RadioPlanner 3.0
Частотно-территориальное планирование подвижной радиосвязи, ТВ- и радиовещания
Руководство пользователя
ТВ- и радиовещание
RadioPlanner 3.0 позволяет выполнить расчет зоны покрытия телевизионным и радио- вещанием и расчет охвата населения на основе базы данных проекта OpenStreetMap или пользовательских исходных данных в формате CSV. По результатам расчета охвата вещанием формируется список населенных пунктов, охваченных вещанием, с указанием численности населения в каждом населенном пункте и общей численности населения в зоне охвата.
RadioPlanner 3.0 позволяет работать с несколькими теле- или радиосетями в одном проекте. При создании нового проекта по умолчанию создается первая сеть.
Меню Сеть
Добавить новую сеть
Выполнить расчет зоны покрытия (См. раздел "Расчет покрытия для нескольких сетей")
Тип расчета
- Количество доступных сетей (DL)
См. раздел "Расчет покрытия для нескольких сетей"
Детальность расчета
Детальность расчета:
- Низкая
- Средняя
- Высокая
Детальность, с которой будет представлен результат расчета. При этом разрешение соответствует одному пикселю экрана для zoom=11 (низкая детальность), zoom=12 (средняя) и zoom=13 (высокая). Для географической широты 55 градусов это примерно 40, 20 и 10 метров соответственно.
Чем выше детальность, тем больше время расчета.
Сеть
Меню «Сеть» используется для установки всех параметров выбранной сети и параметров расчета. Для проектирования сетей телерадиовещания необходимо выбрать тип системы Terrestrial Broadcasting (Наземное вещание).
Меню Сеть
Создать новую сеть как копию этой
Сделать активными/не активными все передатчики текущей сети
Переместить текущую сеть вверх по списку
Переместить текущую сеть вниз по списку
Удалить сеть
Выполнить расчет
Выполнить расчет покрытия для каждого активного передатчика и сохранить результат в виде файла KMZ
Загрузить параметры сети из шаблона
Сохранить параметры сети в шаблон
Наименование сети
Тип системы
Диапазон
Высота приемной антенны
Наименование сети, текстовое поле
Варианты типов системы:
- LTE
- 5G
- Terrestrial Broadcasting (Передатчик наземного вещания)
- Air-to-Ground Radio (Приемо-передатчик для авиационной радиосвязи)
- Generic TRX (Типовой, или стандартный приемо-передатчик подвижной связи, тип которого не совпадает с типами систем, указанных выше)
Выбранный тип системы будет определять набор дополнительных параметров системы, а также доступные типы расчетов.
Средняя частота диапазона сети, МГц Используется только для расчета потерь на местных препятствиях (клаттерах) в моделях распространения ITU-R P.1812 и ITU-R P.1546.
Высота приемной антенны, м
Высота приемной антенны
Максимальный радиус расчета от передатчика, км. Чем больше радиус, тем больше время вычислений. Не устанавливайте излишний расчетный радиус.
Сайты
Сайты
Создать новый сайт
Создать новую группу сайтов
Импортировать сайты из файла формата *.CSV
Сортировать сайты в алфавитном порядке
Свернуть все узлы сайтов
Свернуть все узлы сетей
Развернуть все узлы сайтов
Удалить все выбранные сайты
Импортировать параметры сайтов из документа Microsoft Excel
Чтобы создать новый сайт, нажмите "Сайты" в интерфейсе в виде дерева, затем нажмите кнопку "Создать новый сайт" на открывшейся панели.
Импорт сайтов из файла *.CSV
Программа позволяет импортировать сайты из файлов формата CSV (текстовый формат, где разделителем значений колонок является символ “точка с запятой”). Это универсальный формат, в котором можно сохранить таблицу с сайтами из любого редактора таблиц (Excel, LibreOffice Calc и прочих), а также баз данных.
Необходимые поля для каждого из сайтов: Наименование; Широта; Долгота
Разделителем полей является символ “точка с запятой”.
Форматы представления координат - ПОЛУШАРИЕ ГРАДУСЫ МИНУТЫ СЕКУНДЫ (N35 36 23.8) или ПОЛУШАРИЕ ДЕСЯТИЧНЫЕ ГРАДУСЫ (N12.34567).
Для импорта сайтов нажмите на кнопку "Импортировать сайты из файла формата *.CSV" и выберите соответствующий файл CSV, после чего программа выполнит импорт. Если на момент импорта в проекте уже были сайты, то импортируемые сайты добавятся в конец списка.
