автореферат диссертации по приборостроению, метрологии и информационно-измерительным приборам и системам, 05.11.16, диссертация на тему:Методика моделирования информационно-измерительных систем мобильной радиосвязи в городской застройке

На правах руюписи

ХОЛОСТО В Константин Михайлович

МЕТОДИКА МОДЕЛИРОВАНИЯ ИНФОРМАЦИОННО-ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ СИСТЕМ МОБИЛЬНОЙ РАДИОСВЯЗИ В ГОРОДСКОЙ ЗАСТРОЙКЕ

Специальность 05 11 16 - Информационно-измерительные и управляющие системы (в промышленности)

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соисканиеученой степени кандидата технических наук

□□31Т гиьэ

Тула2007

003177065

Работа выполнена в ГОУ ВПО «Тульский государственный университет»

Н^чный руководитель - доктор технических нау к, профессор

Тол кал ин Лев Н и юл аевич

Официал ьн ые оппоненты

- доктор технических нау к, профессор Акиншин Ни юл ай Степанович

- кандидат технических наук Адякин Юрий Ниюлаевич

Ведущая организация

ОАО "Центральноеконструкгорскоебюро апп ар ато строения "

Защита состоится «<?-5>> /2. в 14-00 часов на заседании

диссертационного совета Д212 271Й7 при ГОУ ВПО «Тульский государственный университет» (300600,г Тула,пр Ленина,92,9-101)

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГОУ ВПО «Тульский государственный университет»

А втор ефер ат р азо слан «

2 ¿>» // 200?г

Ученый секретарь диссертационного совета

Данилкин ФА

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы Современный мир невозможно представить без электронных средств массовой информации, телекоммуникационных сетей, сетей спутниковой и сотовой связи Особая роль здесь отводится таким информационно-измерительным системам, как системы и сети подвижной связи

Учет влияния факторов и параметров офужающей среды на условия и характер распространениярациоюлн необходим при построении таких систем

Урбанизация общества привела ктому, что большинство населения проживает в крупных городах Развитие сетей мобилшой связи, к которым относятся сети мобильной радиотелефонной связи, оперативно-диспетчерской связи и сети теле-, радиовещания идет преимущественно в условиях городской и промышленной застройки. Несмотря на кажущуюся изученность, наиболее актуальным на современном этапе, является разработка методов моделирования структуры волнового поля со «случайной» многолучевостью сухопутных систем мобильной связи в зонах с крупными масси вами жилых и производственных строений

Учитывая изложенные обстоятельства, большую актуальность приобретает н^чно-техническая задача разработки методов моделирования и измерения параметров информационно-измерительных систем подвижной связи

Объект исследования - информационно-измерительные системы в виде сетей подвижной (мобильной) связи, воснове которых лежит обмет информацией при помощи радиоволн

Предмет исследования - взаимосвязанная сово^пность методов, моделей и алгоритмов исследования систем и сетей подвижной (мобильной) радиосвязи, способствующая, путем увеличения точности их проектирования, снижению стоимости реализации указанных систем

Цель и задачи исследования. Ц ел ыо работы является со ращение времени на проектирование и повышение эффективность работы информационно-измерительных систем и сетей подвижной (мобилшой) радиосвязи путем разработки методикмоделированияи и змерени я параметров таких систем

Дня достижения поставленной цепи в диссертации поставлены и решены сл едующие задачи

- Разработка методики моделирования информационно-измерительных систем мобильной радиосвязи с целью расчета энергетических характеристик электромагнитного поля радиоволны распространяющейся в услошях городской застройки,

- Разработка модели здания- элемента городской застройки в виде параллелепипеда из однородного материала с эквивалентными электродинамическими параметрами,

- Разработка методики вычисления энергетических параметров полярадиоволны информационно-измерительных систем мобильной радиосвязи, алгоритма и программы расч ета с использованием ЭВМ наосновепредложенной модели,

- Разработка методики измерений параметров зондирующего сигнала, распространяющегося в неоднородной среде, создание установки и проведение измерений

О сно вны е по лож ения .выноси мы е на за щиту:

1 Методика моделирования информационно-измерительных систем мобильной радиосвязи с целью расчетапараметров электромагнитного полярадиоволны, распространяющейся вусловиях городской застройки

2 Методика моделирования и расчета модели здания - элемента городской застройки в виде пар алл ел епип еда из однородного материала с эквивалентными электродинамическими параметрами

3 Методика вычисления энергетических пфаметров поля радиоволны информационно-измерительных систем мобильной радиосвязи и алгоритм ее реализации наоснове созданной электродинамической модели

4 Методика проведения измерений энергетических характеристик зондирующего сигналараспространяющегося в неоднородной среде

5 Результаты теоретических и экспериментальных исследований параметров электромагнитного поля вусловиях городской застройки

Методы исследований В работе применялись методы математической физики, интегральною и дифференциального исчисления, методы теории функции комплексной переменной, методы геометрической оптики

Научная новизна состоит в разработке новых методик моделирования и расчета информационно-измерительных систем и сетей подвижной (мобильной) радиосвязи, включающих в себя

- электродинамическую модельраспространениярадиоволн в различных структурах и при различных условиях их распространения,

- модель здания, позволяющую обобщить различные элементы городской застройки, и методика моделирования здания с целью получения эквивалентных электродинамических параметров,

- математичес^ю модель исследования информационно-измерительных систем мобильной связи в условиях города, позволяющую произвести расчет энергетических харакгеристикрадио волны

Практическая ценность работы определяется следующими факторами Созданные методики расчета и производства измерений позволяют разработчикам информационно-измерительных систем и сетей подвижной радиосвязи без проведения трудоемких экспериментальных измерений рассчитать требования к базовым станциям для получения заданного качества передачи информации при различных условиях распространения в городснэй застройке

Внедрение результатов работы. Разработанные в диссертации методы моделирования и расчета были использованы при разработке рабочего проекта сегмента Единой информационно-телекоммуникационной сети МВД России на территории Тульской области с использованием аппаратуры широкополосного радиодоступа С использованием моделирующей программы обеспечены мероприятия по электромагнитной совместимости радиосредств подразделений органов внутренних дел Тульской области

Апробация работы. Основные положения и результаты диссертационной работы докладывались на III Всероссийски нгучно-практической конференции «Системы управления электротехническими объектами» посвященной 75-летию

ТулГУ, 19-20 мая 2004 г, XV научно-технической конференции ТАИИ, г Тула в феврале2004 г , международной молодежной научной конференции «XXXI Гага-ринские Чтения» в г Москве в апреле2005 г ,XXIII нгучной сессии посвященной 110-летию изобретению радио в г Туле в мае 2005 г , II региональной научно-технической Интернет-юнференции Тула,24-25 мая 2004 г ,Ш Всеросийсюй научно-технической Интернет-конференции Тула,25-26 сентября2005 г

Публикации. Основное содержание работы отражено в 14 публикациях, включающих 7 статей, 7 тезисов докладов на Всероссийских и международных НГК

Структура и объем работы. Работа состоит из введения, четырех глав, заключения, изложенных на 112 страницах основного текста и содержащих 45 рисунков^ таблицы, спискалитературыиз98 наименований и приложения

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Во введении сформулирована цель диссертационной работы, обоснована ее актуальность, представлен обзор зарубежных и отечественных публикаций, определены задачи исследований, фатюэ изложено содержание диссертации, сформулированыосновные положения, выносимые на защиту

В первой главе проведен анализ существующих методов проектирования и расчета сетей подвижной радиосвязи, в ходе которого уточняются цели и задачи исследования Анализ используемых методов проектирования и расчета показал, что наиболее сложной и наименее исследованной задачей является задачанахож-дения степени и характера влияния на распространение радиоволн локальных участков радиотени, сформированных высотными зданиями и сооружениями, как показано нарис 1 1 а

