Экспериментальная оценка помехового воздействия передающих средств оборудования UMTS на приемные тракты радиовысотомеров РВ-3/РВ-4

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ОЦЕНКА ПОМЕХОВОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ ПЕРЕДАЮЩИХ СРЕДСТВ ОБОРУДОВАНИЯ UMTS НА ПРИЕМНЫЕ ТРАКТЫ РАДИОВЫСОТОМЕРОВ РВ-3/РВ-4

, ,

Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники

ул. П.Бровки, Минск – 220013, Республика Беларусь

Тел.: [phone]; e-mail: *****@***

Аннотация – Рассмотрены результаты экспериментальной оценки помехового воздействия передающих средств оборудования UMTS на приемные тракты радиовысотомеров РВ-3/РВ-3М и РВ-4 при совместном использовании полос радиочастот 1940-1980/2010-2025 МГц.

I. Введение

В соответствии с Резолюцией 212 (Пересм. ВКР‑97) полосы частот 1885-2025 МГц и 2110-2200 МГц предназначаются для использования на всемирной основе администрациями связи, намечающими развернуть системы Международной подвижной связи - 2000 (IMT-2000). При этом полосы рабочих частот 1885-1980; 2010-2025 и 2110-2170 МГц были определены для наземного сегмента, а полосы 1980-2010 и 2170-2200 МГц - для спутникового сегмента системы IMT-2000.

Указанные полосы радиочастот на территориях стран бывшего СССР интенсивно используются действующими радиоэлектронными средствами фиксированной; радиолокационной и радионавигационной служб [1]. В частности полоса частот 1940–2060 МГц используется действующими средствами воздушной радионавигации (радиовысотомерами малых высот) до конца амортизационного срока. Таким образом, в полосах частот 1940-1980/2010-2025 МГц возможно возникновение взаимных помех между радиоэлектронными средствами UMTS и радиовысотомерами.

II. Основная часть

Исходя из анализа электромагнитной совместимости сети UMTS и РЭС радионавигационной службы [2], преобладающим в рассматриваемом помеховом взаимодействии является помеховое поражение бортового приемного оборудования радионавигационной службы излучением абонентских станций (полоса частот 1940-1980 МГц) и абонентских и базовых станций (полоса частот 2010-2025 МГц) UMTS.

Степень помехового воздействия определяется уровнем мешающего сигнала и разносом рабочих частот конфликтующих РЭС.

Целью экспериментальной проверки являлось исследование характеристик восприимчивости приемного тракта радиовысотомеров типа РВ-3/РВ-3М и РВ-4 к помеховому воздействию от передающих средств сухопутной подвижной службы стандарта UMTS.

Измерения проводились в лабораторных условиях с использованием, комплектов контрольно-измерительной аппаратуры радиовысотомеров (КП-РВ-3 и КП-РВ-4), двух радиовысотомеров РВ-3, и двух радиовысотомеров РВ-4.

Радиовысотомеры РВ-3/РВ-3М и РВ-4 предназначены для измерения истинной высоты полета независимо от характера земной поверхности. Вследствие этого надежная работа высотомера на любых высотах полета должна обеспечиваться при минимальном уровне принимаемого сигнала.

Исходя из вышеизложенного, восприимчивость высотомера к помехам оценивалась не защитным отношением (минимально допустимым отношением сигнал/помеха, не зависящем от уровня полезного сигнала), а максимально допустимым уровнем помехи на входе приемника высотомера, приводящем к недопустимому ухудшению качества работы, при минимально возможном уровне полезного сигнала (чувствительности приемника высотомера).

Схема установки для измерения характеристик восприимчивости приемного тракта радиовысотомеров типа РВ-3/РВ-3М (РВ-4) к помеховому воздействию от передающих средств сухопутной подвижной службы стандарта UMTS приведена на рисунке 1.

Спектрограмма помехового сигнала UMTS, имитируемого высокочастотным генератором SMJ100A (3GPPP WCDMA FDD) приведена на рисунке 2.

В качестве критерия недопустимого помехового воздействия принималось изменение показаний указателя высоты более чем на ±7м. для радиовысотомера РВ-3 и более ±6% для РВ-4, а также индикация транспаранта «Надежность».

Экспериментальные исследования показали, что наименьшую помехозащищенность к помеховому сигналу РЭС сотовой подвижной связи стандарта UMTS имеют радиовысотомеры типа РВ-3.

В реальных условиях эксплуатации на входе приемного тракта радиовысотомера могут одновременно присутствовать помеховые сигналы от 384 абонентских станций (максимальная канальная емкость типовой базовой станции стандарта UMTS). Один абонентский терминал UMTS (максимальная мощность передатчика 2 Вт, антенна изотропная с коэффициентом усиления 0 дБи) создает уровень помехи на высоте 80м равный 99,6 дБмкВ/м. При этом совокупный уровень помехового сигнала в наихудшем случае на высоте 80м составит 130 дБмкВ/м.

