Планирование зоны обслуживания и пропускной способности радиосети UMTS

 

где L_тело – потери на затухание в теле абонента определены типом услуг (для телефонии = 3дБ, для других случаев 0дБ);

G_мс – коэффициент усиления антенны мобильной станции, дБ;

L_ff  –запас на быстрые замирания.

1) P_пр12,2  = -116,3 + 3 – 0 + 2 = -111,3 дБмВт

2) P_пр64  = - 112,2 + 0 – 0 + 2 = -110,2 дБмВт

3) P_пр144 = -108,5 + 0 – 0 + 2 = -106,5 дБмВт

4) P_пр384 = -104,4 + 0 – 0 + 2 = -102,4 дБмВт

 

Эффективно излучаемая мощность БС:

                    

                 P_избс = P_бс + G_бс – L_фидер  дБмВт,                                              (12)

 

где P_бс – мощность передатчика базовой станции на кодовый канал. Для

заданного типа сервиса величина максимальной мощности передатчика  на

кодовый канал взята из таблицы 3.

Таблица 3 - Мощность передатчика БС (P_бс) на кодовый канал [параметры использующиеся в оборудовании Nokia]  

Тип услуги	Телефония,   12,2 кбит/c	Видеотелефония, 64 кбит/c	Передача данных, 144 кбит/c	Передача данных, 384 кбит/c
Максимальная мощность передатчика  на канал, дБмВт	34,2	37,2	40	40

 

G_бс – коэффициент усиления антенны базовой станции;

L_фидер – потери обусловленные затуханием в фидере.

P_избс12,2 = 34,2 + 18 – 2 = 50 дБмВт

P_избс64 = 37,2 + 18 – 2 = 53 дБмВт

P_избс144 = 40 + 18 – 2 = 56 дБмВт

P_избс384 = 40 + 18 – 2 = 56 дБмВт

 

Допустимые потери на трассе:

                     

                         L_max = P_избс - P_пр  дБ,                                                        (13)

 

L_max12,2 = 50 + 111,3 = 161,3 дБ

L_max64 = 53 + 110,2 = 163,2 дБ

L_max144 = 56 + 106,5 = 162,5 дБ

L_max384 = 56 + 102,4 = 158,4 дБ

В данном расчете не учитывались  затенения сигнала препятствиями (здания, деревья и.т.д.), затухания вносимые стенами зданий для абонентов находящихся внутри помещений. Величина этого запаса влияет на величину вероятности обслуживания в соте.

Рассматриваемый участок  сети находящейся в застройке, более  того в рассматриваемом районе имеются  жилые дома, внутри которых также  требуется обеспечить покрытие.

Характерные значения величины среднеквадратического отклонения и степени потерь представлены в  таблице 4.

Таблица 4 -  Значения величины среднеквадратического отклонения и степени потерь для различных  типов местности.

Тип местности	N	δoutdoor	δindoor
Сельская местность	3,2	8	-
Пригород	3,5	8	4
Город	3,5	7	5
Плотная городская застройка	4	7	6

 

Из таблицы, принял δ_outdoor дБ, δ_indoor дБ (среднеквадратические отклонение замираний в открытом пространстве и помещении соответственно, исходя из исходных данных):

Так как по исходным данным тип местности плотная городская  застройка, то δ_outdoor =7, δ_indoor = 6, N = 4.

На основе суммарного среднеквадратическое отклонения:

      ,   дБ,       (14)

δ = = 9,2

 и степени потерь  модели распространения N, определил потери в здании:

L_зд = δ + N

L_зд = 9,2 + 4 = 13,2

Таким образом, исходя из требования к вероятности нахождения в зоне обслуживания, заданного исходными  данными, величина допустимых потерь на трассе будет  равна:

L=L_max - L_sf -L_зд, (15)

 

где L_max - максимально допустимые потери на трассе,

L_зд - потери на проникновение в здание,

L_sf -значение запаса на медленные замирания взято из таблицы 5.

Таблица5 - Зависимость вероятности обслуживания в соте от значения запаса на медленные замирания.