На основе результатов проведенного анализа, а также с использованием метода интегральных уравнений относительно эквивалентных контурных токов, предложенного Мюллером (Muller С), и в дальнейшем развитого отечественными учеными Васильевым ЕЛ , Солодуховым В В и др , разработаны злектроди-

намическая и математическая модели системы мобильной радиосвязи в условиях городской застройки

__ \

>>;

/ /

а)

Рис 1 Геометрия задачи

Для объяснения метода рассмотрена задача внешнего возбуждения диэлектрических прямоугольных цилиндров с по верх но стью Е, удовлетворяющей условиям Ляпунова, и имеющих параметрыдиэлектрической, магнитной проницаемости, а также электричес!ую проводимость соответственно ех,(лх,сгу и £г,Цг,ог в неограниченном однородном пространстве с электродинамическими постоянными (рис 1 &) Показано,что согласно принципу эквивалентности,отраженное поле можно записать в виде

где

Ё Н—— -го1Ас,

1аес

Нс =-Ш£е А" + —ётайбгуА" +го1А; шце

1 г., ехр(-йег_„)

А! =

Р

I

Аем=— [5

е Атг }

ехр (~гкегра)

»

4,т:

(11) (12)

(13)

5" - плотности поверхностных таюв, грч - расстояние между точкой наблюдения и точюй интегрирования на поверхности цилиндров (индекс р соответствует точке наблюдения, д - точке интегрирования)

Отмечено, что в случае когда точка наблюдения р лежи г вне объема цилиндров (над Е),то(] 1), (1 2) используя принцип эквивалентности и граничные условия, можно записать, преобразуя их в более удобную для представления форму Окончательно получено

г

1

1 + лг

,2 п

2гг| i

(l + к2)

hnx(j^v)^

"J

P P

exp(- ip) 2exp(-zxp)V

--K

P P

w

exp(- ip) 2 exp(~1 KP)

P

(15)

£

. J_ lb. 4

xV[-^---~0-)dai

I

fix(j,Mv)v|

exp(-tp) ^2ехр(-;ур)^м + P P

d<r„

(1 6)

exp(-ip) exp(-ix-p)^) P P )

В работе для решения системы уравнений (15),(1 6) использована дву мер -ная геометрия постановки задачи и введена обобщенная цилиндрическая ортогональная система координаты, v, z, связанная с декартовыми координатами соотношениями

x = F(u,v), y=<P(u,v), z = z (17)

При этом принято, что одна из поверхностей м= const координатной системы и, v, z совпадет с поверхностью X, а единичный вектор и0, касательный к координатной линии м, совпадет по направлению с вектором внешне! нормали к поверхности 2 Все величины входящие в интегральные уравнения (1 5), (1 £>) представлены в виде интегралов Фурье по юординатег

а? х

Нг)= {л(у)ехр(-гуг)Л, .!„(*)= {.10(у)ехр(-/уг)<&, (18)

Э

-!Г_ п~!КГ ж е>~'кг 00

®-®_= |г(г)е-',(г-2)^у, --(15)

^ -ОС ^ -ОС

В (1 Я) Л и Л0 - электрические и магнитные токи Входящие в (1 12) функции Г(у) и Тк{у) выражаются через функции Ханкеля

Проведаю интегрирование по координате г', получена система у равнений для Фурье-преобразований электрических и магнитных поверхностных тоюв, которая кратю записана в матричной форме следуютцимобразом

Ф)=1оОО--^гМ)1(у') (1 в)

V

Во второй главе построена приближенная модель реального здания с эквивалентными электродинамическими параметрами Модель дает возможность представить здание слоистой структуры из различных материалов в виде объекта с однородной структурой, состоящего из материала с соответствующими электрическими параметрами и внешними размерами, совпадающими с размерами прототипа Цель представления здания в виде упрощенной модели - возможность применения метода интегральных уравнений относительно эквивалентных контурных токов красчету пола} вусловиях городской застройки

В диссертации предложено процесс прохождения волнычерез модельную стру юуру рассматривать как прохождение через однородный плоский слой Пи этомтк эпементыреал итого здания представляют собой многослойную структуру , соответственно, и прохождение волны через здание необходимо рассматривать как прохождение через слоистую структуру с конечным числом слоев Геометрия модели и реального здания изображенынарис 2

И сход я из поставленных у словий,прошедшаячерез слой (ширина здания) вол на, должна и меть те же пфаметры.что и волна, прошедшаячерез многослойную структуру То имеет место уравнение

. i(cot + k,.r+ 7 A<p¡ +ü>fl )

= wZd¡Are

(2.1)

#

где - амплитуданапряженности электрического поля(В/м), со - циклическая часто та (Рад/с), кг - волноюечисло (Рад/м), w - юэффициент,определяющий влияние,о казываемоена юлну при прохождении через здание, А <р - изменение фазы волны.

do

О

• *....."•

■ Í. Г-1У- , : . - - V '

Рис. 2. Прохождение волны: а) реальное здание; б) эквивалентная модель.

Аналогично (2.1) получено уравнение волны отраженной от здания:

(2 2)

vA g'^'-V+üf+Po) = у Д l(.i>t-krr+'^iÁ^,+n)

где V - коэффициент, определяющий влияние, оказываемое на юлну при отражении отпрепятствия в виде здания.

Принято,что т.к. материалы, из которых состоитреал ьноездание, не являются идеальными диэлектриками,необходимо учитывать потери при распространении в них волны. Это требованиереализуется чфез представление волно во го

кг = к' - гк'1

числа в комплексной форме:

(2 3)

Т.о. выражение (2.1) и (2 2) записано в виде системы уравнений для коэф-фициентовотраженияи прохождения в комплексном виде

V = V ^

ц/ = ы

I'.

Для дальнейшего анализа использовано понятие импеданса те волнового со-7 -

противления феды ~ л с (2

V Еп

Выражениедля коэффициентапрохоящения волнычфез слой и иээффи-циентотражения Vпредставляются как

2г г

(2 6)

•ц> =-^— V = ——

Исходяиз это искомый входной импеданс многослойной системы определен выражением

Таким образом, решая систему (2 4) для системы из пяти слоев и одного слоя получены искомые значения электродинамических параметров модели здания для случая изображенного нарис2,что может быть использовано для численного ранения (1 13)

Электродинамические параметры основных строительных материалов

Диапазон частот ОВЧ(150 МГц) УВЧ(450 МГц)

Бетон 6 8

сэ .(Сим/м) 5,2 х 10 2 7,3 х 10 "2

Керамический кирпич 5/5 72

3 ,(Сим/м) 2,0 х 10 2,3 х 10

Знэтения электродинамических пфаметров основных строительных мате-риалови результаты расчета в эквивалентных пфаметро в отражены втаблицах

Результаты расчетов эквивалентных параметров

Диапазон частот ОВЧ(150 МГц) УВЧ(450 МГц)

Здание№1 материал-бетон 5Д 5,4

<?э ,(Сим/м) 1,2 х 10 "3 1,4 х 10 "3

Здании №2 материал-керамический кирпич 3<Э 5,5

сэ ,(Сим/м) 1,1 х 10 ~3 1,4 х 10

В третьей главе описываются разработанные алгоритмы и процедуры численного решения построенной математической модели для информационно-измерительной системы мобильной радиосвязи, в случаераспространениярадио-волнывусловиях городской застройки

Итерационный алгоритм. Для удобства дальнейшего рассмотрения сис-темыуравнений (1 13),онапредставлена в операторной форме

21(у)+К1(У)=/(У) (3 1)

гдеоператор К о существляет преобразование I -» I и определяется как

И(у) = {р(У, У')1(У')Л'+|>Л М (3 2)

