Методические указания и индивидуальные задания для выполнения контрольной работы по дисциплине Сети и системы мобильной связи

в которой lф – длина АФТ, м. Для БС значение lф в данной КР определяется по

в котором асв – потери (ослабление) сигнала в свободном пространстве (дБ); адоп

- дополнительные потери сигнала в соте из-за реальных условий распростране-

ния, дБ.

Потери сигнала в свободном пространстве асв рассчитываются по формуле

а затем переводить при необходимости в нужную размерность по формулам

где fсот – средняя частота радиосигнала, МГц; hбс – высота антенны БС, м;

Rс – расстояние связи, км; Сто – параметр, зависящий от типа территории. Зна-

чение параметра Сто в зависимости от типомодели ТО определяется следующим образом:

Антенна БС выбирается достаточно минимальной высоты из условия

21

При неизвестных энергетических параметрах БС и АС соотношение

Для направления связи в соте БС-АС, называемого как участок “вниз” и

помечаемого дополнительным символом ↓ , значение Кс' рассчитывается по формуле (5.34) при gпр=gас=0 дБ; аф пр=аф ас=0 дБ (т.к. передающий АФТ в АС отсутствует), которая принимает вид

где Кс'↓ - расширенный коэффициент системы на участке вниз, дБ; Кс↓ - коэф-

фициент системы участка вниз, дБ; gбс – коэффициент усиления антенны БС, дБ; аф бс – потери в АФТ БС, дБ.

Для направления связи в соте АС-БС, называемого как участок “вверх” и

помечаемого дополнительным символом ↑, значение Кс' также рассчитывается по формуле (5.34) при gпд=gас=0 дБ; аф пд=аф ас=0 дБ (т.к. приемный АФТ в АС отсутствует), которая принимает вид

обеспечиваемого выбором соответствующих значений мощностей передатчи-

ков и чувствительностей приемников БС и АС в соответствии с соотношением

ствительность приемника АС, дБм; рпд ас - уровень сигнала на выходе передат-

чика АС, дБм; рс мин бс - чувствительность приемника БС, дБм.

22

Для определения радиуса соты необходимо выполнить циклический рас-

чет Тс сот по формулам (5.18)-(5.33) при различных текущих значениях расстоя-

ния связи Rс i, изменяющихся в пределах от Rс i мин до Rс i макс с шагом, обеспечи-

вающим достаточную точность построения графика. Для этого рекомендуется иметь не менее пяти расчетных значений Тс сот. При этом шаг изменения Rс i

может быть неравномерным, но в любом случае на участках графика со значи-

тельными изменениями шаг должен уменьшаться. Значения параметров Rс мин и

Rс макс должны выбираться (самостоятельно) такими, чтобы значения Тс сот полу-

чались в окрестности значения параметра Тс сот доп, определяемой диапазоном

значений от 0,3Тс сот доп до 3Тс сот доп.

Результаты расчетов должны быть сведены в таблицу, вид которой пока-

зан ниже (табл. 5.1) и построены соответствующие графики ас(Rс i), асв(Rс i),

адоп(Rс i) и Tc сот(Rс i). Данные графики строятся на одних осях координат.

….

….

Rс i макс

Значение Rcот находится по графику Тс сот(Rс) при значении Rс i , соответствующем выполнению условия (5.17). Процедуру определения радиуса соты надо проиллюстрировать на графике вспомогательными линиями.

Расчет числа сот и числа абонентов в соте

Число сот рассчитывается из условия сплошного покрытия ТО. Для этого сначала находится площадь одной соты [2]

Scот = 2,6 Rcот2 . (5.40)

Число сот находится по формуле

23

Определение числа секторов в сотах и размерности кластера в СМС

Для облегчения выполнения условий внутрисистемной ЭМС в СМС применяется секторирование сот и кластирование. Число секторов Ксек может принимать значения 1; 3; 6. Параметром кластирования является размерность кластера Nкл, обеспечивающая выполнение условия нормального воздействия МС (УНВМС)

Расчет значений Rм i для Ксек=1 проводится по формулам [2]:

24

где F(Ψм i) определяется по (5.18) при Ψc=Ψм i, рассчитываемой по выражению

в котором σм i – параметр глубины замираний i-го МС; определяется по рис. 5.1; qм i – отношение сигнал-помеха на входе приемника, обусловленное i-м МС.

При Ксек = 6 воздействует всего один МС с расстояния Rм6 = Rcот(qкл+0,7)

и, соответственно, имеем

последовательному расчету значения Tм при разных Ксек, начиная с Ксек=1, и

проверке УНВМС (5.43). В качестве оптимального значения Ксек выбирается то,

при котором выполняется УНВМС (5.43). Если при Ксек = 6 условие (5.43) не выполняется, то необходимо выбрать большее значение размерности кластера и повторить расчет оптимального значения числа секторов в соте и т.д.

Результаты указанных расчетов должны быть сведены в таблицу, вид ко-

торой представлен ниже (табл. 5.2).

25

Таблица 5.2

Копределению оптимального числа секторов в соте

иразмерности кластера в СМС

в которой m и n являются целыми положительными простыми числами (т.е. не имеющими общего делителя). Размерность кластера увеличивается до тех пор,

пока УНВМС, определяемое соотношением (5.43), не будет выполняться для всех сочетаний Ксек и Nкл.

На основании данных табл. 5.2 видно, что УНВМС выполняются для не-

скольких вариантов сочетаний Ксек и Nкл. Если значения параметра Nкл не очень большие (≤7), то предпочтение при выборе Ксек и Nкл следует отдать варианту с меньшим значением Ксек. Если значения параметра Nкл большие (>7), то пред-

почтение при выборе Ксек и Nкл следует отдать варианту с меньшим значением

Nкл. С учетом сказанного делается выбор конкретных значений Ксек=…. и

Nкл=…. .

