных замираний. Однако такой подход связан с большими вычислительными затратами.
В настоящей работе предлагается вариант расчета средних значений углов ф и е р, который
использует данные о рельефе местности в виде ее цифровой карты, но не требует значительных вычислительных затрат и позволяет получить уточненные оценки искомых углов. Согласно предлагаемому подходу углы ф и ер определяются путем двумерного регрессионного анализа
прилегающей к радиотрассе области, приводящего к построению эквивалентной плоскости (рис.1, плоскость О).
Рис.1. Эквивалентная плоскость О: О, Р - точки расположения антенн; Ь - радиолиния
Уравнение эквивалентной плоскости запишем в виде
Ах+Ву + г + Б = 0. Матричные коэффициенты А, В, В определим из решения уравнения [4]
ихЖ + V = 0,
(4)
(5)
м м ' ' м '
м Е хг Е Уг Ег
' В г=1 1=1 г=1
м м м м
Ж = А , и = Е хг Ем хг2 Е ХгУг , V = Е ггХг
В г=1 г=1 г=1 г=1
м Е У г _ г=1 м Е ХгУг г=1 м г=1 _ м Е ггУг _ г=1 _
ные координаты цифровой карты местности.
Вычислив с помощью (5) коэффициенты А, В, В, находим ер [4]:
1
е р = агооо8
л/а2+в2 +1
& уг гг }
- извест-
(6)
Алгоритм определения угла ф приведен в [3]. При выборе размера анализируемой области целесообразно руководствоваться рекомендациями из [3].
Продемонстрируем особенности применения предлагаемого алгоритма на примере радиотрассы в горном регионе Республики Мьянма длиной й = 17,9 км, расположенной между точками А и В с координатами: точка О -долгота 94-22-12 Е, широта 16-29-48 N высота подвеса антенны 80 м; точка Р - долгота 94-23-0 Е, широта 16-38-57 N высота подвеса антенны 70 м. По формуле (2) находим е р = 0,00177, ф = 0,0079, откуда для частоты
/ = 4 ГГц получаем зависимость АТ от запаса на замирания А (рис.2, пунктирная линия). Используя цифровые данные о рельефе местности, по формулам (4)-(6) получаем в1, = 0,00177, ф = 0,0079, чему соответствует зависимость АТ(А), показанная на рис.2 (сплошная линия).
Метод учитывает особенности рельефа местности и, соответственно, позволяет более точно оценить ожидаемое время нарушения связи, вызванное интерференционными замираниями.
Рис.2. Зависимость времени нарушения связи от запаса на замирания: в результате одномерного (пунктирная линия) и двумерного (сплошная линия) анализа
Литература
1. Методика расчета трасс цифровых РРЛ прямой видимости в диапазоне частот 2-20 ГГц. - М. : ЗАО «Инженерный центр», 1998. - 233 с.
2. Peter K. Odedina, T.J. Afullo. Multipath Propagation Modeling and Measurement in a Clear-Air Enviroment for LOS Link Design Application. - URL: http://www.satnac.org.za/proceedings/2009/papers/planning/Paper%2062.pdf (дата обращения: 21.01.2012).
3. Гуреев А.В., Ворошилов А.К. Алгоритм поиска точек отражения радиосигнала для систем автоматизированного проектирования беспроводных сетей// Изв. вузов. Электроника. - 2009. - № 3. - С. 77.
4. Корн Г., Корн Т. Справочник по математике для научных работников и инженеров. - М.: Наука, 1973. - 831 с.
Поступило 14 декабря 2011 г.
Гуреев Александр Васильевич - доктор технических наук, доцент, заведующий кафедрой радиоэлектроники (РЭ) МИЭТ. Область научных интересов: распространение радиоволн, проектирование устройств СВЧ и миллиметровых диапазонов, компьютерные методы моделирования радиосистем. E-mail: re@miee.ru
Тай Зар Линн - аспирант кафедры РЭ МИЭТ. Область интересов: радиоэлектроника, беспроводные сети.
УДК 004.627
Модификация алгоритма кодирования разностного кадра для видеокодека на базе дискретного вейвлет-преобразования
А.А. Александров, С.В. Умняшкин
Национальный исследовательский университет «МИЭТ»
В основе стандартных алгоритмов видеокодирования лежит устранение пространственной и временной избыточности внутри и между кадрами. В [1] рассмотрен алгоритм кодирования черно-белых полутоновых видеопоследовательностей. Общая схема алгоритма приведена на рис. 1.
Временная избыточность между кадрами устраняется путем применения алгоритма компенсации движения в пространственной области. Его суть заключается в том, что по предыду-
© А.А. Александров, С.В. Умняшкин, 2012