Е Ы

Введена последовательность операторов осуществляющих преобразование и аппроксимирована 1(у) последовательностью {1я(у)}"_1 функций 1„(у)б1л Определенапогрешность (невязка) аппроксимации,определяя ее по возможности мал ой, что достигается путем минимизации

г„(1„) = 21„ + и„-/ (33)

Используя метод моментов, в результате ортогонального проектирования невязки на 1„ получена система алгебраических уравнений относительно неизвестных коэффициентов {ак]'к=[

п п

*=] к=1

Т к частный случай этого алгоритма- метод Крылова-Боголюбова - опери-

руетсбазисом в виде прямоугольных импульсных функций Вследствие этого вдиссертацииуравнения(3 4) пред ставлены следующим обр азом

я

2а] + £ = А"У ^Ы > о = и .л) (3 5)

где, сучетом(3 2), получено

(36)

Для решения системы (3 5) в работе предложено построить итерационньм процесс В случае точных значений Ак решение 1„(у) непрерывно при переходе

координаты V через вспомогательные повфхносги о\,<т2, для приближенных же имеет место рассогласование, которое записано в виде

^еу' (37)

к=1

Данное соотношение служит осноюй для определения следующего (<7 + 1) приближения для амплитуд Ак методом наименьших квадратов Процесс вычислений продолжается до достижения требуемой величины 6

Вариационный алгоритм. Рассмотрен подход крешению системы уравнений (1 13) не использующий итерационный процесс, с применением системы линейно-независимых функций для всех знгмений V еу Предложено использовать

прямоугольные импульсные функции а на контуре продолшого сечения

каждой нфегулфности за пределами о\,ег2 разложение ранения проюдить по функциям тагов равномфной составляющей Таким образом, получено представление решен и я в виде системы функций с о граниченным числом членов

(3-8)

В по стро енно м б азисе опр едел ено скал ярно е произвед ение с весо м

P(v)= Sí2)exp(-j^), ( s-вес»юй параметр) (3 9)

и переменной интегрирования, пробегающей все значения координаты v Осуществляя проекцию невязки на построенный базис, получена система алгебраических уравнений для случая дифракции плосюй волны

Г к I1

¿a, \ [Р(v,v')I"'(v)exp(-i£ )rfv'rfv + + J + (v)) C(v)exp(-^ )* =

i-i v, \v, v,L

= J[2l"(v)-2Ie(v)-/k(v)JlT(v)«pH; )*, («=1,2,,*), (3 10)

v.

Алгоритм вычисления поля в окружающем пространстве. В результате нахождения численного решения системы интегральных уравнений (1 13) становится известным распределение эквивалентных токов на всей поверхности соединения слоев Это дает возможность определить поле в любой точке окружающего пространства, используя принцип эквивалентности

E = -AV0(Á3+VVÁ3)-VxÁM, (3 11)

Н=—ÍÁM+VVAM)+VxÁ3 (3 12)

W0 V '

Векторные электромагнитные потенциалы А3 и Ам найденыинтегрировани-емпо сово1упности эквивалентных тоюв

Азм =--|5Э'МН|,2)(Л)Л, (3 13)

s

где расстояние между точками источников (г', <р'} и наблюдения {г,(р)

Я = .¡г2+г'2-ггг'со^р-ср') (3 14)

Подстановка этих вьцэажений в формулы для компонент электрического и магнитного полей дает поле, образующееся при дифракции на неоднородности плосюй электромагнитной волны Интерес представляет поле рассеяния за пределами неоднородностей, т е вдальнейзоне В диссертации представлено окончательное выражение для равномерной компоненты поверхностных эквивалентных тоюв в виде

= в"*'№ " + ^ 1 со^-<р)-у' (3 ,5)

e'41\VvMsin(y-<p)- W;3]

e v u " .........

-7-ч-, (3 16)

cos \4/-<p) — y

'( Xq COS^t Vq Sin (p)

Суммированием (3 15), (3 16) с соответствующими полями от неравномерной составляющей эквивалентных токов, определено полноеполедалыгей зоны

В четвертой главе рассматриваются результаты экспериментов - вычислительного, в ходе которого, с помощью разработанного пакета программ, выполнены исследования дифракции электромагнитной волны на нерегулярности в виде зданий, и натурного, при котором измерялись энергетические характеристики параметроврадиоволн,распространяющихся вусловиях городской застройки Вычислительный эксперимент. Вычисления проводедены для волн с вертикальной и горизонтальной поляризацией при различных электродинамических параметрах неоднородносгей для случаев с одним, двумя и тремя зданиями Интервал интегрирования разбит на 500-700 участков, радиус скругления кромок взят равным 0,1 В результате расчетов определены распределения эквивалентных то ко в на поверхности нерегулярно сгей, а также распределение электромагнитного поля радиоволны Расчеты проведен для случая, югда источник возбуждения - точечный и находится в дальней зоне, те для случая плоской волны Примеры результатов расчета зависимости модуля напряженности электрического поля от координаты х (м) при значении у = 1,5 метра на разных частотах изображены на рисЗ,4 Распределение модуля напряженности элеюрическош поля в плоскости ху для неоднородности в виде одного кирпичного здания для частоты 150 МГц отражено нарис5 То же, но длядвух зданий и f = 450 МГц показано нарис 6

X

Рис 3 Модупь напряженности поля(450МГц) Рис 4 Модуль напряженности поля (150МГц)

Рис.5. Распределение поля (одноздание 150МГц) Рис.6. Распределение поля (двазлания 450МГц)

С целью проверки точности результатов, полученных с использованием предложенного метода, была рассмотрена задача возбуждения круглого цилиндра из диэлектрика. Источник возбуждения - параллельная цилиндру бесконечно токая нить электрического тока. Решение определялось двумя путями: методом собственных функций, дающим для данной геометрии задачи точное решение, и разработанным методом. Сравнение результатов показало, что ошибка при расчете то юв не превышаетО ,5 %от максимал ьного значения.

Натурный эксперимент. Проведены измерения энергетических парамет-роврадиоволн и исследовано влияния различных конструкций зданий и сооружений, а также материалов, из которых они построены, на процесс распространения радиоволн. Для проведения эксперимента использована измерительная у станов-ка, созданная набазе УКВ-ДМВ радиостанций суглоюй модул щи ей, соответствующих ГОСТ 12252 - 86 г., набора излучающих и измерительных антенн и селективного милливольтметра «SMV-8,5». В качестве объектов городской застройки исследованыдвазданияиз кирпичаи бетона, высотой 16 и 30 метров.

Измерений энергетических характеристик радиоволн с вертикальной поляризацией и угловой модуляцией проводились для набора частот в диапазоне 150 МГци450 МГц. Методика измерений включает в себя следующие этапы:

Первый этап - измерение параметров падающей волны- получение значения напряженности электрического поля в месте приема при отсутствии экранирующих препятствий.

Второй этап - измерение параметров отраженной от здания радиоволны, находящегося на одной линии.