Пример файла CSV
Параметры сайта
При клике мышью в панели интерфейса Tree View на созданном сайте откроется панель параметров сайта, в которой можно редактировать наименование, координаты, указать дополнительную текстовую информацию, а также узнать высотную отметку сайта относительно уровня моря.
Параметры сайта
Создать новый сайт как копию этого
Переместить сайт вверх или вниз по списку
Удалить сайт
Загрузить секторы сайта из шаблона
Сохранить секторы сайта в шаблон
Позиционировать карту на сайт
Применить параметры этого сайта ко всем активным сайтам
Наименование
Наименование сайта, текстовое поле.
Широта
Географическая широта сайта в формате, заданном пользователем в Настройках
Долгота
Географическая долгота сайта в формате, заданном пользователем в Настройках
Высотная отметка земли, м
Отметка земли относительно уровня моря, м, определяемая по введенным выше географическим координатам
Заметки
Текстовое поле
Группа
Выберите группу сайтов. Сайты можно объединять в группы (кластеры), что позволяет быстро включать/исключать большие группы сайтов из расчетов.
Параметры передатчика
При создании сайта автоматически создается как минимум один передатчик этого сайта.
В панели интерфейса Tree View рядом с каждой сайтом и сектором есть значок активности. Для того чтобы для передатчика производились вычисления, данный передатчик должен быть отмечен как активный (точка в центре значка).
При клике мышью на секторе откроется панель с параметрами передатчика.
Параметры передатчика
Создать новый передатчик как копию текущего передатчика
Переместить передатчик вверх/вниз
Удалить передатчик
Групповое изменение параметров активных передатчиков на основе параметров текущего передатчика
Позицировать карту на данный сайт
Анализ измерений сектора. Подробнее - см. в разделе «Импорт результатов измерений и настройка параметров модели расчета».
Контуры FCC и ITU-R. Построение контуров FCC и ITU-R – см. ниже.
Сеть
Сеть, к которой принадлежит передатчик, выбор из выпадающего списка сетей.
Наименование
Наименование передатчика, текстовое поле. Если оставить поле пустым, то в панели TreeView слева будет автоматически отображаться азимут сектора. Если вы укажете имя в этом поле, оно будет отображаться в панели TreeView вместо азимута.
Тип радиооборудования
Тип (модель) оборудования, текстовое поле
Частота, МГц
Частота несущей передатчика, МГц
Мощность
Мощность передатчика, Вт. Ниже приведено это значение дБм для контроля
Минимальная напряженность поля, дБмкВ/м
Минимальная напряженность поля, необходимая для уверенного приема, дБмкВ/м. Область с напряженностью поля меньше указанного значения будет исключена из зоны покрытия передатчика. Эта функция полезна для отображения общей зоны покрытия для сети передатчиков, работающих в разных диапазонах частот или с разными уровнями модуляции, так как у таких передатчиков разная минимальная напряженность поля, необходимая для надежного приема. Это значение также используется для расчетов контуров FCC и ITU-R 1546.
Цвет Best Server
Цвет, который будет использоваться для обозначения покрытия этого передатчика при расчете Best Server.
Тип кабеля
Выбор типа основного кабеля из предлагаемого набора. Если нужного кабеля не оказалось в списке, то пользователь может добавить его самостоятельно – см. Приложение 1.1
Длина кабеля, м
Потери в кабеле, дБ
Дополнительные потери, дБ
Суммарные потери, дБ
Высота антенны, м
Коэффициент усиления, дБи
Азимут, градусы
Наклон, градусы
Наименование антенны
Simulcast delay offset (мкс)
Длина основного кабеля, м
Потери в кабеле, дБ. Расчетная величина
Дополнительные потери, дБ – потери на объединение, потери в джамперах и коннекторах. Любые дополнительные потери в тракте.
Суммарные потери, дБ. Расчетная величина.
Высота центра излучения антенны относительно уровня земли, м
Коэффициент усиления антенны относительно изотропного излучателя, дБ
Азимут антенны в градусах.
Наклон антенны в градусах. Отрицательная величина – наклон вниз. Положительная величина – отклонение вверх.
Наименование антенны, текстовое поле. Автоматически заполняется названием файла диаграммы направленности антенны при выборе диаграммы направленности.
Загрузить файл ДН антенны в формате MSI
Задержка передачи simulcast для сектора, мкс
Групповое изменение праметров активных секторов
Групповое изменение параметров активных передатчиков на основе параметров текущего передатчика – полезная функция, которая позволяет мгновенно поменять параметры любого количества передатчиков в соответствии с параметрами текущего передатчика, выбранными пользователем.