Результаты экспериментального исследования восприимчивости радиовысотомеров к помеховому воздействию со стороны передающих средств UMTS показали, что указанный совокупный уровень помехового сигнала (130 дБмкВ/м) (с учетом нестабильности рабочей частоты (±15 МГц) и антенного фактора равного 26,3 дБ радиовысотомера РВ-3) не превышает максимально допустимый уровень помехи на входе приемника высотомера РВ-3 при работе РЭС UMTS в полосе частот 1940-1947 МГц.

III. Выводы:

Экспериментальные исследования подтвердили наличие недопустимого помехового воздействия радиоэлектронных средств сухопутной подвижной службы стандарта UMTS на РЭС воздушной радионавигационной службы, представленные радиовысотомерами РВ3/РВ-3М и РВ-4. Помеховое воздействие радиоэлектронных средств сухопутной подвижной службы стандарта UMTS на РЭС воздушной радионавигационной службы проявляется в снижении точности показаний высотомеров сверх допустимых паспортных значений (±7м. для РВ-3/РВ-3М; ±6% для РВ-4) и далее, по мере увеличения уровня помехового сигнала, до полного нарушения работоспособности радиовысотомеров. Полоса частот 1940-1947 МГц может использоваться для развития сетей сухопутной подвижной службы стандарта UMTS без создания недопустимых помех функционированию радиовысотомеров РВ-3/РВ-3М и РВ-4.

IV. Список литературы

[1]         , , Ковалев выделения радиочастотного ресурса для развития систем 3-го поколения. Материалы 16-й Международной Крымской конференции СВЧ-техника и телекоммуникационные технологии «КРЫМИКО-2006», Украина, Севастополь, 11-15 сентября 2006г., с.357-358.

[2] , , Ковалев электромагнитной совместимости сети UMTS и радиовысотомеров РВ-3. Материалы 16-й Международной Крымской конференции СВЧ-техника и телекоммуникационные технологии «КРЫМИКО-2006», Украина, Севастополь, 11-15 сентября 2006г., с.371-372.

THE EXPERIMENTAL ESTIMATION OF UMTS RADIO TRANSMITTER

INTERFERENCE EFFECT ON RECEIVING CHANNELS OF RADIO ALTIMETERS

SUCH AS RV-3/RV-4

Gorbachev K. L., Kozel V. M., Kavaleou K. A.,

Mordachev V. I.

Belarusian State University of Informatics and

Radioelectronics,

6,P. Brovka str., Minsk - 220013, Belarus phone: [phone]; e-mail: *****@***

Abstract - The experimental estimation results of UMTS radio transmitter Interference effect on receiving channels of radio altimeters RV-3/RV-4 in are presented at joint use of the bands of radio frequencies 1940-1980/2010-2025 MHz.

I. Introduction

Bands of radio frequencies allocated for IMT-2000/UMTS in territories of the countries of the former USSR intensively are used by working radioelectronic environment including radionavigation service [1]. Thus in bands of frequencies of 1940-1980/2010-2025 MHz probably occurrence of mutual interference between UMTS radioelectronic environment  and radioaltimeter.

II. Main part

Proceeding from the analysis of an electromagnetic compatibility of UMTS network and the radionavigational service [2], the most prevailing in considered interaction is interference to on-board equipment of a radionavigational service.

The purpose of experimental check was probing characteristics of a susceptibility of a receiver of radioaltimeters such as RV-3/RV-3М and RV-4 to interference effect from a transmitter of UMTS mobile equipment.

The susceptibility of the radioaltimeter to interferences from UMTS mobile equipment was estimated not by protection ratio, but by maximum acceptable level of a UMTS mobile equipment interference on the receiver input of the radio altimeter at minimally possible level of a useful signal.

Experimental researches have shown, that worst-case of susceptibility possess such radio altimeter as RV-3.

Results of an experimental research of a susceptibility of radio altimeters to interference from UMTS mobile equipment in view of instability of an operational frequency of radio altimeter RV-3 indicate, that electromagnetic compatibility condition is satisfied in band 1940-1947 MHz.

III. Conclusion

Interference effect of a radio electronic environment of UMTS network to environment of radionavigational service is shown in build-down of accuracy of altimeters over allowable values and further before full disturbance of functionability of radio altimeters.

The frequency band 1940-1947 MHz can be used for development of UMTS networks without creation of disastrous interferences to performance of radio altimeters RV-3/RV-3М and RV-4.