Моніторинг інформаційного обміну в регіонах

Зміст

Вступ……………………………………………………………………..……...3                                                                                                                   

1. Дистанційно розміщенні об’єкти …………………………………………..5

1.1 Аналіз на рівні лінійної  моделі…………………………………………… 5

1.2 Аналіз на рівні кутової  моделі……………………………………………. 7

1.3 Аналіз на рівні трасової  моделі…………………………………………... 10

2. Зона інформаційного  обміну………………………………………………..16

3. Адаптивна селекція  сигналів………………………………………………. 22

4. Література…………………………………………………………………….30

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Вступ

Вхідними даними до РГР  є робоча мапа Київської області, план м. Києва, чутливість приймачів  центральних станцій (U=2 мкВ) та ймовірність з’явлення нуля на позиції бінарного коду P(0) = (35-K)/34 , де К=8

Основні формули для розрахунку базуються на закономірності перетворення щільності ймовірності будь-якого  параметру х в інший параметр y, якщо y=f(x),                                                           то W₁(x)dx= W_1y(y)dy           (1)

W₁(x) – щільність ймовірності x

W_1y(y) – щільність ймовірності  y

На підставі формули (1) визначаємо :

W_1y(y) dx= W₁(x) │ │= W₁(x) ∙ = W₁(x) ∙   (2)

Оскільки в правій частині  формули (2) стоїть x, а не y, а в лівій частині функція від y, то необхідно підставити в цю формулу х як функцію від y.

Друге основне співвідношення – формула Веденського

U= (3)

U – амплітуда сигналу на вході приймача центральної станції.

P₀ – потужність передавача абонентської станції.

К₁ – коефіцієнт, що враховує характеристики антен та стан траси розповсюдження радіохвиль.

r – відстань від абонентської станції до центральної станції.

Згідно формул (3) в середовищі виконується перетворення U=f(r). Таким чином

  W₁(r) dr= W_1u(U) dU    (4)

  W_1u(U) = W₁(r) │ │= W₁(r)    (5)

На підставі формули (3) визначаємо

r =      │ │=

Таким чином: W_1u(U)= W₁(r)    (6)

На підставі формули (6) визначимо  ймовірність того, що амплітуда сигналу на вході приймача центральної станції перевищує його чутливість на 10%.

 

 

 

Рис.1

 

 

1. Дистанційно  розміщенні об’єкти 

1.1 Аналіз на рівні лінійної  моделі

Згідно робочої мапи Київської  області ситуація виглядає наступним  чином (див. рис.1)

Абоненти розміщуються вздовж дороги по рівномірному закону:

км

км

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис.2

Перевірка:

 

 

Враховуємо функціональне  перетворення координати х в координату r.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                                      Рис.3

Враховуємо формулу Веденського та робимо перехід W_1r(r) dr= W_1u(U) dU   

Визначаємо W_1u(U), скориставшись формулою Веденського:

  

Коефіцієнт К можна  визначити, так як відома напруга  Umin=2 мкВ

 

(В)

 

 

 

 

 

 

 

Рис.4

 

 

По графіку Рис.4 визначаємо ймовірність того, що амплітуда сигналу  на вході приймача ЦС1 перевищує  його чутливість на 10%

 

1.2 Аналіз на рівні кутової моделі

Знову повертаємося до Рис.1, тобто до лінійної апроксимації ділянки  дороги. Вводимо полярну систему  координат. Тоді r- це полярний радіус, а φ – полярний кут.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 5

Виконаємо перевірку:

 

 

 

Робимо перехід від  щільності ймовірності кутів  W1(φ) до щільності ймовірності відстані W1r(r)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                                    Рис.6

 

 

Виконуємо перетворення W_1r(r) dr= W_1u(U) dU   

Визначаємо W_1u(U), скориставшись формулою Веденського:

  

Коефіцієнт К можна  визначити, так як відома напруга  Umin=2 мкВ

 

(В)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис.7

На підставі Рис.7 визначимо  ймовірність того, що амплітуда сигналу  на вході приймача ЦС1 перевищує  його чутливість на 10%

 

 

 

 

 

1.3 Аналіз  на рівні трасової  моделі

Аналіз виконується з  реальною дорогою (реальним профілем). Вважаємо, що вздовж дороги абоненти розміщуються рівномірно(див. рис. 8).

 

 

 

 

 

Рис.8

 

 

 

Максимальна та мінімальна відстані до реального профілю дороги:

 км

 км

Розбиваємо діапазон на 10 рівних відрізків довжиною

 км

 

Підраховуємо загальну довжину  ліній дороги в кожному кільці:

   (км)

 

 

 

 

 

 

Загальна довжина дороги:

км

 

 

Будуємо графік групових частот відповідно до співвідношення:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис.9

Перевірка: сума висот прямокутників  має бути рівна 1

 

 

Визначаємо гістограму (щільність  ймовірності) відстані до абонентів. Для  цього достатньо поділити висоту прямокутників на їх основу ∆.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис.10

Робимо графічну процедуру  визначення W1u(U).  Cкористаємося формулою Веденського:

 

 

 

Оскільки Umin нам відомо визначимо К:

_(В)

 

 

(В)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                                    

 

 

 

Рис.11

Знайдемо ймовірність  того, що амплітуда сигналу на вході  приймача ЦС перевищує його чутливість на 10%:

P = 0.932

В несприятливих умовах виникає  ситуація, коли ЦС1 не може обслуговувати  абонентів останнього кільця.