Для того чтобы выполнить групповое изменение параметров, необходимо:
1. Отметить передатчики, параметры которых необходимо поменять;
2. Установить в текущем передатчике нужные значения параметров;
3. Нажать на кнопку , выбрать в появившемся перечне наименования те параметры, которые требуется поменять в выбранных передатчиках, и нажать на кнопку ОК.
Модели распространения радиоволн для проектов ТВ и радиовещания
При работе с проектами ТВ и радиовещания обычно используется одна из следующих моделей распространения радиоволн:
- модель МСЭ-R P.1812-4;
- модель МСЭ-R P.1546-6;
- модель Лонгли-Райса или ITM (Longley-Rice, Irregular Terrain Model);
Более подробную информацию об этих моделях см. в разделе Модели распространения радиоволн.
Тип и параметры расчета
Для систем наземного вещания (Terrestrial Broadcasting) можно выбрать следующие типы расчетов:
- Напряженность поля в точке приема (Field strength)
- Зоны максимального уровня поля (Best server)
Напряженность поля в точке приема - Field Strength (DL)
При этом типе расчета на карте различными цветами отображаются области с соответствующим диапазоном уровней напряженности поля на приеме.
_.png)
Параметры расчета "Напряженность поля в точке приема" - Field Strength (DL)
Количество уровней
Количество уровней (от 1 до 8)
Цвет
Цвет уровня
Уровень, дБмкВ/м
Уровень напряженности в месте установки приемной антенны, дБмкВ/м
Описание
Текстовое поле как описание для каждого из уровней сигнала
Для аналогового ТВ вещания согласно ГОСТ 7845-92 нормируются значения напряженности поля (дБ относительно I мкВ/м) излучения радиосигнала изображения на высоте 10 м от поверхности земли, определяющие зону обслуживания телевизионным вещанием (при соответствующих значениях усиления приемных телевизионных антенн):
- 50 дБмкВ/м при усилении антенны 4 дБ — в первом частотном диапазоне (48.5—66,0) МГц:
- 52 дБмкВ/м при усилении антенны 4,5 дБ — во втором частотном диапазоне (76—100) МГц;
- 55 дБмкВ/м при усилении антенны 8 дБ — в третьем частотном диапазоне (174—230) МГц;
- 65 дБмкВ/м при усилении антенны 10 дБ — в четвертом частотном диапазоне (470—582) МГц;
- 68 дБмкВ/м при усилении антенны 10 дБ — в пятом частотном диапазоне (582—790) МГц.
Для цифрового наземного телевизионного вещания принятого в России стандарта DVB-T2 требуемые значения напряжённости для разных частотных диапазонов, видов модуляции и кодирования приведены в “Методике определения зоны обслуживания одиночной передающей станции наземного цифрового ТВ-вещания стандарта DVB-T2”, разработанной ФГУП “Научно-исследовательский институт радио” (Приложение №1 к решению ГКРЧ от 16 октября 2015г. №15-35-04). https://digital.gov.ru/uploaded/files/prilozhenie-1-k-resheniyu-gkrch--15-35-04-metodika-zona-obsluzhivaniya-stantsii-dvb-t2.pdf
Пример расчета "Напряженность поля в точке приема" - Field Strength (DL)
Зоны максимального уровня напряженности поля Best Server (DL)
В данном типе расчета на карте отображаются области, в которых напряженность поля на приеме от соответствующего передатчика больше, чем от других передатчиков. При этом цвета, которыми обозначаются зоны от различных передатчиков могут быть назначены автоматически из стандартного набора или назначены в соответствии с цветом, указанным в параметрах передатчика.
Параметры Best Server
Использовать автоматическое назначение цветов
Использовать автоматическое назначение цветов
Использовать цвет сектора
Назначение цвета передатчику выполняется в соответствии с цветом, заданным в меню “Параметры передатчика”
Пример расчета Best Server для TV DVB-T2
Разброс задержки сигнала для синхронных сетей вещания (Simulcast Delay Spread)
Этот расчет используется для одночастотных систем (SFN), которые широко используются в сетях наземного вещания. Несмотря на синхронность передачи, помехи в приемнике будут возникать при определенных условиях, связанных с временем задержки между сигналами, приходящих в точку приема и их относительной мощностью. Разброс задержки рассчитывается следующим образом:
Разброс задержки рассчитывается с учетом шести самых мощных сигналов в точке приема.
