II. Расчет нисходящей радиолинии

1. Минимально допустимая мощность сигнала на входе приемника МС определяется аналогичным выражением (как и для БС):

P_прмс(дБмВт)= P_ш(дБмВт)+ (E_b/N₀)_треб(дБ) – G_обр(дБ).

Приемник мобильной станции более простой, чем приемник БС, в нем используются более простые компоненты, следовательно, его коэффициент шума выше. Стандартом коэффициент шума приемника МС должен иметь значение <9 дБ. Для расчета примем Kш=8 дБ.

Мощность собственных шумов приемника МС:

P_ш = N+Kш=108,2+8=-100,2 дБмВт.

Минимально допустимая мощность сигнала на входе приемника МС с учетом запаса на внутрисистемные помехи и выигрыш от мягкого хэндовера равна:

P_прмс=P_ш + (E_b/N₀)_треб – G_обр – L_п – G_хо =-100,2+4,8–10+3-2=-104,4 дБмВт,

где (E_b/N₀)_треб -минимально допустимое значение E_b/N₀ на входе приемника для заданном типе сервиса и скорости абонента;

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

R_чип -чиповая скорость стандарта UMTS, 3,84∙10⁶ чип/c;

R_польз- скорость передачи данных пользователя выбрать из табл. 1.1 в соответствии с исходными данными ;

L_п – запас на внутрисистемные помехи. Принять, что сота в нисходящей линии загружена также как и в восходящий. L_п =3 дБ;

G_хо – выигрыш за счет мягкого хендовера принять также 2 дБ.

2.Требуемая мощность принимаемого сигнала определяется выражением:

P_пр=P_прмс + L_тело –G_мс + L_ff =104,4+0-0+3=-101.4 дБмВт,

где L_тело – потери на затухание в теле абонента определены типом услуг.

G_мс – коэффициент усиления антенны мобильной станции, дБ.

L_ff –запас на быстрые замирания, дБ.

3. Эффективно излучаемая мощность бс:

P_избс=P_бс+G_бс – L_фидер=40+18–3=55 дБмВт,

где P_бс – мощность передатчика базовой станции на кодовый канал.

Для заданного типа сервиса величину максимальной мощности передатчика на кодовый канал взять из табл. 1.5;

G_бс – коэффициент усиления антенны базовой станции;

L_фидер – потери обусловленные затуханием в фидере.

4. Допустимые потери на трассе:

L_max = P_избс- P_пр=55+101.4 =156.4 дБ.

В данном расчете не учитывались затенения сигнала препятствиями (здания, деревья и.т.д.), затухания вносимые стенами зданий для абонентов находящихся внутри помещений. Величина этого запаса влияет на величину вероятности обслуживания в соте.

Рассматриваемый участок сети находящейся в застройке, более того в рассматриваемом районе имеются жилые дома, внутри которых также требуется обеспечить покрытие.

Характерные значения величины среднеквадратического отклонения и степени потерь представлены в таблице 1.3:

Таблица 1.3. Значения величины среднеквадратического отклонения и степени потерь для различных типов местности

Тип местности	N	δoutdoor	δindoor
Сельская местность	3,2	8	-
Пригород	3,5	8	4
Город	3,5	7	5
Плотная городская застройка	4	7	6

Из таблицы, принять δ_outdoor дБ, δ_indoor дБ (среднеквадратические отклонение замираний в открытом пространстве и помещении соответственно, исходя из исходных данных).

На основе суммарного среднеквадратическое отклонения:

≈9 дБ.

и степени потерь модели распространения N, определить потери в здании:

L_зд, = δ + N

Таблица 1.4. Зависимость вероятности обслуживания в соте от значения запаса на медленные замирания

Lsf запас на медленные замирания	Вероятность обслуживания в соте
5	0.88
6	0.899
7	0.915
8	0.929
9	0.942
10	0.953

Таблица 1.5. Мощность передатчика БС (P_бс) на кодовый канал [параметры использующиеся в оборудовании Nokia]

Тип услуги	Телефония, 12,2 кбит/c	Видеотелефония, 64 кбит/c	Передача данных, 144 кбит/c	Передача данных, 384 кбит/c
Максимальная мощность передатчика на канал, дБмВт	34,2	37,2	40	40

Таким образом, исходя из требования к вероятности нахождения в зоне обслуживания, заданного исходными данными, величина допустимых потерь на трассе будет равна:

L=L_max-L_sf-L_зд,

где L_max- максимально допустимые потери на трассе,

L_зд- потери на проникновение в здание,

L_sf-значение запаса на медленные замирания.

