4 Расчет основных параметров сотовой сети подвижной радиосвязи

Частотно-территориальное планирование, т.е. закрепление частотных каналов за отдельными зонами, является одной из наиболее сложных и трудоемких процедур при проектировании ССПС. Эта процедура разделяется на три самостоятельные задачи: выделение из заданного частотного диапазона групп интермодуляционно совместимых частот; оптимальное присвоение частотных каналов базовыми станциями; выбор места расположения БС и расчет напряженности поля с учетом рельефа местности на заданной территории.

Остановимся подробнее на решении первой задачи. Известно, что вследствие нелинейности амплитудной характеристики в приемниках возникают интермодуляционные помехи третьего порядка, которые также называют межканальными помехами. Эти помехи могут существенно снизить помехоустойчивость всей системы связи с подвижными объектами даже при большом защитном интервале D, т.е. при малом уровне помех на совпадающих частотах.

Помехи из-за перекрестной модуляции могут быть определены, если аппроксимировать нелинейную характеристику полиномом третьей степени вида

(t)=(t)-(t),

где

(t)=Аcosa(t)+Bcosß(t)+Ccos(t).

Избежать возникновения взаимной модуляции третьего порядка можно в том случае, если среди каналов радиосвязи, распределенных в произвольной зоне, не окажется группы с равными интервалами между несущими частотами.

Расчет сотовой сети включает в себя определение размерности кластера К; числа М секторов обслуживания в одной соте (М=1) при ; М=3 прии М=3 при, где- ширина ДН антенн БС по уровню половинной мощности); числабазовых станций, которые необходимо установить на территории города; радиуса одной соты R; мощности передатчика БС; высоты подвеса(высота антенны мобильной станции обычно принимается равной=1,5м).

Для расчета указанных величин имеется стандарт GSM -900. Из технического задания известны следующие параметры сети:

F = 3,3МГц – полоса частот, выделенная согласно плана распределения частот для передачи сигналов БС проектируемой сети в данном городе;

- полоса частот, занимаемая одним частотным каналом системы подвижной радиосвязи;

= 8 - число абонентов, которые одновременно могут использовать один частотный канал (для системы NMT =1, для GSM=8)

= 10700 - число абонентов, которое должна обслуживать сотовая сеть в данном городе;

- активность одного абонента в час наибольшей нагрузки (в эрлангах);

- допустимая вероятность блокировки вызова в сотовой сети;

необходимое защитное отношение для приемников МС;

- процент времени, в течение которого отношение сигнал/шум на входе приемника может быть меньше защитного отношения ;

площадь города, в котором планируется сотовая сеть;

- параметр, определяющий диапазон случайных флуктуаций уровня сигнала в точке приема (для сотовых систем );

- чувствительность приемника МС;

-коэффициент усиления БС;

Расчет начинается с определения общего числа частотных каналов , выделяемых для развертывания сотовой сети

=int(F/) (4.1)

где int(x) – целая часть от х.

=int(3,3/0,200)=int(16,5) = 16

Для определения необходимой размерности кластера К при заданных значениях ииспользуют соотношение.

р(К) = (4.2)

где р(К) – процент времени, в течение которого отношение сигнал/помеха на входе приемника МС будет находится ниже защитного отношения .

Р(К)=Q(0.0351)- удовлетворяет условию

Интеграл (4.2) представляет собой табулированную Q-функцию

Q(x)=

Нижний предел этого интеграла имеет следующий вид

(4.3)

=

где

=(4.4)

;

(4.5)

где

=17.45534

Коэффициенты в (4.4) представляют собой медианное значение затухания радиоволн на i-м направлении распространения помехи. Эти коэффициенты обратно пропорциональны четвертой степени расстояния до источника помехи.

Предполагается, что случайные флуктуации затухания распределены по логнормальному закону.

Значения l и в (4.4) зависят от того, какого типа антенны используются на БС – ненаправленные либо секторные. Здесь необходимо рассмотреть три случая:

1. Если и М=1, то l=6 и;==;==

2. Если и М=3, то l=2 и=;=

3. Если и М=6, то l=1 и=

Во всех случаях относительное расстояние повторного использования частотных каналов q=D/R=. При заданныхидля М=1;3;6 и нескольких значений К выполняются расчеты процента времени срыва связи. Значение К, для которого выполняется условие, может быть принято в качестве размерности кластера проектируемой сотовой сети.

Число частотных каналов, которое используется для обслуживания абонентов в одном секторе одной соты определяется по формуле

= int(/К М) (4.6)

где К=5 - размерность кластера

=int(16/5

Для определения допустимой телефонной нагрузки в одном секторе одной соты используется одно из следующих двух соотношений.

Т.к = 5, а это, следовательно, меньше чем

А= , при(4.7)

A==4,47193

A= ,при (4.8)

где

Зная величину допустимой телефонной нагрузки в одном секторе одной соты А, можно рассчитать число абонентов, обслуживаемых одной БС, при заданной активности одного абонента в час наибольшей нагрузки

(4.9)

Число БС в городской сотовой сети подвижной радиосвязи равно

(4.10)

Рассчитываем радиус одной соты в сети

==1.0555 (4.11)

Радиус одной соты в сети составляет 1,05