%20DTV.png)
Параметры расчета "Разброс задержки сигнала" (Simulcast Delay Spread)
Коэффициент захвата приемника
Разброс задержки рассчитывается и отображается только тогда, когда мощность самого сильного принятого сигнала и мощность второго по силе принятого сигнала находятся в пределах коэффициента захвата друг друга. Типичное значение 10–20 дБ.
Количество уровней
Цвет
Значение
Описание
Количество отображаемых уровней
Цвет уровня
Разброс задержки сигнала, мкс
Текстовое поле
Чтобы уменьшить межсимвольную интерференцию, которая может появиться в синхронной сети, обычно вводят дополнительную задежку (Simultaneous Delay Offset) в параметрах передатчика. Назначая задежку определенным передатчикам, можно осуществлять некоторый контроль над тем, где появляется область помех.
Расчет контуров по кривым распространения FCC
Контуры FCC и ITU-R
Параметры контуров FCC
Кривая FCC
Выбор типа кривой из ряда F (50,50); F (50,10); F(50,90). Подробнее – см. раздел Расчет контуров по кривым распространения FCC
Добавить слой карты
Добавление контура с выбранными параметрами на карту в виде отдельного слоя
ITU-R P.1546-6 contour parameters
Процент времени
Процент времени, для которого будет выполняться расчет контура (50%,10% или 1%)
Процент мест
Процент мест, для которого будет выполняться расчет контура (50%-99%)
Тип трассы
Сухопутная, над холодным морем или над теплым морем
Добавить слой
Добавление контура с выбранными параметрами на карту в виде отдельного слоя
RadioPlanner 3.0 позволяет выполнить расчет сервисных и интерференционных контуров по кривым распространения FCC (Federal Communications Commission — Федеральная комиссия по связи США). Указанные контуры используются в Северной Америке (США, Канада, Мексика) на законодательном уровне, а также в некоторых странах как рекомендация при планировании размещения вещательных ТВ и РВ передатчиков.
Расчет контура выполняется в меню параметров соответствующего передатчика, для которого требуется построить контур FCC. Для расчета необходимо указать требуемое минимальное значение напряженности электромагнитного поля, а также указать тип кривой из ряда:
- F(50,50) – кривая для построения сервисного контура FM радиовещания и аналогового телевидения;
- F(50,10) – кривая для построения интерференционного контура;
- F(50,90) – кривая для построения сервисного контура цифрового телевидения.
После нажатия кнопки Добавить слой FCC контур появится на базовой карте в качестве векторного слоя. В названии этого слоя отображается информация о наименовании передатчика, типе кривой и уровне напряженности поля. По умолчанию сервисные контуры отображаются черным цветом, интерференционные – красным. Вы можете менять параметры отображения этого слоя по своему усмотрению, работа с ним не отличается от работы с другими векторными слоями на карте.
Подробнее об особенностях планирования вещательных сетей при помощи кривых FCC – см. https://recnet.com/faq-contours или https://www.fcc.gov/media/radio/fm-and-tv-propagation-curves-graphs
Расчет контуров по кривым распространения МСЭ-R P.1546-6
В RadioPlanner 3.0 также можно выполнить расчет сервисных и интерференционных контуров по кривым распространения МСЭ-R P.1546-6 (08/2019) “Метод прогнозирования для трасс связи "пункта с зоной" для наземных служб в диапазоне частот от 30 МГц до 4000 МГц” (Method for point-to-area predictions for terrestrial services in the frequency range 30 MHz to 4 000 MHz). Указанные контуры широко используются при планировании размещения вещательных ТВ и РВ передатчиков.
Расчет контура выполняется в меню параметров соответствующего передатчика, для которого требуется построить контур по МСЭ-R P.1546-6. Для расчета необходимо указать требуемое минимальное значение напряженности электромагнитного поля, тип трассы, а также процент мест и времени, для которых будет произведен расчет.
Обычно используют следующие контуры (процент мест, процент времени):
- (50,50) – сервисный контур для FM радиовещания и телевидения;
- (50,10) и (50,1) – интерференционные контуры;
После нажатия кнопки Добавить слой карты контур появится на базовой карте в качестве векторного слоя. В названии этого слоя отображается информация о наименовании передатчика, типе кривой и уровне напряженности поля. По умолчанию все контуры отображаются черным цветом, но можно менять стиль отображения этого слоя по своему усмотрению, работа с ним не отличается от работы с другими векторными слоями на карте.
