2 Расчет качественных параметров сотовой связи

2.1. Расчет допустимого числа каналов трафика и допустимый параметр соты.

На первом этапе выполнения проекта выберем количество частотных каналов в соте. Для сетей GSM-900 радиус соты R должен быть не менее 1,1–1,4 км. Так как в одном частотном канале GSM существуют 8 независимых физических каналов, то выберем число частотных каналов равное 2.

Выбрав число каналов, определяют допустимый трафик в соте на основе статистики абонентов по формуле Эрланга.

При расчете в соответствии с числом каналов в соте по таблицам Эрланга находим допустимый трафик в соте Асот. Далее, задаваясь средним трафиком одного абонента в ЧНН (час наибольшей нагрузки) А1 = 0,015–0,025 Эрл, определяем допустимое число абонентов в соте по формуле (2.1):

, (2.1)

где - допустимый трафик в соте,

- средний трафик одного абонента в ЧНН

Определяем число сот в городе по формуле (2.2):

, (2.2)

где - число абонентов в сети

Площадь соты вычислим по формуле (2.3):

(2.3)

где - площадь сети

Находим радиус соты по формуле (2.4):

(2.4)

Получившееся значение равное 1,18 км удовлетворяет условию, что радиус соты R для сети GSM-900 должен быть не менее 1,1–1,4 км.

2.2 Определение потерь на трассе

Потери на трассе зависят от расстояния R, рабочей частоты F, высоты подвеса антенн базовой станции Н_БС и абонентской станции Н_АС

В диапазоне 900 МГц

В городской зоне рассчитываем по формуле (2.5):

L_г=69,55+26,16lgF-13,82lgН_БС-aН_АС+(44,9-6,55lgН_БС)lgR, (2.5)

где Н_БС – эффективная высота подъема антенны базовой станции, м;

Н_АС – высота антенны подвижной станции над землей, м;

R – расстояние между передатчиком и приемником, км;

F – частота сигнала, МГц.

Здесь aН_АС – корректировочный фактор:

для больших городов определим по формуле (2.6):

aН_АС=3,2(lg(11,75Н_АС))²-4,97 (2.6)

aН_АС=3,2(lg(11,75∙2))²-4,97=6,015-4,97=1,045

Подставим значение aН_АС в формулу (2.5):

Определим по формуле (2.7) суммарные потери на трассе:

(2.7)

2.3. Определение баланса мощности

На втором этапе выполнения работы следует обеспечить баланс мощностей в соте радиуса R для сети, выбранной по результатам 1-го этапа.

Уравнения баланса мощностей составляют на основе учета всех особенностей прохождения сигнала на трассе согласно рис. 2.1.

Рисунок 2.1- Трасса прохождения сигнала: G – усиление; L – потери; Lp – потери на трассе; А – антенна; D – разнесение; F – фидер; С – комбайнер; Тх – передатчик; Rx – приемник; Pin – входная мощность; Pout – выходная мощность; ТМА (Tower Mounted Amplifier) – малошумящий усилитель на входе приемника.

Уравнение баланса мощностей в направлении вверх (АС => БС):

P_{in БС} = P_{out АС} – L_{f AC} + G_{a АС} – L_p + G_{a БС} + G_{d БС} – L_{f БС} (2.8)

Уравнение баланса мощностей в направлении вниз (БС => АС):

P_{in АС} = P_{out БС} – L_{f БC} + G_{a БС} – L_c – L_p + G_{a АС} – L_{f АС}, (2.9)

где P_inБС и P_inAC – мощности на входе приемников БС и АС,

P_outБС и P_outAC – мощности на выходе передатчиков БС и АС,

G_aБС и G_aАС – коэффициенты усиления антенн БС и АС,

L_{f БС} и L_{f АС} – потери в фидерах БС и АС,

L_c – потери в комбайнере,

L_p – потери на трассе,

G_dБС – выигрыш за счет разнесенного приема сигналов на БС (3–4 дБ).

Рассчитаем мощность сигнала на входе приемника АС, если мощность передатчика БС составляет 28 Вт (44,5 дБм) по формуле (2.9):

Аналогично проверяем баланс мощностей на трассе вверх по формуле (2.8):

Найденные величины P_inAC=-70,54 дБм и P_inБС=-110,04 дБм превышают чувствительность приемников мобильной станции –104 дБв и базовой станции – 111 дБм.