Для передачи данных с установленной исходными данными скоростью получим значения допустимых потерь:

Восходящая линия L=L_max-L_sf-L_зд=145,5-10-15=120,5 дБ.

Нисходящая линия L=L_max-L_sf-L_зд=153,4-10-15=128,4 дБ.

Для расчета зоны обслуживания или радиуса соты, берется МЕНЬШЕЕ из значений допустимых потерь в восходящей или нисходящей линии.

Для расчета покрытия, определяют требуемый уровень пилотного сигнала (CPICH), определяющий потери на трассе, таким образом, по уровню CPICH можно судить о доступности того или иного сервиса. Обычно, уровень пилотного сигнала составляет 75% от суммарной мощности передатчика БС (P_{бс вых}). Выходная мощность БС берется из исходных данных для проектирования. Соответственно мощность пилотного сигнала равна:

P_CPICH = 0,75 P_{бс вых} = 33 дБмВт.

Мощность принимаемого пилотного сигнала для доступности услуги должна составлять:

P_прCPICH= P_избс- L_max+(P_CPICH- P_бс) (дБмВт),

где P_избс – эффективно излучаемая мощность БС на кодовой канал,

L_max – максимально допустимые потери на трассе,

P_бс- мощность передатчика БС на кодовый канал,

P_CPICH- мощность пилотного сигнала БС.

P_прCPICH=55-145.5+(33-40)= -97,5 дБмВт.

С учетом потерь на проникновение в здания и величины запаса на медленные замирания.

P_прCPICH= P_избс- L+(P_CPICH- P_бс)=-72,5 дБмВт,

где L-допустимые потери на трассе.

Результаты расчета свести в таблицу 1.6.

Таблица 1.6. Бюджет радиолиний ……….кбит/c

Скорость следования чипов, чип/c	3840000
Скорость передачи восходящей линии бит/c	384000
Скорость передачи нисходящей линии бит/c	384000
	Восходящая линия	Нисходящая линия
Приемная сторона	Базовая станция	Мобильная станция
Спектральная плотность шума, дБмВт/Гц	-174	-174
Коэффициент шума приемника, дБ	3	8
Спектральная плотность шума приемника, дБмВт/Гц	-171	-166
Мощность собственных шумов приемника, дБмВт	-105,2	-100,2
Требуемое отношение Eb/No, дБ	1,7	4,8
Выигрыш от мягкого хендовера(макроразнесение), дБ	2,0	2,0
Выигрыш от обработки, дБ	10,0	10,0
Запас на помехи, дБ	3,0	3,0
Требуемое отношение Eс/Io на входе приемника, дБ	-7,3	-4,2
Минимально допустимая мощность на входе приемника, дБмВт	-112,5	-104,4
Потери в фидере, дБ	3,0	0,0
Потери в теле, дБ	0,0	0,0
Коэффициент усиления антенны, дБ	18,0	0,0
Запас на быстрые замирания, дБ	3,0	3,0
Требуемая изотропная мощность, дБмВт	-124,5	-101,4
Передающая сторона	Мобильная станция	Базовая станция
Мощность передатчика, дБмВт	21	40
Потери в кабеле, дБ	0	3
Потери в теле, дБ	0	0
Коэффициент усиления антенны, дБ	0	18
Эффективно излучаемая мощность. дБмВт	21	55
Максимально допустимые потери на трассе, дБ	145,5	156,4
Потери на проникновение в здание, дБ	15	15
Запас на медленные замирания, дБ	10	10
Допустимые потери на трассе, дБ	120,5	128,4
Требуемое значение мощности пилотного сигнала(CPICH) принимаемого МС, дБмВт	-72,5

Аналогично выполнить расчет бюджета радиолиний для других услуг: телефония (12,2 кбит/c), видеотелефония (64 кбит/c), передача данных(144 кбит/c). При расчетах использовать данные из таблицы 1.1. Мощность передатчика БС на кодовый канал выбрать из таблицы 1.6.