Расчеты в точке для передатчиков ТВ- и радиовещания
После входа в меню открывается панель, в которой отображается продольный профиль от выбранного передатчика до текущей точки, при этом на карте появляется соответствующий интервал. Текущую точку на карте можно изменить, просто кликнув мышью в нужном месте. Профиль представляет собой вертикальный разрез местности между передатчиком и приемной антенной с нанесенной информацией о высотных отметках земли и препяствиях. Цвета, которыми обозначаются различные препятствии на профиле соответствуют цветам модели препятствий, высота определяется высотой для каждого типа препяствия, установленного в меню "Геоданные".
На продольном профиле показываются высота центра излучения антенны передатчика и высота фазового центра приемной антенны, а также зона Френеля для радиолуча, величина потерь в свободном пространстве, дифракционные потери из-за рельефа местности, а также потери на окружающих приемную антенну препятствиях. Передатчик выбирается в левой части панели в общем дереве – кликните мышью на нужном Вам передатчике (не путать с установкой значка активности), после чего информация по этому передатчику появится сверху над продольным профилем. Снизу под продольным профилем появляется результат расчета уровня напряженности электрического поля в указанной точке.
Расчеты в точке для ТВ передатчика
Расчет количества населения, охваченных теле- и радио вещанием
RadioPlanner позволяет выполнить расчет количества населения в зоне охвата, а также формирует перечень населенных пунктов, охваченных теле- и радио вещанием.
Чтобы определить охват населения, сначала необходимо рассчитать зону покрытия напряженности поля для передатчика (или нескольких передатчиков). Охват населения в дальнейшем будет определен для самого низкого уровня напряженности поля, используемого в расчетах.
Расчет количества населения и перечень населенных пунктов, охваченных вещанием, может быть выполнен на основе данных проекта OpenStreetMap или на основе локального набора данных (файл формата CSV).
В обоих случаях расчет населения, охваченного вещания происходит по следующему алгоритму. В центре каждого населенного пункта располагается точка, попадание которой в зону охвата с заданной напряженностью поля является основанием для включения всего населения этого населенного пункта в зону охвата. Если для расчета используется база данных OpenStreetMap (при этом происходит обращение к копии базы, находящейся на нашем сервере), то в качестве этих точек выступают точечные объекты – населенные пункты, имеющие тег place=city; town; village; hamlet и соответствующий тег population.
Чтобы рассчитать охват населения, перейдите в меню «Отчет» и выберите метод расчета — с использованием базы данных OpenStreetMap или пользовательского файла CSV. Если вы выбрали базу данных OpenStreetMap, то просто кликните на инструмент «Открыть отчет об охвате населения в Microsoft Excel» и появится таблица с населением и списком населенных пунктов, охваченных вещанием. Эта таблица также покажет общую площадь покрытия в квадратных километрах, а также средний радиус покрытия (только при расчете покрытия от одного передатчика).
Отчеты
Открыть отчет об охвате населения в Microsoft Excel
Импорт пользовательских данных о населении из CSV файла
Удалить пользовательские данные о населении
Пример отчета Охват населения
Если для расчета используется локальный набор данных, то пользователь должен предварительно подготовить текстовый файл CSV с соответствующими данными:
Пример текстового файла с данными о численности населения
Необходимые данные для каждого населенного пункта:
Наименование населенного пункта; Широта; Долгота; Население; Субъект РФ; Район
Разделителем данных является символ “точка с запятой”.
Форматы представления координат - ПОЛУШАРИЕ ГРАДУСЫ МИНУТЫ СЕКУНДЫ (N35 36 23.8) или ПОЛУШАРИЕ ДЕСЯТИЧНЫЕ ГРАДУСЫ (N12.34567).
Для импорта данных о населении из CSV-файла нажмите на кнопку «Импорт пользовательских данных о населении из CSV файла» и выберите файл, после чего программа покажет общее количество населенных пунктов с данными о населении. Нажмите на инструмент «Открыть отчет об охвате населения в Microsoft Excel», и появится таблица со списком населенных пунктов, охваченных трансляцией и численностью населения.
Импорт результатов измерений и настройка параметров модели расчета для проектов ТВ- и радиовещания
RadioPlanner позволяет определить значение потерь на препятствиях (клаттерах) для модели распространения радиоволн путем сравнения результатов полевых измерений уровней принимаемого сигнала с расчетными значениями.
Загрузка, предварительная обработка и анализ файла измерений для передатчика выполняется в панели Параметры передатчика.