26

Расчет требуемого числа каналов трафика в соте

Требуемое число каналов трафика (КТ) в секторе соты Nкт сек, обеспечи-

вающих заданный процент блокировки Тбл доп, определяется по номограмме Эр-

ланга (рис. 5.2) при значении абонентской нагрузки Асек, создаваемой абонен-

тами в секторе, рассчитываемой по формуле [3]

Асек = А1 Nаб сот/Ксек, (5.53)

в которой А1 – абонентская нагрузка от одного абонента, Эрл (см. табл. 3.1);

Ксек – число секторов.

Рис. 5.2. Номограмма Эрланга

С учетом заданной скорости передачи абонентских сигналов Ваб можно рассчитать требуемую скорость передачи в одном радиоканале в секторе соты

Полученное по (5.54) значение Врк сек должно быть увеличено на (10...15) %

для учета дополнительных сигналов управления.

27

Рассчитывается необходимая ширина полосы частот одного радиоканала в секторе Прк сек по формуле [3]

в которой αцс – коэффициент скругления цифрового сигнала (αцс = 0,2…0,4); rпк – скорость помехоустойчивого кодирования (ПКод), которая может быть: 1/2; 2/3; 3/4; 5/6; 7/8 и др. Типовыми значениями параметров в (5.55), которые могут быть приняты для расчета, являются: коэффициент в первой скобке

1,15; αцс = 0,3; rпк = 3/4.

Требуемое число радиоканалов в секторе соты Nрк сек рассчитывается по формуле

ляется так же, как в (5.41). Параметр Прк1 выбирается из ряда типовых значений

(1,75 МГц; 3,5 МГц; 5 МГц; 7 МГц; 15 МГц; 20 МГц; 40 МГц; 80 МГц) таким образом, чтобы оно было наиболее близким к значению Прк сек, но несколько его превышающим. Таким образом, эта рекомендация направлена на обеспечение условия выбора Nрк сек=1, что в большинстве случаев соответствует наилучшему использованию частотного ресурса СМС.

Общее число радиоканалов в соте Nрк сот рассчитывается по формуле

Общее число радиоканалов в кластере Nрк кл рассчитывается по формуле

Общая полоса частот Псмс, занимаемая СМС,

28

Составление частотного плана и частотно-территориального плана сотовой инфраструктуры

Частотный план сот составляется с учетом рекомендаций, изложенных в

[3], в соответствии с которыми определяются такие параметры, как полоса ча-

стот одного радиоканала (с учетом числа уровней модуляции), частотный раз-

нос радиоканалов и разнос частот передачи и приема в одном радиоканале. При определении этих параметров частотного плана необходимо ориентироваться на аналогичные параметры существующих стандартов. Частотный план изоб-

ражается схематично на соответствующем рисунке. Все радиоканалы на этом плане должны быть пронумерованы.

Частотно-территориальный план определяет распределение рабочих ча-

стот по секторам и сотам с учетом рассчитанных ранее значений Nкл и Ксек. Для этого на соответствующем рисунке изображается конкретная структура СМС (с

определенным числом сот и секторов) с учетом однородности. На каждом сек-

торе изображается число, соответствующее группе используемых в нем радио-

каналов. Эта нумерация радиоканалов в секторах, очевидно, должна соответ-

ствовать нумерации радиоканалов частотного плана. При этом следует иметь в виду, что в одном секторе могут использоваться радиоканалы с определенным частотным разносом [3], т.е. не соседние по частотному плану.

5.2.Выбор энергетических параметров радиооборудования БС и АС

Вданной КР энергетические параметры радиооборудования БС и АС косвенно заданы в виде интегрального показателя – расширенного коэффици-

ента системы, который представляется соотношением (5.35) или (5.36). Таким образом неизвестными являются пять параметров: рпд бс; рс мин бс; gбс; рс мин ас и

рпд ас. Шестой энергетический параметр аф бс, входящий в (5.35), (5.36), фактиче-

ски является известным, так как рассчитывается по (5.23) при известных значе-

ниях показателей γф бс и lф бс. Параметр gбс также можно считать известным, по-

29

скольку его оптимальное значение выбирается в соответствии со значением па-

раметра Ксек, как указано в табл. 5.3.

Таблица 5.3 Коэффициент усиления антенны БС при разном числе секторов

В таких условиях, когда число неизвестных больше числа уравнений, ре-

шение задачи осуществляется подбором значений неизвестных таким образом,

чтобы выполнялось соотношение

0 ≤ рпд ас-рс мин бс + gбс-аф бс-Кс' ≤ (1…2). (5.60)

Таким образом, в (5.34) остались два неизвестных: рпд ас и рс мин бс. Кроме того, есть еще два неизвестных - рпд бс и рс мин ас, входящие в соотношение (5.39),

которое также лимитирует выбор энергетических параметров. Для подбора подходящих значений этих параметров необходимо использовать тактико-

техни-ческие данные используемого стандарта оборудования СМС, где обычно указываются предельные значения этих параметров. Пример таких данных приведен в табл. 4.1. Однако, следует иметь в виду, что значения этих пара-

метров у оборудования различных производителей может существенно отли-

чаться. При решении данной задачи можно ориентироваться на среднестатистические предельные значения параметров рпд ас; рс мин бс; рпд бс и рс мин ас, приведенные в табл. 5.4.

Таблица 5.4 Предельные значения энергетических параметров БС и АС,

используемые для определения оптимальных значений

При использовании данных табл. 5.4 целесообразно для расчетов старать-

ся выбирать значения обоих параметров ближе к минимальным.

30