III. Анализ емкости системы umts

В данном разделе провести расчет емкости соты UMTS. Для анализа взять исходные данные, определяющие абонентскую нагрузку сети.

Исходные данные для расчета:

• Количество пользователей: взять из таблицы исходных данных;

• Требуемый процент блокировок вызова : взять из таблицы исходных данных;

• Объемы речевого трафика, трафика видеовызова и пакетного трафика: взять из таблицы исходных данных;

1. Расчет предельной теоретической емкости соты для восходящей линии. В WCDMA все соты системы используют одну и ту же частоту, поэтому емкость данной системы ограничена помехами. Следовательно, допустимая емкость системы не должна приводить к росту внутрисистемных помех выше заданного уровня. Предельную емкость соты можно вывести из выражения для относительной загрузки соты. Относительная загрузка соты может быть вычислена из данного выражения (1.10):

где

K_N – количество пользователей;

W– скорость передачи чипов в WCDMA (3.84 Мчип/c);

– требуемое отношение E_b/N₀;

– скорость передачи данных пользователя;

– коэффициент занятия услуги;

i – отношение I_oth/I_own , где I_oth-принятая мощность от абонентов окружающих сот, I_own – принятая мощность от абонентов обслуживающей соты.

Принимая во внимание, что требование к отношению E_b/N₀, скорость передачи данных, одинаково для всех пользователей, можно вывести выражение определяющее предельное количество одновременно обслуживаемых абонентов (предельную емкость соты) для каждой из предоставляемых сетью услуг. Формула получена из выражения для относительной загрузки соты, принимая, что значение относительной загрузки равно 1.

Предельная емкость соты или количество одновременных соединений равно:

, (1.26)

где

G_обр- выигрыш от обработки.

Произвести расчет предельной емкости соты для предоставляемых типов услуг: голосовая телефония, видео-телефония, передача данных со скоростью 144 кбит/c, передача данных со скорость 384 кбит/c.

Выигрыш от обработки для данных скоростей передачи составляет:

или в дБ,

скорость следования чипов в WCDMA равна 3,84 Мчип/c.

R –скорость передачи пользователя.

Результаты расчетов привести в таблицу 1.11:

Таблица 1.11. Выигрыш от обработки G_обр для различных типов услуг.

Тип услуги, скорость передачи данных	Выигрыш от обработки, раз	Выигрыш от обработки, дБ
Телефония, 12,2 кбит/c	315	25
Видео-телефония, 64 кбит/c	60	18
Передача данных 144 кбит/c	27	14
Передача данных 384 кбит/c	10	10

i - отношение I_oth/I_own , где I_oth-принятая мощность от абонентов окружающих сот, I_own – принятая мощность от абонентов обслуживающей соты. Характеризует «изоляцию» соты. В таблице 1.12 представлены типичные значения величины i для различных типов сот.

Таблица 1.12. Значения величины i для различных типов сот.

Пико-сота внутри помещения	Микросота с ненаправленной антенной	Макросота с ненаправленной антенной	2-х секторная БС	3-х секторная БС	6-и секторная БС
0.1-0.2	0.25-0.55	0.45	0.55	0.65	0.85

Для хорошо изолированных сот (indoor, пикосоты), значение i очень мало и составляет около 0.1. Соответственно для макросот значение i увеличивается в связи с возможным перекрытием зон обслуживания. Также заметно влияние количества секторов в соте на увеличение i, это связано с тем что для многосекторных БС используются антенны с более узкой диаграммой направленности, а следовательно и с большим коэффициентом усиления, соответственно зона обслуживания такой БС возрастает. Из выражения (3.26) следует, что для увеличения емкости системы необходимо стремиться к лучшей изоляции сот (уменьшению значения i). Для этого применяется регулируемый угол наклона ДН антенн в вертикальной плоскости, правильный выбор азимутов для юстировки антенн и другие методы. В данном случае, рассматривается участок сети в соответствии с исходными данными на проектирование. Таким образом принять для расчета значение соответствующее типу местности.

коэффициент занятия услуги. Данный коэффициент описывает отношение времени передачи данных пользователя к общему времени занятия канала, в случае применения прерывистой передачи(DTX). Типичное значения величины данного коэффициента для телефонии составляет 50%, так как принимается, что половина разговора занимают паузы. Для расчетов значения данного коэффициента выбрать 67% с учетом запаса на передачу каналов сигнализации(DPCCH), который принят равным 17%. Для услуг предоставляющих передачу данных коэффициент занятия услуги принимается равным 100%, так как канал для передачи данных резервируется и используется абонентом только в период самой передачи.

Результат расчетов предельной емкости по формуле (1.26) в восходящей линии представить в таблице1.13.. При расчетах принять значения , i, E_b/N₀ (таблица 1.1) на основе исходных данных.

Таблица 1.13. Предельная емкость соты в восходящей линии.

Тип услуги, скорость передачи	Предельная емкость соты, количество одновременных соединений (пользователей)
Телефония, 12.2 кбит/c	104
Видеотелефония, 64 кбит/c	24
Передача данных, 144 кбит/c	12
Передача данных, 384 кбит/c	4