Анализ измерений для передатчиков вещания
Импорт данных измерений из файла формата CSV
Экспорт данных измерений в файл формата CSV
Удалить все данные измерений
Усиление приемной антенны, дБи
Волновое сопротивление кабеля приемной антенны, Ом
Потери в кабеле приемной антенны, дБ
Единицы измерения сигнала
Инструменты предварительной обработки измерений:
Уровень сигнала
Максимальный/Минимальный
Удалить из данных измерений точки с уровнем вне указанных границ
Расстояние до передатчика
Минимальное/Максимальное
Удалить из данных измерений с расстоянием до сайта вне указанных границ
Сектор от передатчика
Минимальный/Максимальный угол
Удалить из данных измерений точки, не попадающие в указанный угловой сектор
Минимальное расстояние между точками
Устанавливается размер сторон квадратов, в пределах которых будет выполнено усреднение значений уровня сигнала, локация точки при этом в пределах каждого из квадратов будет выбрана из локаций существующих точек измерений в пределах данного квадрата случайным образом.
Инвертировать направление маршрута
Изменить порядок точек в маршруте (последняя точка становится первой, предпоследняя – второй и так далее).
Добавить слой карты с результатом измерений
Добавление на карту пользовательского слоя с результатами измерений с усреднением в пределах указанного минимального расстояния. Данные в таблице при этом не меняются. Полученный слой появится среди пользовательских слоев, наименование слоя будет соответствовать названию сайта и направлению сектора.
Файл измерений в формате CSV
Каждая из строк этого файла содержит три параметра: уровень измеренного сигнала в дБм; географическая широта; географическая долгота
Разделителем значений параметров является символ “точка с запятой”.
Форматы представления географических координат - ПОЛУШАРИЕ ГРАДУСЫ МИНУТЫ СЕКУНДЫ (N35 36 23.8) или ПОЛУШАРИЕ ДЕСЯТИЧНЫЕ ГРАДУСЫ (N12.34567).
Файл измерений в формате CSV
Порядок работы:
1. По результатам полевых измерений подготовьте файл с результатами измерений для передатчика.
2. Укажите усиление антенны, потери в кабеле и импеданс кабеля измерительного приемника. Высота приемной антенны задается в параметрах сети.
3. Загрузите файлы измерений. Появятся результаты измеренных и рассчитанных уровней приема вдоль трека измерений. Измеренные уровни сигнала обозначены черным цветом, расчетные уровни – цветом, соответствующим типу препятствий в данной точке (желтый – открытое пространство). По оси абсцисс показаны номера точек маршрута. При наведении курсора на график отображаются рассчитанные и измеренные уровни, разница уровней, расстояние до объекта в километрах и тип препятствий. При необходимости выполните предварительную обработку. При клике на графике появляется контекстное меню, в котором можно удалить точку с результатом измерения.
В таблице под графиком будет указано количество точек, средняя ошибка, стандартное отклонение ошибки, а также рекомендуемые значения потерь для разных типов препятствий, при которых средняя ошибка будет равна нулю. При нажатии на кнопку «Применить рекомендуемые ослабления на препятствиях для модели» значения для точек графика будут пересчитаны с учетом настроенных значений, а также будут изменены значения потерь в меню «Модель распространения». Чтобы оценить, как новые значения потерь от препятствий повлияют на результат расчета покрытия, необходимо пересчитать покрытие.
4. На основе анализа полученных результатов для разных типов препятствий и для разных передатчиков принимается решение относительно корректировки значений ранее используемых потерь на препятствиях (клаттерах) в модели распространения радиоволн.
Расчет радиопокрытия для систем авиационная радиосвязи и БПЛА
Программа RadioPlanner 3.0 позволяет рассчитывать зоны радиопокрытия для систем авиационной радиосвязи, БПЛА и радионавигации работающих в диапазонах частот ОВЧ, УВЧ и СВЧ.
Тип системы должен быть установлен как Air-to-Ground Radio. Набор основных параметров для базовой и мобильной станции аналогичен сети мобильной связи.
Меню сеть для Air-to-Ground Radio
Создать новую сеть как копию этой
Сделать активными/не активными все сектора текущей сети
Переместить вверх по списку данную сеть
Переместить вниз по списку данную сеть
Удалить сеть
Выполнить расчет
Выполнить расчет покрытия для каждого активного сектора и сохранить результат в виде файла KMZ
Загрузить параметры сети из шаблона
Сохранить параметры сети в шаблон
Наименование сети
Тип системы
Ground-to-Air
Air-to-Ground
Aircraft Rx threshold
Ground Rx threshold
Радиус расчета
Наименование сети
Варианты типов системы:
- LTE
- 5G
- Terrestrial Broadcasting (Передатчик наземного вещания)
- Air-to-Ground Radio (Приемо-передатчик для авиационной радиосвязи)
- Generic TRX (Типовой, или стандартный приемо-передатчик подвижной связи, тип которого не совпадает с типами систем, указанных выше)
Выбранный тип системы будет определять набор дополнительных параметров системы, а также доступные типы расчетов.