Lsf  запас на медленные замирания	Вероятность обслуживания в  соте
5	0.88
6	0.899
7	0.915
8	0.929
9	0.942
10	0.953

 

Для передачи данных с установленной  исходными данными скоростью  получим значения допустимых потерь:

 

Восходящая линия:

L_12,2 = 153,8 – 7 – 13,2 = 133 дБ

L₆₄ = 152,2 – 7 – 13,2 = 132 дБ

L₁₄₄ = 148,8 – 7 – 13,2 = 129 дБ

L₃₈₄ = 144,5 – 7 – 13,2 = 124 дБ

 

Нисходящая линия:

L_12,2 = 161,3 – 7 – 13,2= 141дБ

L₆₄ = 163,2 – 7 – 13,2 = 143дБ

L₁₄₄ = 162,5 – 7 – 13,2 = 142дБ

L₃₈₄ = 158,4 – 7 – 13,2 = 138дБ

Для расчета зоны обслуживания или радиуса соты, берется меньшее из значений допустимых потерь в восходящей или нисходящей линии.

Для расчета покрытия, определяют требуемый уровень пилотного  сигнала (CPICH), определяющий потери на трассе, таким образом, по уровню CPICH можно  судить о доступности того или  иного сервиса.  Обычно, уровень  пилотного сигнала составляет 75% от суммарной мощности передатчика БС (Pбсвых). Выходная мощность БС берется из исходных данных для

проектирования. Соответственно мощность пилотного сигнала равна:

 

P_CPICH = 0,75 P_{бс вых}  = 0,75 ·43 = 32 дБмВт

 

Мощность принимаемого пилотного  сигнала для доступности услуги должна составлять:

              P_прCPICH = P_избс - L_max + (P_CPICH - P_бс), (дБмВт),                            (16)

    

где P_избс – эффективно излучаемая мощность БС на кодовой канал,

L_max – максимально допустимые потери на трассе,

P_бс- мощность передатчика БС на кодовый канал,

P_CPICH- мощность пилотного сигнала БС.

С учетом потерь на проникновение  в здания и величины запаса на медленные  замирания:

      

       P_прCPICH = P_избс  – L + (P_CPICH – P_бс), (-дБмВт),                             (17)

 

где L – допустимые потери на трассе.

Для восходящей

P_{прCPICH12,2} = 50 – 133 + (32 – 34,2) = - 85 дБмВт.

P_прCPICH64 = 53 – 132 + (32 – 37,2) = - 84 дБмВт

P_прCPICH144 = 56 – 129 + (32 – 40) = - 81 дБмВт

P_прCPICH384 = 56 – 124 + (32 – 40) = - 76 дБмВт

 

Для нисходящей

P_{прCPICH12,2} = 50 – 141 + (32– 34,2) = - 93 дБмВт.

P_прCPICH64 = 53 – 143 + (32– 37,2) = - 95 дБмВт

P_прCPICH144 = 56 – 142 + (32– 40) = - 94 дБмВт

P_прCPICH384 = 56 – 138 + (32– 40) = - 90 дБмВт

Результаты расчета сведены  в таблицах 6 –.

Таблица 6 - Бюджет радиолиний 12,2 кбит/c

Скорость следования чипов, чип/c	3840000
Скорость передачи восходящей линии  бит/c	12200
Скорость передачи нисходящей линии  бит/c	12200
	Восходящая линия		Нисходящая линия
Приемная сторона	Базовая станция		Мобильная станция
Спектральная плотность шума, дБмВт/Гц	-174		-174
Коэффициент шума приемника, дБ	3		8
Спектральная плотность шума приемника, дБмВт/Гц	-171		-166
Мощность собственных шумов  приемника, дБмВт	-105,2		-100,2
Требуемое отношение Eb/No, дБ	1,7		4,8
Выигрыш от мягкого хендовера(макроразнесение), дБ	2,0		2,0
Выигрыш от обработки, дБ	10,0		10,0
Запас на помехи, дБ	3,0		3,0
Требуемое отношение Eс/Io на входе приемника, дБ	-7,3		-4,2
Минимально допустимая мощность на входе приемника, дБмВт	-112,5		-104,4
Потери в фидере, дБ	3,0		0,0
Потери в теле, дБ	0,0		0,0
Коэффициент усиления антенны, дБ	18,0		0,0
Запас на быстрые замирания, дБ	3,0		3,0
Требуемая изотропная мощность, дБмВт	-124,5		-101,4
Передающая сторона	Мобильная станция		Базовая станция
Мощность передатчика, дБмВт	21		40
Потери в кабеле, дБ	0		3
Потери в теле, дБ	0		0
Коэффициент усиления антенны, дБ	0		18
Эффективно излучаемая мощность. дБмВт	21		55
Максимально допустимые потери на трассе, дБ	145,5		156,4
Потери на проникновение в здание, дБ	15		15
Запас на медленные замирания, дБ	10		10
Допустимые потери на трассе, дБ	120,5		128,4
Требуемое значение мощности пилотного  сигнала(CPICH) принимаемого МС, дБмВт		-72,5

