11.2.1.1. Скорость передачи

На величину зоны обслуживания при различных скоростях передачи оказывают влияние два фактора:

1. Для высоких скоростей передачи выигрыш в отношении сигнал-шум при обработке меньше, и зона обслуживания меньше: см. ресурсы каналов в таблицах раздела 8.2, ряд 1.

2. Для высоких скоростей передачи требующееся отношение E_b/N₀, имеет тенденцию к снижению, компенсируя уменьшение зоны охвата при высоких скоростях. Типичные значенияE_b/N₀ для различных скоростей передачи показаны на рис. 10.4. Чем ниже требование кE_b/N₀, тем требуется меньшая мощность для обеспечения тех же рабочих характеристик и тем больше может быть радиус ячейки.

В этом разделе мы оцениваем зону обслуживания при различных скоростях передачи с учетом двух факторов. Основная причина того, что E_b/N₀зависит от скорости передачи, заключается в том, что необходимо, чтобыDPCCH(выделенный канал управления на физическом уровне) поддерживал соединение на физическом уровне, и он содержит опорные символы для оценки канала и биты сигнализации для управления мощностью. ПараметрE_b/N₀зависит от точности канала и алгоритмов оценкиSIR. Эти оценки основываются на опорных символах вDPCCH. Чем большая мощность может быть выделена дляDPCCH, тем оценка канала выше. С другой стороны,DPCCH– это издержки, так как по нему не передаются данные пользователей, и поэтому его мощность должна быть минимальной. Разница мощностей вDPCCHиDPDCH(выделенный канал передачи данных на физическом уровне) может регулироваться и управляться сетью. МощностьDPCCHниже, чем мощностьDPDCH, когда вDPDCHидет передача данных. Величина разности мощностей представляется в виде 4 битов, т.е. получается 15 значений для разницы по мощности между –23,5 дБ и 0,00 дБ и 1 комбинация из 1 для отсутствияDPDCH, когда данные не передаются. Типичные значения для разницы по мощности приведены в табл. 11.2

Таблица 11.2.

Типичные значения разности мощностей DPCCH и DPDCH.

Скорость передачи	Типичные значения разности мощностей DPCCH и DPDCH
12,2 Кбит/с, речь	–3,0 дБ
144 Кбит/c, данные	–6, 0 дБ
384 Кбит/с, данные	–9, 0дБ
1024 Кбит/с, данные	–12,0 дБ

Относительные уровни принимаемой мощности в DPCCHпри различных скоростях передачи показаны на рис. 11.2. Различия по мощности вDPCCHиDPDCHвзяты из таблицы 11.2. Предполагается, чтоE_b/N₀одинаковое для всех скоростей передачи. Принимаемая мощность вDPCCHбудет выше для более высоких скоростей передачи. Чем больше принимаемая мощность вDPCCH, тем более точной будет оценка канала и лучше параметрE_b/N₀.

Рис. 11.2. Относительная принимаемая мощность DPCCH при одном и том же E_b/N₀.

Издержки на DPCCHпри скорости передачи 144 кбит/с можно вычислить как

(11.3)

Издержки для различных скоростей передачи приведены на рис. 11.3. Например, при скорости передачи данных 144 кбит/с 20% мощности передачи расходуется на передачу управляющей информации на физическом уровне и 80% – для передачи данных. Издержки на DPCCHв данной книге включены во все значенияE_b/N₀.

Рис. 11.3. Издержки на DPCCH.

Сейчас мы увидели, что для более высоких скоростей передачи мощность DPCCHвыше, что позволяет произвести более точную оценку канала, а издержки наDPCCHвсе еще остаются небольшими. Оба эти фактора улучшают параметрE_b/N₀.

Когда мы учитываем уменьшенный выигрыш при обработке и улучшение характеристики E_b/N₀ мы можем оценить зону обслуживания при различных скоростях передачи, см. рис.11.4. Предполагается, что для всех скоростей передачи максимальная мощность подвижной станции остается постоянной, для высоких скоростей передачи используется улучшенная характеристикаE_b/N₀и берется модель распространения в пригородной зоне. В этом примере дальность действия восходящего канала при  скорости 2 Мбит/с составляет 50% от дальности действия при скорости 144 Кбит/с и 40% при скорости передачи 64 Кбит/с. Если для ячейки планируется передача со скоростью 2 Мбит/с для обеспечения полной зоны охвата по восходящему каналу вместо передачи со скоростью 144 Кбит/с, то плотность сайтов базовых станций должна быть увеличена на коэффициент (1/0,5)²=4,0.

Создание большой зоны охвата для восходящего канала при сервисе с высокой скоростью передачи достаточно сложно для UMTS, как видно из  рис.11,4, и обеспечение полной зоны охвата при скорости 2 Мбит/с требует большой плотности сайтов базовых станций. Это также указывает на важность решений, позволяющих повысить дальность действия восходящих каналов в системах третьего поколения. В системах второго поколения вопросы, связанные с зоной обслуживания решаются проще, поскольку сервис обеспечивается с невысокими скоростями передачи данных. Сравнение зон обслуживания для услуг по передаче данных дляWCDMAи услуг по передаче речи дляGSM900 иGSM1800 приводится в разделе 8.4.

И, наконец, следует отметить, что скорости передачи в восходящем канале могут уменьшаться во время соединения для увеличения дальности связи, когда подвижная станция выходит на максимальный уровень мощности передачи. Уменьшение скорости передачи возможно для услуг по передаче данных в нереальном времени, когда допускаются задержки, и для передачи речи с использованием AMR, который поддерживает различные скорости передачи от 4,75 кбит/с до 12,2 кбит/с. Зона обслуживания при передаче речи с использованиемAMRрассматривается в следующем разделе.

Рис. 11.4. Дальность действия восходящего канала при различных

скоростях передачи данных в пригородной зоне.