Третий этап производства измерений - получение значений напряженности электрического полярадиоволныпроходящей через преграду из полупроводящего материала(в нашем случае- это здание)

Четвертый этап производства измерений- получение значений напряженности электрического полярациоволныдифрагирующей напреградеиз полупроводящего материала(внашем случае- это здание)

Пятым этапом в методике определено измерение со ставляющей электромагнитного пол яр адио волны сформированной при отражении отбоювых зданий

Основные результаты натурного эксперимента. Модуль коэффициента отражения от кирпичного здания в диапазоне 150 МГц ниже того же показателя для железобетонного строения, а в диапазоне 450 МГц для обоих зданий в среднем приближается к знамению 0,4 Уменьшение коэффициента отражения, по-видимому, объясняется наличием железной арматуры в стенах

Полученные данные о коэффициенте прохождения сквозь здание в диапазоне 150 МГц имеют среднее знамение в случае кирпичного здания - 028 и для здания с железобетонными стенами-031 В диапазоне 450 МГц значение коэффициента прохождения для кирпичного сооружения снизился до уровня 0Д6, а для железобетонного здания в среднем до 0£4 Выраженноеослгбление сигнала при у величении частоты объясняется более низкими диэлектрическими свойствами бетона

Измерение составляющей напряженности поля, возникающей при дифракции на верхней тромке здания, показало,что для более низкого (те кирпичного) здания указанная составляющаялежит в пределах 15-25 % При этом значение в диапазоне 150 МГц чуть ниже, чем для диапазона450 МГц В случае с железобетонным строением эта знгнения снижаются до уровня 10 % в диапазоне 150 МГц и до 7% в диапазоне450 МГц

Как показали про вед енные измерения, коэффициентотражениярадиоволн в диапазонеу плов падения отЗО до 60 градусов слабо зависитотматериалаздания,

и при выбранном расстоянии от передатчика до приемника лежит в диапазоне 025-028 длячастотдиапазона150 МГци 022-026 длядиапазона450 МГц

Сравнительный анализданных вычислительного и натурного эксперимента показал оовпацение результате в с точностью в среднем до 10-15% Это объясняется погрешностью при производстве самих измерений, а также допущений в сторону упрощения конструкции зданий,принятых во второй главе

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ

В диссертационной работе решена н^чно-техническая задача сокращения времени на проектирование и повышение эффективность работы информационно-измерительных систем и сетей мобилшой радиосвязи путем разработки методик моделирования и измерения пграметров таких систем В результате проектировщики и разработчики подобных систем получают возможностъбез проведения трудоемких экспериментальных измерений рассчитать требования к базовым станциям для обеспечения заданного качества передачи информации при различных параметрах среды В процессеработыполучены следующие результаты

1 Разработанам етодика моделирования информационно-измфительных систем мобильной радиосвязи с целью расчета энергетических характеристик электромагнитного поля радиоволны распространяющейся в условиях городской застройки

2 Разработана модель здания, позволяющую обобщить различные элементы городской застройки, и методика моделирования здания с целыо получения эквивалентных электродинамических параметров

3 Разработаны вычислительные процедуры и алгоритм расчета энергетических характеристик электромагнитного пол я радио волны распространяющейся вусло-виях городской застройки,наосновепредложенной модели

4 Создана программа расчета энергетических хфактеристик полей в зоне городской застройки

5 Предложена и использована методика измерений параметров зондирующего сигнала распространяющегося в неоднородной среде, создана измерительная установка и проведены измерения

Результаты работы нашли практическое применение при подготовке данных крабочему проекту сегмента Единой информационно-телекоммуникационной сети МВД России на территории Тульской области с использованием аппфатуры широкополосного радиодоступа Определены мероприятия по обеспечению электромагнитной совместимости радиосредсгв подразделений органов правопорядка Тульской области

Основное еодержаниеднссертации отражено в следующих публикациях:

1. Холостое KJM. Особенности систем радиосвязи УКВ диапазона. Известия ТулГУ. Серия «Радиотехника и радиооптика». ТЛ. Вып.1.— Тула: Изд-во ТулГУ ,2003 г.- с.124-129.

2.Холостое K.M.. Системы автоматизированного проектирования и анализа радиосетей. Известия Тул ГУ. Серия «Радиотехника и радиооптика». Т.6. Вып.1.- Тула: Изд-во ТулГУ ,2004 г. - с. 187-193.

3 Холостов КМ Радиосвязь диапазона ультракоротких волн XV научно-техническая конференции ТАИИ - Тула , ТАИИ, 2004 г, ТЗ -214 с

4 Холостов КМ Нестандартное включение стационарных радиостанций «Гранит» и «Моторола GM-160» Сборник «Связь и автоматизация МВД России» -М ,Изд-во «Информационный мост»,2004 г - с48-49

5 Холостов КМ Системы автоматизированного проектирования сетей подвижной радиосвязи III Всероссийская научно-практическая конференция «Системы управления электротехническими объектами» посвященной 75-летию ТулГУ Те-зисыдокладов —Тула,Изд-во ТулГУ,2005 г Т2 ,164 с

6 Полынкин A.B., Холостов K.M. Влияние городских строений на распространение радиоволн ДМВ и УКВ диапазона. Известия Тул ГУ. Серия «Радиотехника и радиооптика». Т.7. Вып.1.- Тула: Изд-во ТулГУ ,2005 г.- с.177 -182.

4P

7 ХолостовКМ Измерения энергетических характеристик радиоволн в различных условиях распространения Сборник «Связь и автоматизация МВД России» - M , Изд-во «Информационный мост»,2005 г - стр 67-70

8 ХолостовКМ Распространение радио волн УКВ диапазона XXXI Гагаринские чтения Тезисы докладов Междунфодной молодежной конференции -M, МА-ТИ,2005 г ТЗ , с 26-27

9.Холостов КМ. Экспериментальное исследование распространения радиоволн в условиях города. Известия Тул ГУ. Серия «Радиотехника и радиооптика». Т.7. ВыпЛ.-Т^ла: Изд-во ТулГУ,2005 г.- с.183-195.

10 Полынкин А В , Холостов К M Электродинамическая модель распространения радиоволн ДМВ и УКВ диапазона в условиях города Деп в ВИНИТИ 07Û22006 г,per № 135- В2006

11 ХолостовКМ Практическое исследование формирования электромагнитных полей в городской застройке XXIII Научная сессия посвященная 110 - летаю изобретения радио Сборник научньк статей -Тула , Изд-во «Тульский полиграфист»,2005 г - 158 с

Изд лиц. ЛР№ 020300 от 12 02 97 Подписано в печать Р. (1. ¿' У. Формат бум аги 60x84 Бумага офсетная

Уел печ л / Уч - изд л 4. О „ Тираж /Ой экз Заказ О .

ГОУ ВПО «Тульский государственный университет» 300600, г Тула, пр Ленина, 92

Введение

СОДЕРЖАНИЕ

1. Модели системы пространственного распределения информации в условиях городской застройки

1.1. Способы расчета и проектирования сетей мобильной радиосвязи

1.2. Система интегральных уравнений относительно эквивалентных токов на поверхности модельной структуры

1.3. Решение системы интегральных уравнений применительно к внешней задаче дифракции электромагнитных волн

1.4. Выводы по разделу

2. Электродинамическая модель здания в виде объекта с однородной структурой

2.1. Получение эквивалентной модели здания на основе идентичности электродинамических параметров

2.2. Вычисление электродинамических параметров модели через коэффициенты прохождения и отражения

2.3. Получение значений эквивалентных электродинамических параметров

2.4. Выводы по разделу

3. Вычислительные алгоритмы и процедуры решения построенной математической модели

3.1. Итерационный алгоритм вычисления системы интегральных уравнений

3.2. Вариационный алгоритм численного решения системы интегральных уравнений для поверхностных токов

3.3. Алгоритм вычисления поля в окружающем пространстве на основе численного решения системы интегральных уравнений и принципа эквивалентности

3.4. Метод вычисления интегралов на участке с равномерной составляющей

3.5. Выводы по разделу 68 4. Результаты экспериментальных исследований параметров систем пространственного распределения информации

4.1. Результаты вычислительного эксперимента по исследованию дифракции плоской электромагнитной волны на нерегулярности в виде зданий

4.1.1. Поле электромагнитной волны при дифракции на одном здании

4.1.2. Поле электромагнитной волны при дифракции на неоднородности в виде двух зданий

4.1.3. Поле электромагнитной волны при дифракции на неоднородности в виде трех зданий

4.2. Результаты измерений энергетических параметров радиоволн, распространяющихся в условиях городской застройки

4.2.1. Параметры радиоволны, отраженной от здания

4.2.2. Параметры радиоволны, прошедшей через здание и дифрагирующей на нем

4.2.3. Параметры радиоволны отраженной от здания, находящегося в стороне от линии соединяющей приемник с передатчиком

4.3. Сравнительный анализ данных вычислительного эксперимента и данных, собранных при производстве измерений

4.4. Выводы по разделу

Актуальность темы Оперативная передача информации на расстояние и распространение ее в пространстве так называемой ноосферы является одной из приоритетных задач в развитии науки и техники. Начало ХХ1-го века отмечено бурным развитием электронных средств массовой информации, телекоммуникационных сетей, сетей спутниковой и сотовой связи, когда ни одна отрасль науки и техники, производства и сферы обслуживания не обходится без применения каких-либо видов сетей распределения и циркуляции информации. Особая роль здесь отводится таким информационно-измерительным системам, как сети подвижной (мобильной) связи, в основе которых лежит обмен информацией с помощью радиоволн.