Визначити ймовірність того, що абоненти на трасі обслуговуються:

 

 

 

 

 

 

 

2. Зона інформаційного обміну

Аналіз виконується з  використанням плану м. Києва. На робочій мапі (рис.12) визначаємось з ЦС2. Проводимо десять кілець, радіусом r_min та  r_max

 м

 м

Ширина кожного  кільця:

 м

 

Знаходимо площу будівель в кожному з кілець:

 

 

 

 

 

 

 

 

Визначаємо загальну площу всіх будівель:

 

 

 Знаходимо групові частоти:

 

 

 

 

 

 

Рис.12

Будуємо діаграму групових частот:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис.13

Робимо перевірку:

 

 

Будуємо гістограму розміщення абонентів W₁(r). Для цього достатньо поділити висоту прямокутників на його основу.

 

 

 

 

 

 

Рис.14

 

 

Робимо перевірку:

Площа під фігурою має  бути дорівнювати одиниці:

 

 

Визначаємо щільність  ймовірності амплітуди сигналу  на вході приймача ЦС2 графо –  аналітичним методом. Для цього  приймаємо до уваги формулу Веденського та на підставі того, що (В), визначаємо

 

 

 

 

 

 

  

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                                           Рис.15

Визначимо ймовірність того, що амплітуда сигналу на вході  приймача ЦС2 перевищує його чутливість на 10%.

P = 0.937

В зоні інформаційного обміну виникає ситуація коли дальна границя перетворюється в частину еліпса.

 Знаходимо ймовірність обслуговування абонентів в несприятливих умовах:

Знайдемо площу всіх будівель у двох лунках:

 

 

 

 

Інша ситуація пов’язана  з впливом завад. Завади з’являються  на ділянці від r_min до  r_max в кільці, а їх щільність відповідає гіперболічному закону:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис.16

Визначаємо щільність  ймовірності амплітуди завад  на вході приймача ЦС2. Використовуємо перетворення

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис.17

 

 

 

3. Адаптивна селекція сигналів

В зоні інформаційного обміну, тобто для ЦС2 передбачається адаптивна  селекція сигналів в точці прийому.

Вхідними даними є :

1. Для адаптивної частотної  селекції P(0).

2. Для адаптивної амплітудної селекції – щільності ймовірності W1u(U) та  W1u(Uз) .

В асинхронних імпульсних системах часто використовуються складні  бінарні сигнали з пасивною передачею  нуля, що складаються із стартової  групи СГ і робочої групи РГ. Зазвичай СГ складає менше число  імпульсних радіосигналів, ніж РГ, для якої будемо вважати апріорно відомими p(1) – ймовірність появи «1» на позиції коду, p(0) - ймовірність появи «0» на позиції коду.

Сукупність часових інтервалів, які можуть бути використані при  передачі елементарних сигналів ЕС, будемо називати часовою базою посилки.

Адаптивна селекція сигналів полягає в тому, що після прийому  стартової групи наступного сигналу  в приймачу запам’ятовуються основні  параметри корисних імпульсів (значення амплітуди, носійної частоти, тривалість імпульсів, напрямок приходу і т.д.). Потім автоматично встановлюються пороги відповідних селекторів. Тому селектори, що входять в склад  декодерів елементарних сигналів, до моменту початку приходу елементарних сигналів РГ уже будуть підстроєні з врахуванням індивідуальних особливостей передавача, що відправив стартову групу.                                                                                      При цьому адаптивний приймач працює в двох режимах:

• широкосмуговий режим очікування і прийому сигналів стартової групи, коли приймаються сигнали з будь-якими параметрами;
• в режимі вибіркового прийому сигналів робочої групи, коли приймач надає перевагу імпульсам, що схожі на корисні.

Залежно від параметру, по якому проводиться адаптація, розрізняють  амплітудну, частотну і просторову адаптації.

Адаптивна амплітудна селекція :

При адаптивній селекції сигналів по амплітуді з приходом стартової  групи чергового складного сигналу  з амплітудою Uc в приймачі встановлюються верхній Uв і нижній Uв пороги спрацьовування. Після настройки амплітудний селектор пропускає на вихід приймача тільки ті імпульси, амплітуда яких знаходиться в його робочому інтервалі:

 

При такій побудові селектора  «нуль», що знаходиться на позиції  РГ, буде збитий, якщо амплітуда  Uп імпульсу хибного сигналу попадає в смугу спрацювання селектора, тобто при виконанні умови