Частота несущей в направлении воздушного судна, МГц
Частота несущей в направлении земли, МГц
Чувствительность приемника воздушного судна/летательного аппарата, дБм
Это пороговое значение будет ограничивать отображение расчета покрытия в зависимости от того, выше или ниже этого порога будет сигнал на приемнике воздушного судна.
Чувствительность приемника наземной базовой станции, дБм
Это пороговое значение будет ограничивать отображение расчета покрытия в зависимости от того, выше или ниже этого порога будет сигнал на наземной базовой станции.
Максимальный радиус расчета от сектора БС, км. Чем больше радиус, тем больше время вычислений. Не устанавливайте излишний расчетный радиус.
Абонентская станция
Тип
Мощность передатчика
Потери в кабеле и разъемах
Высота антенны
Коэф. усиления антенны
Наименование (модель) абонентской станции. Текстовое поле
Мощность передатчика, Вт
Потери в кабеле и разъемах, дБ
Высота антенны относительно уровня земли, м
Коэффициент усиления антенны, дБи
Модель распространения радиоволн для систем авиционной радиосвязи
Для расчетов зоны покрытия систем авиционной радиосвязи используется комбинированная модель, учитывающая рекомендацию ITU-R P.528-3 (02/2012) “Кривые распространения радиоволн для воздушной подвижной и радионавигационной служб, работающих в диапазоне ОВЧ, УВЧ и СВЧ”, которая основана на модели распространения радиоволн IF-77 Гирхарта-Джонсона, специально разработанной для авиационной радиосвязи и рекомендацию ITU-R P.526-14 (01/2018) “Распространение радиоволн за счет дифракции”.
В применяемой комбинированной модели учитываются следующие факторы, влияющие на распространение радиоволн на трассе земля-воздух:
- потери сигнала в свободном пространстве;
- дифракционные потери на трассе с учетом кривизны Земли и профиля местности, извлекаемого из ЦМР;
- временная нестабильность принимаемого радиосигнала из-за многолучевых замираний на трассе.
- В модели не учитываются замирания в дожде, поэтому частотный диапазон ее применимости ограничен 7000 МГц (100 МГц-7000 МГц).
Параметры модели распространения радиоволн для систем авиционной радиосвязи
Процент времени, %
Процент по времени, для которого будет производиться расчет (для авиации рекомендуется 95%);
Дополнительный запас на замирания, дБ
Дополнительный запас на замирания, который будет учитываться при расчетах, дБ
Тип и параметры расчета
Для систем авиационной радиосвязи программа позволяет выбрать один из следующих типов расчетов:
- Мощность на приеме в направлении воздух-земля (Received power Air-to-Ground link);
- Мощность на приеме в направлении земля-воздух (Received power Ground-to-Air link);
- Зоны максимального уровня мощности на приеме в направлении воздух – (Best Server Air-to-Ground link)
Детальность, с которой будет представлен результат расчета для систем авиационной радиосвязи соответствует одному пикселю экрана для zoom=7 (низкая детальность), zoom=8 (средняя) и zoom=9 (высокая). Для географической широты 55 градусов это примерно 720, 360 и 180 метров соответственно.
Чем выше детальность, тем больше время расчета.
Мощность на приеме в направлении воздух-земля или земля-воздух - Received Power Air-to-Ground/Ground-to-Air Link
В этих типах расчета на карте отображаются различными цветами области покрытия для разных высот нахождения воздушного судна/летательного аппарата. Можно установить от одного до восьми различных высотных уровней.
Параметры расчета Received Power Air-to-Ground link
Высота антенны АС относительно
Выбор относительного уровня для антенны абонентской станции (летательного аппарата)
- Относительно уровня моря
- Относительно уровня земли
Количество высот
Цвет
Уровни, м
Описание
Количество высотных уровней для абонентской станции
Цвет высотного уровня зоны покрытия
Значение высоты уровня абонентской станции, для которой отображается зона покрытия, м
Текстовое поле
Пример расчета Received Power Air-to-Ground link
Best Server Air-to-Ground Link
В данном типе расчета на карте отображаются области, в которых мощность на приеме для соответствующего сектора БС больше, чем от секторов других БС. При этом цвета, которыми обозначаются зоны для различных секторов могут быть назначены автоматически из стандартного набора, либо назначены в соответствии с цветом, указанным в параметрах сектора.