Прогнозирование уровней напряженности поля радиоволны в зоне обслуживания является важным этапом в разработке систем мобильной радиосвязи. При этом эффективный анализ структуры волнового поля осложнен множественностью факторов влияющих на процесс распространения. В значительной мере наукой изучены и получили свое отражение в литературе [34,45] вопросы влияния на прохождение параметров самих радиоволн (длина волны, поляризация), влияние структуры атмосферы [6], атмосферных осадков [8] и подстилающей поверхности [90]. В последние годы уделено внимание изучению, в том числе и российскими учеными, аспектов влияния растительных сред на распространение радиоволн [76,67]. Хорошо известны и методы расчета измерений и вероятностного моделирования волновых полей в диапазонах ОВЧ и УВЧ в условиях города, отработанные на примере сетей ТВ и ЧМ вещания [55,76] сетей первого поколения мобильной радиосвязи [89]. Однако развитие теории и практики аналитического моделирования с одной стороны, и прогресс в разработке и внедрении новых типов систем мобильной связи требуют поиска новых более совершенных, наиболее общих и точных моделей, лучше соответствующих реальным условиям функционирования.

Расчет и моделирование систем и сетей подвижной радиосвязи - неотъемлемый процесс общей задачи построения систем циркуляции и распространения информации между подвижными объектами. Учет влияния факторов и параметров окружающей среды на условия и характер распространения радиоволн необходим при построении таких систем. При этом необходимо учитывать, как законы электродинамики и распространения радиоволн [9,10,11], так и экспериментальные данные [12,13], полученные в процессе моделирования электромагнитных процессов и производстве натурных измерений. Особенность сетей, использующих радиоканал для передачи и распространения информации, заключается именно в отсутствии среды (материального канала передачи). Потери ^ информации в проводных (содержащих среду для передачи сигналов) сетях обусловлены характеристиками приемника, передатчика, а также потерями на линии связи. В отличие от проводных сетей радиоканал в большей степени подвержен влиянию внешних электромагнитных излучений, являющимися дополнительными помехами при передаче информации. Решение задачи по обеспечению возможности одновременного функционирования различных компонентов радиосетей в реальных условиях эксплуатации при наличии непреднамеренных помех связано с определением оптимального размещения оборудования и оптимальных режимов его работы, в первую очередь мощности и частотного диапазона.

Таким образом, проектирование беспроводных сетей передачи и распространения информации невозможно без обеспечения электромагнитной совместимости радиосетей и радиосредств, эффективного и взвешенного частотно-территориального планирования. Наиболее перспективным следует считать метод проектирования сетей подвижной связи, основанный на синтезе строгого решения задачи и определенных упрощений и допущений, подтвержденных экспериментальными измерениями в реальных условиях различных пространственных объектов и сред.

Проведенный анализ современных методов моделирования сетей подвижной радиосвязи, показал что, в практической деятельности для проектирования сетей мобильной радиосвязи применяют ряд методов и моделей. Первый основан на упрощенных, опосредованных моделях, описывающих механизм распределения поля в пространстве (в рассматриваемом варианте - модулированного электромагнитного поля), не учитывающих всех факторов, влияющих на формирование и изменения этого поля [77]. Для частных случаев разработаны методики, основанные на приближенных формулах, с достаточной степенью достоверности аппроксимирующих процессы в конкретных условиях [74]. Другим способом моделирования волнового поля в городской зоне со случайным распределением, является применением вероятностных и статистических методов на основе эквивалентных законов (например гауссовского и релеевского, а также распределения Пуасона и формулы полной вероятности) [66]. Строгое решение задачи проектирования сети подвижной связи дает наиболее эффективные результаты, но для сложных пространственных объектов получение строгого решения практически невозможно ввиду значительного количества факторов, влияющих на формирование поля и недоступности определения значений всех необходимых параметров.

Поскольку урбанизация общества привела к тому, что большинство населения планеты, особенно в развитых странах, проживает в крупных городах, развитие сетей мобильной связи, к которым относятся сети мобильной радиотелефонной связи, оперативно-диспетчерской связи и сети теле- радиовещания идет преимущественно в условиях городской и крупной промышленной застройки. Несмотря на кажущуюся изученность, наиболее актуальным на современном этапе, является разработка методик моделирования структуры волнового поля со «случайной» многолучевостью в зоне обслуживания сухопутных систем мобильной связи в зонах с крупными массивами жилых и производственных строений. А применение эффективных методик расчета и производства измерений на предварительном этапе проектирования позволит в значительной мере снизить время, а следовательно и материальные затраты, на разработку рабочих проектов систем мобильной связи. ф Учитывая изложенные обстоятельства, большую актуальность приобретает научно-техническая задача разработки методик моделирования и измерения параметров информационно-измерительных систем мобильной радиосвязи в городской застройке.

Объект исследования - информационно-измерительные системы в виде сетей подвижной (мобильной) связи, в основе которых лежит обмен информацией при помощи радиоволн.

Предмет исследования - взаимосвязанная совокупность методов, моде-^ лей и алгоритмов исследования систем и сетей подвижной (мобильной) радиосвязи, способствующая, путем увеличения точности их проектирования, снижению стоимости реализации указанных систем.

Цель и задачи исследования. Целью работы является сокращение времени на проектирование и повышение эффективность работы информационно-измерительных систем и сетей подвижной (мобильной) радиосвязи путем разработки методов моделирования и измерения параметров таких систем. Для достижения указанной цели в диссертации решены следующие задачи:

- Разработка методики моделирования информационно-измерительных систем 0 мобильной радиосвязи с целью расчета энергетических характеристик электромагнитного поля радиоволны, распространяющейся в условиях городской застройки;

- Разработка модели здания - элемента городской застройки в виде параллелепипеда из однородного материала с эквивалентными электродинамическими параметрами;

- Разработка методики вычисления энергетических параметров поля радиоволны информационно-измерительных систем мобильной радиосвязи, алгоритма и программы расчета с использованием ЭВМ на основе предложенной модели; ф - Разработка методики измерений параметров зондирующего сигнала, распространяющегося в неоднородной среде, создание установки и проведение измерений.

- Создание измерительной установки для проведения измерений энергетических характеристик зондирующего сигнала в различных условиях распространения радиоволн;

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Методика моделирования информационно-измерительных систем мобильной радиосвязи с целью расчета параметров электромагнитного поля ра

Ш> диоволны, распространяющейся в условиях городской застройки.

2. Методика моделирования и расчета модели здания - элемента городской застройки в виде параллелепипеда из однородного материала с эквивалентными электродинамическими параметрами.

3. Методика вычисления энергетических параметров поля радиоволны информационно-измерительных систем мобильной радиосвязи и алгоритм её реализации на основе созданной электродинамической модели.

4. Методика проведения измерений энергетических характеристик зондирующего сигнала распространяющегося в неоднородной среде.

