Построение мобильной телекоммуникационной сети стандарта CDMA

 

где dkm – расстояние в километрах;

L1 – значение потерь для dkm=1;

γ – закон распределения энергии.

 

На краях соты, dkm=Rkm и потери равны Lmax. Таким образом, полное выражение для радиуса соты в километрах имеет вид

                                            (4.2)

Решая общее выражение относительно Rkm получаем

                                            (4.3)

или

                    (4.4)

Таким образом, для нахождения отношения между радиусом соты и трафиком  соте, необходимо найти выражения для максимальных потерь пари распределении Lmax. Эмпирическая формула для потерь была определена МСЭС (ITU-R)

где hb и hm высоты антенн базовой и мобильной станции в метрах;

fМГц – центральная частота в МГц;

                            (4.5)

B=30-25log10 – коррекционный фактор (% площади покрытой зданиями).

 

 Формула  преобразования из модели условий  распространения Окумура – Хата для малых и средних городов.

Таким образом

 

Воспользуемся типичными значениями обратного канала занимающего частоты 824 – 849 МГц, таким образом, центральная частота f = 845 МГц и высотами антенн БС hb=31 мобильного терминала hm=1.9, а также процентом застройки равным 50%.

Подставив данные, получим

 

          

(4.7)

Таким образом, сравнивая выражения (4.2) и (4.7) находим значения для L1 и γ,

L1 = 136.959 и γ=36.107/10=3.6107

Теперь необходимо найти выражение для максимальных потерь при распределении Lmax относительно загрузки соты. Для этого необходимо определить зависимость уровня сигнала от загрузки соты.

Обозначим средний уровень сигнала, требуемый при приеме Рs  и минимальный необходимый при приеме уровень сигнала в отсутствии интерференции .

  В  соответствии с идеально отрегулированной  по мощности моделью требуемое  среднее значение принимаемого  сигнала

                                                          (4.8)

где отношение количества пользователей в соте (секторе) к максимальному количеству пользователей.

С учетом запаса по мощности в дБм

                                                 (4.9)

где

 предположив, что база сигнала PG=128=21.1дБ и шумы приемника БС 5 дБ, следует что

Идеальное максимальное количество пользователей с учетом запаса мощности

                                    (4.10)

Отсюда следует, что максимально приемлемые потери при распределении, это потери, при которых при максимальной мощности передатчика мобильного терминала и различных усилениях и потерях не при распределении в обратном канале, приводят к тому, что на БС принимается требуемый уровень сигнала. Выражение, описывающее данное состояние следующее

 

     (4.11)

где

(4.12)

 определяет  мощность мобильного терминала, которая была бы принята приемником  БС в отсутствии потерь. Таким  образом

                (4.13)

Подставляя типичные значения параметров обратного канала в (4.12), получаем

Выражение для максимального ослабления при распространении как функции параметра загрузки сети  Х имеет вид

  (4.14)

Если добавить в (4.14) детализированные потери из (4.13) с учетом запаса по мощности используемого в  (4.9), тогда (1.14)  можно выразить как

(4.18)

Теперь подставив (4.18) в качестве Lmax в (4.3)  для того, чтобы получить желаемое выражение радиуса соты как функции загрузки сети

(4.19)

Это выражение показывает максимальный радиус соты доступной мобильному передатчику с мощностью рассмотренной в расчетах  .

Найдем числовое выражение для радиуса соты, основываясь на выражении (4.14), используя модель МСЭС(ITU-R), численные значения параметров обратного канала, а так же предполагая, что высоты антенн БС hb=31 m, мобильной станции hm=1.9 m и 50% покрытием территории зданиями.

Используя определенные данные, принимаемая мощность без потерь при распространении равна:  , требуемая мощность принимаемого сигнала с учетом интерференции и без запаса по мощности равна

                                                        (4.20)

L1 = 136.959 и γ=36.107/10=3.6107

Подставляя все это в (18) мы получаем выражение с параметрами Eb/N0, MdB, M, Mmax

(4.21)

Т а б л и ц а 3 – Запас по мощности для заданной надежности

0,90	0,92 dB

 

Для того, чтобы показать зависимость радиуса соты от М (количества активных пользователей) при принятых значениях Eb/N0 и запаса по мощности, используем (92) для записи

                         

(4.22)

Используя выражение идеальной емкости системы (4.10) Mmax, для выражения радиуса соты (4.21) построим график (рисунок) для различных значений MдБ и Eb/N0.

Из графика видно, что требуемые значение Eb/N0 и MdB, подбираемые из расчета надежности системы для обратного канала сильно влияют на размер соты. При высоких значениях надежности и соответственно отношения сигнал/шум и запаса по мощности, радиус соты начинает стремительно падать при определенных значениях емкости системы (количество активных пользователей). Так же из графика можно определить уровень снижения радиуса соты при определенном значении активных пользователей.

Исследование модели беспроводной сети позволяет спроектировать сеть исходя из типичных входных параметров, таких как: частота, мощность передатчиков, надежность системы, процент застройки и т.д. и спрогнозировать основные ее показатели, такие как емкость и зона покрытия. 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 1 – График зависимости радиуса соты от загрузки соты при Lp=14.3

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В данной курсовой работе были рассчитаны основные параметры мобильной телекоммуникационной сети стандарта CDMA.

     Анализируя  график при Lp=14.3 (рисунок 1) можно сделать вывод, что требуемые значение Eb/N0 и MdB, подбираемые из расчета надежности системы для обратного канала сильно влияют на размер соты. При высоких значениях надежности и соответственно отношения сигнал/шум и запаса по мощности, радиус соты начинает стремительно падать при определенных значениях емкости системы (количество активных пользователей). Также из графика видно, что при значении равном 36 активных пользователей резко ограничивается радиус соты.

     Исследование  модели беспроводной сети позволяет  спроектировать сеть исходя из  типичных входных параметров, таких  как: частота, мощность передатчиков, надежность системы, процент застройки  и т.д. и спрогнозировать основные  ее показатели, такие как емкость  и зона покрытия.

 

 

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

 

1  Тихвинский В.О. Сети подвижной связи 3 поколения. Экономические и технические аспекты развития в России. –М : Радио и связь. 2001.

2  CDMA: прошлое, настоящее и будущее / под. ред. проф. Л.Е. Варакина и проф. Ю.С. Шинакова. – М, МАС, 2003.

3  В.В. Величко. Передача данных в  сетях мобильной связи 3 поколения. –М. Радио и связь. Горячая линия – телеком. 2005.

4  Бабков В.Ю., Вознюк М.А., Дмитриев В.И. Системы мобильной связи / СПбГУТ. – СПб, 1999.

5  Громаков Ю.А. Стандарты и системы подвижной связи. –М. Радио и связь. 1999.