-
Пропускная способность сети umts
Пропускная способность (Capacity, Throughput) представляет собой показатель, определяющий максимальное количество единиц информации, которое можно передать по каналу или системе в единицу времени с заданной степенью достоверности и качеством обслуживания. Причем пропускная способность канала – это фундаментальное теоретическое понятие, определяющее потенциальные возможности данного канала. Пропускная способность же системы является технической характеристикой, определяющей скорость передачи с учетом архитектуры самой системы и условий ее функционирования рис. 1.7.
Рис. 1.7. Эволюция пропускной способности в системах мобильной связи
Рассмотрим два основных аспекта, оказывающие влияние на пропускную способность в нисходящем канале.
1.4.1. Использование ортогональных кодов в нисходящем канале
Короткие коды в нисходящем канале в одном коде скремблирования являются ортогональными, но только в однолучевом канале. В многолучевом канале ортогональность частично теряется, и пользователи внутри соты мешают друг другу.
Критерием
пропускной способности сектора UMTS
является необходимая мощность передачи
на речевое соединение
в сравнении с полной мощностью базовой
станции
.
Например, значение – 20 дБ означает, что
это соединение забирает 10(-20дБ/10)
= 1%
от полной
мощности передачи базовой станции. Чем
меньше значение
,
тем лучше характеристика работы рис.
1.9. На горизонтальной
оси показана полная передаваемая
мощность этой базовой станции, поделенная
на принимаемые помехи от других сот,
включая и тепловой шум
.
Этот параметр называется также
геометрическим фактором G.
Высокое значение G
получается, когда подвижная станция
находится в непосредственной близости
от базовой станции, и низкое –на краю
соты.
В таблице 1.2 приведены характеристики качества радиоканала для различных скоростей движения абонентов в зависимости от положения в соте [2].
Таблица 1.2
|
|
Край соты G = small (0 дБ) |
Центр соты G = large (3 дБ) |
|
Пешеход |
Хуже (низкий уровень полезного сигнала) |
Лучше (помехи и сигнал испытывают одинаковые быстрые замирания ; c/n = const ) |
|
Автомобиль |
Лучше (зачет многолучевость) |
Хуже (снижается ортогональность кодов) |
Рис. 1.8. зависимость геометрического фактора G от положения абонента в соте
G = Pc/N0 [дБ]
Pt/PC [дБ]
Рис. 1.9. Влияние многолучевого распространения
Следует отметить, что многолучевость увеличивает зону обслуживания для восходящего канала, но многолучевость необязательно повышает пропускную способность нисходящего канала вследствие потери ортогональности.
Ортогональные коды делают нисходящий канал WCDMA более устойчивым к влиянию помех самой соты по сравнению с восходящим каналом, а помехи, создаваемые сотами друг другу, от соседних базовых станций оказывают большее влияние на пропускную способность нисходящего канала. Величина помех от соседних сот зависит от среды распространения и планирования сети. Более высокая нагрузка приводит к уменьшению зоны обслуживания [2].
В макросотах пропускная способность в восходящем канале выше, чем в нисходящем, тогда как в микросотах пропускные способности восходящего и нисходящего каналов полностью сбалансированы. Пропускная способность нисходящего канала больше зависит от среды распространения и многолучевого профиля, чем пропускная способность восходящего канала. Причина заключается в применении ортогональных кодов.
Количество ортогональных кодов в нисходящем канале ограничивается одним кодом скремблирования. Максимальное число ортогональных кодов определяется коэффициентом расширения спектра SF. Это кодовое ограничение будет оказывать влияние на пропускную способность в нисходящем канале, если среда распространения будет благоприятной, а аппаратные средства сети смогут поддерживать такую высокую пропускную способность.
Число ортогональных кодов не является жестким ограничением для пропускной способности в нисходящем канале. Если это число недостаточно велико, то в нисходящем канале может использоваться дополнительный код скремблирования, который создает второй комплект ортогональных коротких кодов.