Wstępna charakterystyka wykonanych badań

W wyniku badań przeprowadzonych w opisany powyżej sposób uzyskano łączną próbę o liczebności 288289, zawierającą wyniki pomiarów tłumienia fali radiowej, dla tras propagacyjnych o długościach do 620 m, częstotliwości f sygnału pomiarowego z zakresów fal decymetrowych (UHF) i centymetrowych (SHF) [51]: 500 MHz, 1 GHz, 2 GHz i 4 GHz oraz dla wysokości hSB zawieszenia anteny nadawczej: 12, 24 i 36 m nad poziomem terenu. Ze względu na uwarunkowania techniczne wysokość zawieszenia an-teny odbiorczej była stała i wynosiła 2 m nad poziomem płyty terminalu.

Poniżej przedstawione zostały liczebności prób w poszczególnych podzbiorach zgromadzonych danych pomiarowych, w zależności od częstotliwości f pomiarowego sygnału radiowego, a także wysokości h_SB zawieszenia anteny stacji bazowej.

Ze względu na zastosowaną metodę dobierania punktów pomiarowych, liczeb-ności prób dla poszczególnych częstotliwości sygnału radiowego są tym większe, im większa jest wartość tej częstotliwości (im mniejsza jest długość fali tego sygnału), co zostało przedstawione na rys. 2.15.

Rys. 2.15. Liczebności prób dla różnych częstotliwości f radiowego sygnału pomiarowego

Dla częstotliwości sygnału pomiarowego wynoszącej 500 MHz zgromadzono dane o 32069 trasach propagacyjnych. Dla częstotliwości 1 GHz liczebność ta wynosi już 58417, a dla 2 GHz i 4 GHz odpowiednio 73516 i 124287.

Liczebności prób dla poszczególnych wysokości zawieszenia anteny nadawczej (rys. 2.16) są porównywalne dla wysokości 12 m i 24 m i wynoszą odpowiednio 106631 oraz 100329. Natomiast dla wysokości równej 36 m liczebność próby wynosi 81329.

Rys. 2.16. Liczebności prób dla różnych wysokości hSB zawieszenia anteny nadawczej Na rys. 2.17 – 2.19 przedstawiono liczebności prób dla różnych częstotliwości f sygnału pomiarowego dla ustalonych wysokości hSB zawieszenia anteny stacji bazowej.

Rys. 2.17. Liczebności prób dla różnych częstotliwości f sygnału pomiarowego (hSB = 12 m)

Rys. 2.18. Liczebności prób dla różnych częstotliwości f sygnału pomiarowego (hSB = 24 m)

Rys. 2.19. Liczebności prób dla różnych częstotliwości f sygnału pomiarowego (hSB = 36 m)

Liczebności poszczególnych prób są tym większe, im wyższa jest częstotliwość sygnału pomiarowego, czego można było się spodziewać i co wynika z faktu uzależnienia odległości pomiędzy punkami pomiarowymi od długości fali radiowej, a – co za tym idzie – od jej częstotliwości.

Z kolei na rys. 2.20 – 2.23 przedstawiono liczebności prób dla różnych wysoko-ści h_SB zawieszenia anteny stacji bazowej i ustalonych częstotliwości radiowego sygnału pomiarowego. Za wyjątkiem przypadku dla częstotliwości wynoszącej 4000 MHz liczeb-ności prób mają względnie porównywalne wartości dla każdej z trzech przebadanych wysokości zawieszenia anteny stacji bazowej. Dla przypadku 4000 MHz liczebność pró-by maleje wraz ze wzrostem wysokości instalacji anteny stacji bazowej.

Rys. 2.20. Liczebności prób dla różnych wysokości hSB anteny nadawczej (f = 500 MHz)

Rys. 2.21. Liczebności prób dla różnych wysokości hSB anteny nadawczej (f = 1000 MHz)

Rys. 2.22. Liczebności prób dla różnych wysokości hSB anteny nadawczej (f = 2000 MHz)

Rys. 2.23. Liczebności prób dla różnych wysokości hSB anteny nadawczej (f = 4000 MHz)

Ze względu na obecność stosów kontenerów (najczęściej zbudowanych z pofa-lowanej blachy stalowej) o różnych wysokościach i układzie przestrzennym, propagacja fal radiowych między nadajnikiem a odbiornikiem odbywa się po wielu różnych ścież -kach, na co mają wpływ głównie zjawiska wielokrotnych odbić i dyfrakcji. Powyższe stanowi cechę charakterystyczną zjawiska wielodrogowości [88], które skutkuje zanikami odbieranego sygnału [70]. Są one wynikiem tego, że sygnał odbierany jest sumą kilku składowych o różnych amplitudach, fazach i kierunkach, z których są odbierane [43].