5. Результаты теоретических и экспериментальных исследований парамет-^ ров электромагнитного поля в условиях городской застроики.

Методы исследований. В работе применялись методы математической физики, интегрального и дифференциального исчисления, методы теории функции комплексной переменной, методы геометрической оптики.

Научная новизна состоит в разработке новых методик моделирования и расчета информационно-измерительных систем и сетей подвижной (мобильной) радиосвязи, включающих в себя:

Ф - электродинамическую модель распространения радиоволн в различных структурах и при различных условиях их распространения;

- модель здания, позволяющую обобщить различные элементы городской застройки, и методика моделирования здания с целью получения эквивалентных электродинамических параметров;

- математическую модель исследования информационно-измерительных систем мобильной связи в условиях города, позволяющую произвести расчет энергетических характеристик радиоволны.

Практическая ценность результатов работы определяется следующими Ф факторами:

Созданные методики расчета и производства измерений позволяют разработчикам информационно-измерительных систем и сетей подвижной радиосвязи без проведения трудоемких экспериментальных измерений рассчитать требования к базовым станциям для получения заданного качества передачи информации при различных условиях распространения в городской застройке.

Созданная измерительная установка и методика проведения измерений энергетических параметров информационно-измерительных систем на основе радиоволн позволяет проводить экспериментальные исследования влияния различных параметров сред на распространение радиоволн, создавать информаци-♦ онные массивы данных с целью построения зависимостей уровней зондирующих сигналов информационного поля от различных условий распространения и параметров среды.

Реализация результатов работы. Разработанные в диссертации методики моделирования и расчета были использованы при разработке рабочего проекта сегмента Единой информационно-телекоммуникационной сети МВД России на территории Тульской области с использованием аппаратуры широкополосного радиодоступа. С использованием моделирующей программы обеспечены мероприятия по электромагнитной совместимости радиосредств подразделе-% ний органов внутренних дел Тульской области. С помощью измерительной установки исследованы параметры строительных конструкций из железобетона, пенобетона, асфальта и керамического кирпича, проведены корректировки трасс радиорелейной связи.

Апробация работы. Основные положения и результаты диссертационной работы докладывались на:

- III Всероссийской научно-практической конференции «Системы управления электротехническими объектами» посвященной 75-летию ТулГУ, 1920 мая 2004 г.;

- XV научно-технической конференции ТАИИ, г. Тула в феврале 2004 г.;

- Международной молодежной научной конференции «XXXI Гагаринские Чтения» в г. Москве в апреле 2005 г.;

XXIII научной сессии посвященной 110-летию изобретению радио в г. Туле в мае 2005 г.;

- II региональной научно-технической Интернет-конференции. Тула, 24-25 мая 2004 г.;

- III Всеросийской научно-технической Интернет-конференции. Тула, 25-26 сентября 2005 г.

Публикации. Основное содержание работы отражено в 14 публикациях, включающих 7 статей, 7 тезисов докладов на Всероссийских и международных НТК.

Структура и объем работы. Работа состоит из введения, четырех глав, заключения, изложенных на 112 страницах основного текста и содержащих 45 рисунков, 4 таблицы, списка литературы из 98 наименований и приложения.

В введении сформулирована цель диссертационной работы, обоснована её актуальность, представлен обзор зарубежных и отечественных публикаций, определены задачи исследований, кратко изложено содержание диссертации, сформулированы основные положения, выносимые на защиту.

В первой главе проведен анализ существующих методов проектирования и расчета сетей подвижной радиосвязи, в ходе которого уточняются цели и задачи исследования, разработана электродинамическая и математическая модели информационно-измерительной системы подвижной радиосвязи в условиях городской застройки. Модель построена на основе системы интегральных уравнений относительно эквивалентных токов на поверхности объектов произвольной формы на примере параллельных диэлектрических цилиндров прямоугольного поперечного сечения. Решена система интегральных уравнений применительно к внешней задаче дифракции электромагнитных волн, возбуждаемых антенной передатчика.

Во второй главе построена приближенная модель реального здания с эквивалентными электродинамическими параметрами. Модель дает возможность представить здание слоистой структуры из различных материалов в виде объекта с однородной структурой, состоящего из материала с соответствующими электрическими параметрами и внешними размерами, совпадающими с размерами прототипа. Цель представления здания в виде упрощенной модели - возможность применения метода интегральных уравнений относительно эквивалентных контурных токов к расчету полей в условиях городской застройки. Получены приближенные значения эквивалентных параметров е, ц и а для модели здания.

В третьей главе описываются разработанные алгоритмы и процедуры численного решения построенной математической модели для информационно-измерительной системы мобильной радиосвязи, в случае распространения радиоволны в условиях городской застройки.

В четвертой главе рассматриваются результаты экспериментов - вычислительного, в ходе которого, с помощью разработанного пакета программ, выполнены исследования дифракции электромагнитной волны на нерегулярности в виде зданий, и натурного, при котором измерялись энергетические характеристики параметров радиоволн, распространяющихся в условиях городской застройки.

В заключении сформулированы основные выводы диссертационной работы, указаны дальнейшие пути развития и внедрения разработанных методов и алгоритмов для использования в автоматизированных системах проектирования информационно-измерительных систем и сетей мобильной радиосвязи.

В приложении приведены основные выражения для элементов матричного ядра интегрального уравнения и подынтегральных функций, используемых в ф диссертационной работе интегралов общего вида, тексты основных программных модулей, реализующие разработанные алгоритмы, внешний вид измерительной установки со схемами проведения эксперимента, таблицы и графические изображения результатов измерений.

Результаты работы нашли практическое применение при подготовке дан-^ ных к рабочему проекту сегмента Единой информационнотелекоммуникационной сети МВД России на территории Тульской области с использованием аппаратуры широкополосного радиодоступа. Определены мероприятия по обеспечению электромагнитной совместимости радиосредств подразделений органов правопорядка Тульской области. t

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертационной работе решена научно-техническая задача сокращения времени на проектирование и повышение эффективность работы информационно-измерительных систем и сетей мобильной радиосвязи путем разработки методик моделирования и измерения параметров таких систем. В результате проектировщики и разработчики подобных систем получают возможность без проведения трудоемких экспериментальных измерений рассчитать требования к базовым станциям для обеспечения заданного качества передачи информации при различных параметрах среды. В процессе работы получены следующие pell зультаты:

1. Разработана методика моделирования информационно-измерительных систем мобильной радиосвязи с целью расчета энергетических характеристик электромагнитного поля радиоволны распространяющейся в условиях городской застройки.

2. Разработана модель здания, позволяющую обобщить различные элементы городской застройки, и методика моделирования здания с целью получения эквивалентных электродинамических параметров.

3. Разработаны вычислительные процедуры и алгоритм расчета энергетических характеристик электромагнитного поля радиоволны распространяющейся в ус

• ловиях городской застройки, на основе предложенной модели.

4. Создана программа расчета энергетических характеристик полей в зоне городской застройки.

5. Предложена и использована методика измерений параметров зондирующего сигнала распространяющегося в неоднородной среде, создана измерительная установка и проведены измерения.

6. Создана измерительная установка для проведения измерений энергетических характеристик зондирующего сигнала в различных условиях распространения радиоволн.

1. Альперт Я.JI. Распространение электромагнитных волн и ионосфера. Наука, 1972.

2. Ахманов С.А., Дьяков Ю.Е., Чиркин A.C. Введение в статистическую радиофизику и оптику. М.: Наука, 1981.

3. Барабашов Б.Г., Вертоградов Г.Г. Динамическая адаптивная структурно-физическая модель ионосферного радиоканала//Математическое моделирование. 1996, с.3-18.

4. Баскаков С. И. Радиотехнические цепи и сигналы: Учеб. для вузов. 3-е изд., перераб. и доп. — М.: Высшая школа, 2000.