Параметры расчета Best Server
Высота антенны АС относительно
Использовать автоматическое назначение цветов
Использовать цвет сектора
Выбор относительного уровня для антенны абонентской станции (летательного аппарата)
- Относительно уровня моря
- Относительно уровня земли
Назначение цветов секторам БС выполняется автоматически из стандартного набора
Назначение цветов секторам БС выполнится в соответствии с цветом, указанным в параметрах сектора
Пример расчета для Best Server
Расчеты в точке для систем авиационной радиосвязи
После входа в меню открывается панель, в которой отображается продольный профиль от выбранной базовой станции до текущей точки. Текущую точку на карте можно изменить, просто кликнув мышью в нужном месте. Профиль представляет собой вертикальный разрез местности между базовой станцией и мобильной станцией (летательным аппаратом) с нанесенной информацией о высотных отметках земли.
На продольном профиле показываются высоты центров излучения антенн базовой и абонентской станции, а также зона Френеля для радиолуча, величина потерь в свободном пространстве и дифракционные потери из-за рельефа местности. Базовая станция, для которой будет построен профиль выбирается в левой части панели в общем дереве Базовые станции – кликните мышью на сектор нужной БС (не путать с установкой значка активности), после чего информация по этой БС появится сверху над продольным профилем.
Высота абонентской станции выбирается в выпадающем списке справа над продольным профилем из набора высот, указанного для расчета зон покрытия. Максимальная длина профиля ограничена параметром "Радиус рассчета" в меню "Сеть".
Расчеты в точке
Особенности расчета зоны покрытия для авиационной радиосвязи
Для определенной комбинации набора исходных данных (высот базовой и абонентской станций, частоты, мощности и уровня на приеме, вероятности по времени) на зоне радиопокрытия может появится полоса, показывающая отсутствие связи с заданной вероятностью (на примере внизу такая полоса присутствует на расстоянии 117-137 км в радиальном направлении от БС).
Это говорит о том, что в этой зоне абонентская станция (летательный аппарат) будет находится в зоне сильного влияния многолучевости из-за отражения от земной поверхности, и вероятность связи несколько понизится. Модель ITU-R P.528-3 (02/2012), которая основана на модели распространения радиоволн IF-77 Гирхарта - Джонсона (M.E. Johnson and G.D. Gierhart, The IF-77 Electromagnetic Wave Propagation Model, NTIA Sponsor Report FAA-ES-83/3, September 1983.), специально разработанной для авиационной радиосвязи, учитывает этот эффект. График зависимости принимаемой мощности от расстояния для рассматриваемого примера приведен ниже. На нем видно, что при вероятности 95% для уровня -88 dBm (-118 dBW) кривая имеет изгиб, который и определяет провал в принимаемой мощности и соответствующую полосу на зоне покрытия.
Обычно появление подобной полосы на зоне покрытия означает не значительное, в пределах 5-7 процентов снижение вероятности установление связи в данной области. На практике подобное снижение вероятности связи в небольшой области в пределах зоны покрытия можно считать допустимым.
Для того чтобы учесть это допущение на зоне покрытия, следует выполнить расчет для средней мощности принимаемого сигнала (вероятность по времени 50%) с учетом дополнительного запаса на замирания в пределах 5-7 дБ.
После чего результат расчета для рассматриваемого выше примера будет выглядеть так:
Приложение 1. Форматы некоторых файлов
1.1 Файл с информацией о затухании в кабелях feeders.txt
Текстовый файл feeders.txt с информацией о частотно-зависимом затухании в кабелях размещен в папке с установленной программой. Пользователь может дополнить этот файл информацией о нужных кабелях.
Файл feeders.txt имеет простой формат:
-
FSJ1-50A 1/4"
30 3.22
100 5.94
450 12.9
1000 19.7
2000 28.6
6000 53.2
10000 71.5
-
LCF12-50J D=1/2”
0.5 0.15
100 2.16
200 3.1
300 3.8
450 4.71
900 6.8
1500 8.97
1800 9.91
2300 11.35
3000 13.2
4000 15.5
8800 24.6
где:
FSJ1-50A 1/4" – наименование кабеля, которое будет появляться в выпадающем списке кабелей
30 – частота, МГц
3.22 – затухание в дБ/100 метров на этой частоте
Количество пар частота – затухание для кабеля может быть любым. В качестве разделителя между частотой и затуханием должна быть табуляция.
Приложение 2. Примеры проектов для различных сетей связи и вещания
В комплекте с программой поставляется несколько примеров проектов для различных систем связи и вещания. Данные проекты полностью готовы к расчету; просто откройте проект и нажмите кнопку «Рассчитать покрытие».