3 Методика расчета зоны радиопокрытия
3.1 Особенности частотно - территориального планирования радиосети umts на этапе совместного использования сетей сотовой связи второго и третьего поколений
Рассматривается планирование радиосети UMTS, включая емкость, территориальное покрытие, и ее оптимизация.
На этапе определения размаха системы оцениваются приблизительное число зон (сайтов) размещения базовых станций, возможности базовых станций и их конфигурация и другие элементы сети с учетом требований оператора и распространения радиоволн в этой зоне. При планировании используются параметры, отражающие ресурсы радиоканала, такие как:
Запас помехозащищенности;
Запас на быстрые замирания (резерв на управление мощностью);
Выигрыш при мягком хэндовере;
Эффективная зона обслуживания UMTSопределяется по средней площади (участка) сайта на узел площадью в 1кв. км для заранее определенных стандартной среды распространения и поддерживаемой плотности трафика.
Оценивается спектральная эффективность UMTSпо числу одновременных вызовов при заданных битовых скоростях, либо, что более подходит к системам 3-го поколения, с помощью агрегированной полной пропускной способности на физическом уровне, поддерживаемой в каждой ячейке на несущую 5 МГц, которая измеряется в Кбит/с/ячейка/несущая. В системах 3-го поколения необходимо иметь более детализированное планирование помех и анализ пропускной способности, что достигается простой оптимизацией зоны обслуживания. Методика планирования должна помочь проектировщику оптимизировать конфигурации базовой станции, выбрать антенны и задать их направленность, определить даже места расположения участков для того, чтобы удовлетворить требования к качеству обслуживания, к пропускной способности и по обеспечению видов услуг при минимальных затратах.
В методике планирования закладываются данные об участках и секторах. Одним из источников информации, будут данные, полученные от операторов сети 2-го поколения или позднее 3-го поколения.
Оптимизация сети - процесс улучшения качества всей сети, воспринимаемый мобильными абонентами, и гарантии того, что ресурсы сети используются эффективно. В оптимизацию входят анализ сети и улучшения конфигурации. Статистические данные от основных рабочих индикаторов для действующей сети подаются в средство анализа состояния сети, а параметры управления радио ресурсами можно регулировать для улучшения качества работы.
Анализ качества сети производится для того, чтобы дать оператору представление о качестве и характеристиках работы сети. Для систем 3-го поколения с большим разнообразием услуг следует разработать новые определения качества обслуживания для анализа качества.
Использование существующих сайтов базовых станций имеет большое значение для ускорения развертывания UMTS, совместного использования сайтов и эффективного использования затрат на передачи в существующей системе 2-го поколения.
Весьма важным является оценка влияния помех от соседних каналов в WCDMA между двумя операторами на соседних частотах. Рассматриваются помехи от соседних каналов, потому что они влияют на все широкополосные системы, где невозможны большие защитные полосы.
3.2 Определение входных требований
При расчете необходимо учитывать:
зону покрытия, в процентном соотношении от площади города региона и т.д.;
разделение зоны: на макро- микро- и пикосоты;
модель распространения радиоволн учитывающая характер местности: город, пригород, промышленный район, район бизнес-центров, сельская местность и т.д.;
пропускную способность, а именно типы трафика и услуг, объемы потребляемого трафика в сутки и в ЧНН;
качество предоставляемых услуг (QoS - Quality of Service): вероятность блокировки, вероятность ошибки на бит переданной и принятой информации.
Зона покрытия для конкретной услуги зависит от требуемых для этой услуги скорости передачи данных и отношения сигнал/шум.
Ключевым этапом при оценке зоны покрытия является определение объема поддерживаемого трафика в ней. В качестве количественно показателя
и (4.1) ,
где
N - число пользователей в соте;
W - ширина спектра сигнала (скорость передачи чипов);
EbNo - отношение энергии сигнала на бит к спектральной мощности шума, которое отвечает заданному качеству услуги;
R - скорость передачи бит j-го абонента (зависит от вида услуги);
v - коэфициент активности j-го абонента;
v=0,67 - для речи(50% активность абонента и дополнительные затраты на режим прерывистой речи DTX);
v=1 - для передачи данных;
i - отношение уровня помех соседних ячеек к уровню помех в собственной ячейке на входе приемника i=0,4 - 0,9 в зависимости от условий i=0,55 для макросоты с ненаправленной антенной.
К (4.2) ,
где
aj- коэффициент ортогональности j-го канала (абонента) зависит от многолучевости в канале (средний коэффициент ортогональности равен: 0,6-для соединения с подвижным средством, 0,9 - для соединения с пешеходом);
ij- отношение мощности излучения БС соседних ячеек к мощности излучения БС собственной ячейки на входе приемника j-го абонента, в среднем i=0,55 - для макросоты с ненаправленной антенной;
Использование коэффициента нагрузки позволяет определить величину превышения шума внутрисистемными помехами, создаваемыми абонентами собственной и смежной ячеек, как –10Lg(1-n). Запас на помехи в ресурсе радиолинии должен быть равен максимальному превышению помех.
На этапе планирования радиосети необходимо учитывать параметры радиоканала RRM (Radio Resource Management):
Запас помехозащищенности. Чем выше загрузка системы, тем больший необходим запас помехозащищенности. Типичными значениями данного параметра являются 1 - 3дБ, которые в свою очередь соответствуют 20 - 50% загрузке.
Запас на быстрые замирания (резерв на управления мощностью излучения). Для обеспечения адекватного управления мощностью необходим резерв мощности передатчика абонентского оборудования.
Требуемое отношение сигнал шум. Данный параметр зависит от скорости передачи данных для конкретной услуги, профиля многолучевости в радиоканале.