5. Бахрах Л.Д., Кременецкий С.Д. Синтез излучающих систем. М.: Радио и связь, 1974.

6. Бейтмен Г., Эрдейи А. Высшие трансцендентные функции. М.: «Наука», 1974, т.2. 296 с.

7. Быков A.A. Применение неполного метода Галеркина для расчета сочленения двух диэлектрических волноводов //Численные методы электродинамики. -М.: Изд-во Мос.гос. ун-та. 1983. С. 27-39.

8. Бирюков В.А., Гуляев Ю.В.,Соколов A.B. Применение миллиметровых волн на сотовых линиях связи небольшой протяженности в городе. Радиотехника, 1995, №11, С. 3-5.

9. Богенс К.К., Ерохин Г.А., Шорин O.A. Прогнозирование теневых зон при расчете поля УКВ в системах подвижной связи.- Журнал Радиоэлектроники, 2000, №7. // www//jre.cplire.ru

10. Ю.Бреховских Л.М. Волны в слоистых средах. М., «Наука», 1973, 343 с.

11. Брюнелли В.Е., Намгаладзе A.A. Физика ионосферы. М.: Наука, 1988.

12. Вайнштейн Л. А. Электромагнитные волны. — М.: Радио и связь, 1988.

13. Вакман Д.Е., Седлецкий P.M. Вопросы синтеза радиолокационных сигналов. — М.: Сов. Радио, 1973.

14. Варакин Л.Е. Теория сложных сигналов. М: «Советское радио», 1970.

15. Васильев E.H. Возбуждение тел вращения. М.: Радио и связь, 1987. - 272 с.

16. Васильев E.H., Полынкин A.B., Солодухов В.В. Дифракция плоской электромагнитной волны на торце плоского полубесконечного диэлектрического волновода//Изд.вузов. Радиофизика. 1981. -24, №8. -с.1022-1027.

17. Васищева М.А., Щукин Г. Г. Экспериментальное исследование водности облаков. Статистические модели атмосферы. Обнинск: ВНИИГМИ -МИД, 1976.-96 с.

18. Виноградова М.Б., Руденко О.В., Сухоруков А.П. Теория волн. М.: Наука, 1990.

19. Гвоздев В.И., Иовдальский В.А., Линев A.A. Фазовый метод контроля диэлектрической проницаемости различных сред // Измерит, техн. 1996. - №4. с.SS-SS.

20. Громаков Ю.А. Стандарты и системы подвижной радиосвязи. -М.: МЦНТИ, 1996.

21. Грудинская Г.П. Распространение радиоволн. М., «Высшая школа», 1967.

22. Гуткин J1.C. Теория оптимальных методов радиоприема при флуктуационных помехах. -М. :Сов. Радио, 1972.-441 с.

23. Долуханов М.П. Распространение радиоволн. Учебник для вузов. М., «Связь», 1972, 336 с.

24. Долуханов М.П. Флуктуационные процессы при распространение радиоволн. М., «Связь», 1971.

25. Загорин Г.К., Кутуза Б.Г. Особенности переноса поляризованного теплового СВЧ излучения в облаках и осадках. Радиотехника, 1998, вып. 10, с. 21-31.

26. Ильинский A.C., Кравцов В.В., Свешников А.Г. Математические модели электродинамики. М.: Высш. шк. 1991. - 224 с.

27. Ионосферные измерения / А.И. Галкин, Н.М. Ерофеев, Э.С. Казимировский, В.Д. Кокоуров. М.: Наука, 1971.

28. ИпатовВ.П. Периодические дискретные сигналы с оптимальными корреляционными свойствами. — М.: Радио и связь, 1992.

29. Исимару А. Распространение и рассеяние волн в случайно-неоднородных средах. Пер. с англ. М.: Мир. 1981. 317 с.

30. Канторович JI.B., Крылов В.И. Приближенные методы высшего анализа. Л.: Физматгиз, 1968. - 240 с.

31. Кирюшин Г.В., Маслов О.Н. Моделирование структуры волнового поля в зоне обслуживания систем мобильной связи. Радиотехника, 1999 г., №7, стр.3134.

32. Колтон Д., Кресс Р. Методы интегральных уравнений в теории рассеяния: Пер. с англ. М.: Мир, 1987. - 311 с.

33. Красюк Н.П., Коблов B.JI. Влияние тропосферы и подстилающей поверхности на работу PJIC.- М.: Радио и связь, 1988.

34. Кук Ч., Бернфельд М. Радиолокационные сигналы теория и применения. М: Советское радио, 1971.

35. Куликов А.Н., Лаврентьев Ю.В., Пономарев Г.А., Соколов A.b., Федорова Л.В. и др. Распространение ультракоротких волн в городах, Итоги науки и техники, сер. Радиотехника, 1991, т.42,196 стр.

36. Лаврентьев Ю.В., Соколов A.B., Федорова Л.В. Экспериментальные исследования отражения и рассеяния миллиметровых волн от шероховатых поверхностей зданий. Радиотехника и Электроника, 1991, т.35, №3, стр. 650.

37. Лаврентьев Ю.В. Квазидетерминированная трехмерная модель многолучевого канала распространения миллиметровых волн в городской застройке. Журнал Радиоэлектроники, 2000, №5. // www//jre.cplire.ru

38. Левин Б. Р. Теоретические основы статистической радиотехники. М.: Радио и связь, 1989.

39. Ли У.К. Техника подвижных систем связи. М.: Радио и связь, 1990.

40. Магазинникова А.Л., Якубов В.П. Дуальный механизм распространения радиоволн в условиях леса// Радиотехника и электроника, 1999, Т. 44, № 1, с. 5-9.

41. Макаров Г.И., Новиков В.В., Рыбачек С.Т. Распространение электромагнитных волн над Земной поверхностью. М.: Наука, 1993 г.

42. Макаров Г.И., Новиков В.В., Рыбачек С.Т. Распространение радиоволн в вол-новодном канале Земля-ионосфера и в ионосфере. М.: Наука, 1993 г.

43. Маслов О.Н. Вероятностное нормирование координат равного уровня электромагнитного поля вблизи излучающих средств. Труды НИИР, 1993 г.

44. Марков Г.Т., Чаплин А.Ф. Возбуждение электромагнитных волн. М.: Радио и связь, 1983,- 296 с.

45. Морган Д. Устройства обработки сигналов на поверхностных акустических волнах. — М.: Радио и связь, 1990.

46. Никольский В.В. Антенны.- М.: Связь, 1966.

47. Никольский В.В. Электродинамики и распространение радиоволн. Учебное пособие. М.: Наука, 1973, 608 с.

48. Панченко В.Е, Ерохин Г.А., Гайнутдинов Т.А. и др. Сочетание статистических и детерминистских методов расчета радиополя в городских услови-ях//Электросвязь, 1998, №4, стр. 31-33.

49. Полынкин A.B., Холостов K.M. Влияние городских строений на распространение радиоволн ДМВ и УКВ диапазона. Известия ТулГУ. Серия «Радиотехника и радиооптика». Т.7. Вып. 1. Тула: Изд-во ТулГУ, 2005 г. - 199 с.

50. Полынкин A.B., Холостов K.M. Электродинамическая модель распространения радиоволн ДМВ и УКВ диапазона в условиях города. Деп. в ВИНИТИ 07.02.2006 г., per. № 135-В2006.

51. Пономарев Л.И, Алексеенко М.Г. Расчет городских трасс с утонченной моделью зданий. «Радиотехника», 2001 г., №3, стр.79-80.

52. Пономарев Л.И, Алексеенко М.Г., Ганицев А.Ю. Детерминированный подход к расчету городских радиотрасс для сотовых систем связи. «Антенны», 1999г., №1(42).