W łączu radiowym systemu ruchomego, kiedy terminal użytkownika zmienia swoje poło-żenie, zjawisko to jest zmienne w czasie, dając zmiany dwojakiego rodzaju [70]. Zmien-ność średniej mocy sygnału nazywana jest zanikami wolnymi, natomiast szybkie zmiany mocy wokół wartości średniej noszą nazwę zaników szybkich [106], które charakteryzują się szybkimi i głębokimi spadkami wartości chwilowej mocy sygnału odbieranego [88].

Na czterech kolejnych rysunkach (rys. 2.24 – rys. 2.27) przedstawione zostały przykładowe przebiegi sygnału odbieranego na wejściu odbiornika pomiarowego dla róż -nych długości tras propagacji, różnych częstotliwości sygnału pomiarowego oraz różnych wysokości zawieszenia anteny nadawczej. Wykresy zostały sporządzone na bazie

wybra-nych dawybra-nych pomiarowych, zebrawybra-nych podczas badań w DCT Gdańsk. Kolorem czerwo-nym zaznaczono przebieg mocy sygnału na wejściu odbiornika, czarnym zaś przebieg utworzony z wartości medianowych, obliczonych zgodnie z zależnością (2.11). Jak moż -na było się spodziewać, zaniki szybkie są częstsze w przypadku wyższych częstotliwości, a głębokość zaników najczęściej nie przekracza 20 dB. Zgodnie z [88] zaniki szybkie dochodzące do głębokości 30 dB występują znacznie rzadziej.

Przebieg lokalnych (krótkookresowych) wartości średnich (medianowych) obra-zuje wpływ wolnych zaników na sygnał odbierany. Na zjawisko to decydujący wpływ ma aktualnych rozkład przestrzenny stosów kontenerów, ich wysokości oraz pozycja stacji ruchomej, która podczas ruchu może znaleźć się w cieniu radiowym (ang. shadowing), powodowanym przeszkodami na trasie propagacji fali radiowej. Należy zaznaczyć, że zaniki wolne są zazwyczaj niezależne od częstotliwości sygnału radiowego [104].

Rys. 2.24. Przykładowy przebieg mocy sygnału odbieranego na wejściu odbiornika pomiarowego dla 200-metrowego odcinka drogi propagacji oraz dla f=500MHz i hSB=12m

Rys. 2.25. Przykładowy przebieg mocy sygnału odbieranego na wejściu odbiornika pomiarowego dla 200-metrowego odcinka drogi propagacji oraz dla f=1GHz i hSB=36m

Rys. 2.26. Przykładowy przebieg mocy sygnału odbieranego na wejściu odbiornika pomiarowego dla 200-metrowego odcinka drogi propagacji oraz dla f=2GHz i hSB=24m

Rys. 2.27. Przykładowy przebieg mocy sygnału odbieranego na wejściu odbiornika pomiarowego dla 100-metrowego odcinka drogi propagacji oraz dla f=4GHz i hSB=12m

Znajomość właściwości statystycznych przebiegu wartości mocy sygnału radio-wego jest niezbędna m.in. do planowania ruchomych systemów łączności bezprzewodo-wej. Zjawisko zaników wolnych ma duży wpływ nie tylko na dostępność kanału radio-wego, dobór częstotliwości, na których działa system, ale także na planowanie rucho-mych sieci radiowych [89]. W takim stanie rzeczy, to właśnie analiza przebiegu krótkoo-kresowych wartości średnich (medianowych) i jego zależność od parametrów środowiska propagacyjnego stanowi podstawę do opracowania nowego modelu tłumienia propaga-cyjnego.

Rozdział 3.