 

 

 

Таблица 7 - Бюджет радиолиний 64 кбит/c

Скорость следования чипов, чип/c	3840000
Скорость передачи восходящей линии  бит/c	384000
Скорость передачи нисходящей линии  бит/c	384000
	Восходящая линия	Нисходящая линия
Приемная сторона	Базовая станция	Мобильная станция
Спектральная плотность шума, дБмВт/Гц	-174	-174
Коэффициент шума приемника, дБ	3	8
Спектральная плотность шума приемника, дБмВт/Гц	-171	-166
Мощность собственных шумов  приемника, дБмВт	-105,2	-100,2
Требуемое отношение Eb/No, дБ	1,7	4,8
Выигрыш от мягкого хендовера(макроразнесение), дБ	2,0	2,0
Выигрыш от обработки, дБ	10,0	10,0
Запас на помехи, дБ	3,0	3,0
Требуемое отношение Eс/Io на входе приемника, дБ	-7,3	-4,2
Минимально допустимая мощность на входе приемника, дБмВт	-112,5	-104,4
Потери в фидере, дБ	3,0	0,0
Потери в теле, дБ	0,0	0,0
Коэффициент усиления антенны, дБ	18,0	0,0
Запас на быстрые замирания, дБ	3,0	3,0
Требуемая изотропная мощность, дБмВт	-124,5	-101,4
Передающая сторона	Мобильная станция	Базовая станция
Мощность передатчика, дБмВт	21	40
Потери в кабеле, дБ	0	3
Потери в теле, дБ	0	0
Коэффициент усиления антенны, дБ	0	18
Эффективно излучаемая мощность. дБмВт	21	55
Максимально допустимые потери на трассе, дБ	145,5	156,4
Потери на проникновение в здание, дБ	15	15
Запас на медленные замирания, дБ	10	10
Допустимые потери на трассе, дБ	120,5	128,4
Требуемое значение мощности пилотного  сигнала(CPICH) принимаемого МС, дБмВт	-72,5

 

Таблица 8 - Бюджет радиолиний 144 кбит/c

Скорость следования чипов, чип/c	3840000
Скорость передачи восходящей линии  бит/c	384000
Скорость передачи нисходящей линии  бит/c	384000
	Восходящая линия	Нисходящая линия
Приемная сторона	Базовая станция	Мобильная станция
Спектральная плотность шума, дБмВт/Гц	-174	-174
Коэффициент шума приемника, дБ	3	8
Спектральная плотность шума приемника, дБмВт/Гц	-171	-166
Мощность собственных шумов  приемника, дБмВт	-105,2	-100,2
Требуемое отношение Eb/No, дБ	1,7	4,8
Выигрыш от мягкого хендовера(макроразнесение), дБ	2,0	2,0
Выигрыш от обработки, дБ	10,0	10,0
Запас на помехи, дБ	3,0	3,0
Требуемое отношение Eс/Io на входе приемника, дБ	-7,3	-4,2
Минимально допустимая мощность на входе приемника, дБмВт	-112,5	-104,4
Потери в фидере, дБ	3,0	0,0
Потери в теле, дБ	0,0	0,0
Коэффициент усиления антенны, дБ	18,0	0,0
Запас на быстрые замирания, дБ	3,0	3,0
Требуемая изотропная мощность, дБмВт	-124,5	-101,4
Передающая сторона	Мобильная станция	Базовая станция
Мощность передатчика, дБмВт	21	40
Потери в кабеле, дБ	0	3
Потери в теле, дБ	0	0
Коэффициент усиления антенны, дБ	0	18
Эффективно излучаемая мощность. дБмВт	21	55
Максимально допустимые потери на трассе, дБ	145,5	156,4
Потери на проникновение в здание, дБ	15	15
Запас на медленные замирания, дБ	10	10
Допустимые потери на трассе, дБ	120,5	128,4
Требуемое значение мощности пилотного  сигнала(CPICH) принимаемого МС, дБмВт	-72,5