53. Распространение радиоволн при космической связи М.А. Колосов, H.A. Арманд, О.И. Яковлев; Под ред. ак. Б.А. Введенского и проф. М.А. Колосова. -М.: Связь, 1969. 155 е.: ил.

54. Ратклифф Д. Введение в физику ионосферы и магнитосферы. М.: Мир, 1975.

55. Рыбачек С. Т. Электромагнитные поля точечных диполей в волноводном канале Земля ионосфера. Изв. ВУЗов. Радиофизика. 1985. Т. 28, N6. С. 703.

56. Самельсон Г.М., Фрезинский Б .Я. Методы теории распространения волн миллиметрового и оптического диапазонов в тропосфере. Санкт-Петербург: Изд-во Электротехнического института связи им. М.А. Бонч-Бруевича, 1992. 68 с.

57. Связь с подвижными объектами в диапазоне СВЧ/ Под ред. У.К.Джейкса. -М.: Связь, 1979.

58. Семенов A.A., Арсеньян Т.И. Флуктуации электромагнитных волн на приземных трассах. М.: Наука, 1978. - 274 с.

59. Сети телевизионного и звукового ОВЧ 4M радиовещания. Справочник. М.: Радио и связь, 1988.

60. Солодовников Г., Новожилов В., Дорман JI. Воздействие космических лучей на ионосферу и распространение радиоволн, М.: Радио и связь, 1990.

61. Справочник по специальным функциям /Под ред. Абрамовича М., Стриган И., М.: Наука, 1979. - 832 с.

62. Сухопутная подвижная связь. Кн. 1,2/ Под ред. Семенихина B.C., Пышкина И.М. М.: Радио и связь, 1990.

63. Тихонов А.Н., Самарский A.A. Уравнения математической физики. М.: Наука, 1972. - 735 с.

64. Тихонов В.И., Харисов В.Н. Статистический анализ и синтез радиотехнических устройств и систем. М.: Радио и связь, 1991.

65. Томсон Д.Дж. Спектральное оценивание и гармонический анализ. //ТИИЭР 1982. Т.70, №9. С.171-219.

66. Трахтман A.M. Введение в обобщенную спектральную теорию сигналов.— М.: Сов. радио, 1972.

67. Холостов K.M. Особенности систем радиосвязи УКВ диапазона. Известия

68. ТулГУ. Серия «Радиотехника и радиооптика». Т.5. Вып.1. Тула: Изд-во Тул-ГУ, 2003 г.-212 с.

69. Холостов K.M. Системы автоматизированного проектирования и анализа радиосетей. Известия Тул ГУ. Серия «Радиотехника и радиооптика». Т.6. Вып.1.- Тула: Изд-во ТулГУ, 2004 г. 198 с.

70. Холостов K.M. Радиосвязь диапазона ультракоротких волн. XV научно-техническая конференции ТАИИ. Тула.; ТАИИ, 2004 г., - 21 с.

71. Холостов K.M. Нестандартное включение стационарных радиостанций «Гранит» и «Моторола GM-160». Сборник «Связь и автоматизация МВД России».- М.; Изд-во «Информационный мост», 2004 г. стр.48-49.

72. Холостов K.M. Измерения энергетических характеристик радиоволн в различных условиях распространения. Сборник «Связь и автоматизация МВД России». М.; Изд-во «Информационный мост», 2005 г. - стр.67-70.

73. Холостов K.M. Распространение радиоволн УКВ диапазона. XXXI Гагарин-ские чтения. Тезисы докладов Международной молодежной конференции.-М.; МАТИ, 2005 г. Т.З., 134 с.

74. Холостов K.M. Экспериментальное исследование распространения радиоволн в условиях города. Известия Тул ГУ. Серия «Радиотехника и радиооптика». Т.7. Вып.1. Тула: Изд-во ТулГУ, 2005 г. - 199 с.

75. Холостов K.M. Практическое исследование формирования электромагнитных полей в городской застройке. XXIII Научная сессия посвященная 110 летию изобретения радио. Сборник научных статей. - Тула.; Изд-во «Тульский полиграфист», 2005 г. - 158 с.

76. Фейнберг Е. JI. Распространение радиоволн вдоль земной поверхности. М.: Наука, 1999.

77. Фелсен Л., Маркувиц Н. Излучение и рассеяние волн. М.: Мир, 1978, т.1.552 с.

78. Фрадин А.З., Рыжков Е.В. Измерение параметров антенно-фидерных уст ройств. М.: Связь, 1972. - 352 с.

79. Френкс Л. Теория сигналов. — М.: Сов. радио, 1974.

80. Функциональные устройства обработки сигналов (Основы теории и алгорит мы)/ Под ред. Ю.В.Егорова. — М.: Радио и связь, 1997, 286 с.84Лерный Ф. Б. Распространение радиоволн. 2-е изд., доп. и переработ. - М. Сов. радио, 1972, 464 с.

81. Явление F-рассеяния в ионосфере / Б.Н. Гершман, Э.С. Казимировский, В.Д. Кокоуров, Н.А. Чернобровкина. М.: Паука, 1984.

82. Якубов В.П., Тельпуховский Е.Д., Чуйков В.Д., Булахов М.Г., Малышев Д.В. Векторная структура излучения, отраженного лесным покровом земли. Журнал Радиоэлектроники, 2000 г., №12. // www//jre.cplire.ru

83. Allsebrook К. and Parsons J.D. Mobile radio propagation in British cities at frequencies in VHF and UHF bands// IEEE Trans. Veh. Technol. 1977, - V.VT.-26, №4, p. 313-323.

84. Catedra M.F. et al. Efficient ray-tracing techniques for three-dimensional analyses of propagation in mobile communications: application to picocell and microcell scenarios // IEEE Antennas and Propagat. Magazine -1998. Vol. 40.- № 2.

85. Chen W.D., Yung E. K., Yam Y.O. and al. "8 Mm Duplex Link for Multifunctional Information Transmission", SPIE Proceedings, v. 2842 Millimeter and Submillimeter waves and Applications-1996- Denver, Co., paper 2842-25.

86. Cloude S. R., Papathanassiou K. P., and. Boerner W-M. A Fast Method for Vegetation Correction in Topographic Mapping Using Polarimetric Radar Interferometry. EUSAR-00, Munich, Germany, 2000 May 23 25, pp. 261 - 264.

87. Delise G.Y. et al. Propagation loss prediction: A comparative study with application to the mobile radio channel // IEEE Trans. Veh. Technol. -1985. V.VT-34.-№ 2.-p.86-95.

88. Hata M. Empirical formula for propagation loss in land mobile radio services // IEEE Trans. Veh. Technol. -1980. V.VT-29.- № 3.-p.317-325.

89. Falconer D., A Syslem Architecture for BroadBand Millimetre Wave Access to an ATM L.AN.// IEEE. Personal Commun. Journal, Vol. 3, No. 4, Aug 1996, pp. 36-41

90. Lawton M.C. and Mc Geehan J.P. The application of a deterministic ray launching algorithm for the prediction of radio channel characteristics in small-cell environments // IEEE Trans. Veh. Technol. -1994. V.VT-43.- Nov.-p.955-969.

91. Lienbenow U. et al. Theoretical and practical investigations of propagation in mi-crocells // COST 231 T9 (90) 120, Dec.1990.

92. Okumura J. et al. Field strength and its variability in VHF and UHF land mobile radio service // Rev. Inst. Elec. Eng. -1968.- V.16.-N0 9-10.-p.825-873.

93. Parsons J.D. The Mobile Radio Propagation Channel. New York. Jhon Wiley & * Sons, Inc., 1992.

94. Russel T.A. et al. A deterministic approach to predicting microwave diffraction by buildings for microcellular systems // IEEE Trans. Ant. Propag. -1993. V.41.- № 12. - p. 1640-1649.