2.3 Расчет восходящей линии (ul) wcdma

Расчет восходящей линии (UL) состоит из нескольких этапов:

• расчет минимально допустимой мощности сигнала на входе приемника базовой станции;

• определение требуемой мощности принимаемого сигнала;

• расчет эффективно излучаемой мощности мобильной станции;

• определение максимально допустимых потерь.

2.3.1 Расчет минимально допустимой мощности сигнала на входе приемника базовой станции

Минимально допустимая мощность сигнала на входе приемника БС определяется из формулы (2.1) :

P_прбс(дБмВт)= P_ш(дБмВт)+ (E_b/N₀)_треб(дБ) – G_обр(дБ),

где (E_b/N₀)_треб – требуемое значение E_b/N_0,

G_обр – выигрыш от обработки,

P_ш – мощность собственных шумов приемника.

Для анализа выбран тип оборудования БС Nokia Flexi WCDMA BTS. Коэффициент шума приемника данной базовой станции менее 3 дБ. Для расчета примем Kш=3 дБ.

Мощность шумов приемника БС из (2.2):

P_ш = N+K_ш (дБмВт).

Минимально допустимое значение E_b/N₀ на входе приемника для данного типа сервиса составляет 1.7 дБ при скорости абонента 3 км/ч.

Выигрыш от обработки составляет:

G_обр=10log(R_чип/R_польз), (2.6)

где R_чип -чиповая скорость стандарта UMTS, чип/c,

R_польз- скорость передачи данных пользователя, кбит/c.

Также необходимо учесть выигрыш за счет мягкого хендовера и запас на внутрисистемные помехи. Величину выигрыша примем равной G_хо=2 дБ. Величину запаса на внутрисистемные помехи определим из выражения (3.9). Величину относительной загрузки соты для начального расчета примем равной 50%. Допустимым значением величины относительной загрузки соты считается 50%.

Запас на внутрисистемные помехи равен:

M_Int =-10∙log₁₀(1-η).

С учетов вышеуказанных факторов, минимально допустимая мощность сигнала на входе приемника БС равна:

P_прбс=P_ш + (E_b/N₀)_треб – G_обр + L_п – G_хо (дБмВт). (2.7)

Задача 2.3

Рассчитать минимально допустимую мощность сигнала на входе приемника базовой станции UMTS, если известны температура проводника, T°, тип линии (DL, UL), коэффициент шума приемника К_ш (дБ), полоса согласованного фильтра приемника В (МГц), отношение средней энергии бита к спектральной плотности шума E_b/N₀ (дБ), чиповая скорость R_чип (чип/c), скорость передачи данных пользователя R_польз (кбит/c), загрузка соты - η. Мощность собственных шумов приемника взять из расчета задачи 2.1.

Таблица 2.5 – Исходные данные

Вариант	1	2	3	4	5	6	7	8	9	0
Eb/N0 (дБ)	4,4	5,4	2	2,9	1,4	2,4	1,7	2,9	2	2,9
106∙Rчип (чип/c)	3,84	1,44	3,84	1,44	0,64	3,84	1,44	0,64	3,84	1,44
Rпольз (кбит/c).	384	144	384	144	64	384	144	64	384	144
273° + Т°	20	25	30	20	25	21	15	18	22	17
В (МГц)	3,84	1,44	3,84	1,44	0,64	3,84	1,44	0,64	3,84	1,44
Кш (дБ)	2,5	2,7	3	2,5	2,7	3	2,5	2,7	3	2,5
Η	0,5	0,6	0,7	0,5	0,6	0,7	0,5	0,6	0,7	0,8

Пример расчета

Kш=3 дБ, E_b/N₀ = 1.7 дБ, R_чип = 3,84∙10⁶ чип/c, R_польз= 384 кбит/c,

η = 0,5.

Мощность теплового шума в приемнике:

N= k∙T∙B=1.38∙10^-23∙293∙3.84∙10⁶=1.55∙10^-14 Вт,

N=10∙lg(1.55∙10^-14/0.001)=-108,2 дБмВт.

Мощность шумов приемника БС из (2.2):

P_ш = N+K_ш=-108,2+3=-105,2 дБмВт.

Выигрыш от обработки составляет:

G_обр =10log(R_чип/R_польз)=10log(3,84∙10⁶/384∙10³)=10 дБ.

Запас на внутрисистемные помехи равен:

M_Int =-10∙log₁₀(1-0.5)=3 дБ.

Минимально допустимая мощность сигнала на входе приемника БС равна:

P_прбс=P_ш + (E_b/N₀)_треб – G_обр + L_п – G_хо =-105,2+1.7-10+3-2= -112,5 дБмВт.