8. Расчёт зоны покрытия сети

1. Цели, задачи и этапы расчёта зоны покрытия сети

Зона покрытия для сети беспроводного доступа является едва ли не основной её характеристикой, определяющей возможность использования абонентами всех возможностей этой сети. Правильный расчёт покрытия позволяет оптимизировать затраты оператора на закупку и монтаж оборудования, а также на модернизацию и расширение уже имеющейся сети.

При этом учитывается ряд основных параметров: площадь покрытия с учётом особенностей рельефа, застройки и насаждений, планируемая абонентская нагрузка, параметры используемого для построения системы радиодоступа оборудования и качество связи. Многие из этих характеристик противоречивы, но все они важны, поэтому должны быть компромиссно учтены при расчёте.

В качестве результатов расчёты должны быть получены: количество базовых станций, география их местоположения и создаваемая ими собственно зона покрытия.

Расчёт зоны покрытия сети стандарта LTE подобен расчёту для сетей 2 или 3 поколения, однако должны быть учтены рабочие частоты стандарта.

На первом этапе происходит энергетическая оценка радиосети на основе характеристик выбранного оборудования, рассчитывается затухание сигнала при передаче.

После выбора подходящей для данного стандарта модели распространения сигнала определяется средний радиус соты одной базовой станции для восходящего и нисходящего каналов, после чего оценивается требуемое количество базовых станций для охвата всей территории.

Затем требуемое число базовых станций определяется, уже исходя из планируемой абонентской нагрузки на территории.

Получив 2 значения количества базовых станций, а также учитывая специфику территории, можно начать процесс их размещения на карте.

Затем проводится этап оптимизации зоны покрытия для каждой БС с учётом рельефа и места её расположения. При этом можно оптимизировать зону покрытия с помощью регулировки высоты расположения антенн, а также мощности передатчиков.

В результате получают электронную карту местности с расположенными на ней базовыми станциями и обозначенной зоной покрытия.

2. Исходные данные для расчёта зоны покрытия сети

Для расчёта учитывается специфика предполагаемой территории, её населённость, а также обозначаются параметры используемого оборудования.

1. Территория покрытия

Покрываемая территория содержит часть Нововятского района г. Кирова, имеет форму, похожую на треугольник, и включает в себя основную северо-западную часть Нововятска до ж/д переезда, мкр. Радужный на западе, с. Сошени на севере, а также коттеджные и садовые участки, расположенные между обозначенными населёнными пунктами (рис. 8.1). Площадь указанной территории составляет примерно 10 км².

Рельеф достаточно ровный, но имеет место возвышение, на котором располагается мкр. Радужный. Это будет учитываться при расчёте зоны действия БС, располагающихся там.

Застройка территории неравномерна. В зонах планируемого охвата средняя высота зданий – около 20 метров, дома расположены достаточно свободно.

Стоит отметить, что потенциальными абонентами являются жители обозначенных «спальных» районов – Радужного, Нововятска и жители частного сектора, поэтому при проектировании зоны покрытия будем это учитывать. Незаселённые территории, дороги, поля, садовые участки не будут специально охватываться зоной покрытия – в таких участках будет достаточно не 100% уверенного приёма от ближайших БС.

Рисунок 8.1 – Планируемая территория покрытия сети

Промышленные зоны – КССК в Радужном, Механический завод и Нововятский лыжный комбинат также не будут входить в потенциальные зоны уверенного приёма.

2. Абонентская база

Как уже отмечалось выше, охватываемый сетью район содержит в себе мкр. Радужный и часть Нововятска. Примерное постоянное население данной территории составляет около 30 тыс. человек. Суточное отклонение населения по оценкам – не более 25% в дневное время в сторону понижения (люди уезжают в Центр на работу или учёбу). С учётом данных факторов размер потенциальной абонентской базы принимается равным 15 тыс. человек.

3. Параметры оборудования

Для построения подсистемы радиодоступа сети LTE используется БС DBS3900 производства компании Huawei.

Технические характеристики DBS3900:

• уровень мощности на выходе передатчика БС: ;

• коэффициент усиления антенны БС: ;

• чувствительность приемника БС:

Использованы антенные системы в трехсекторной конфигурации.

Технические характеристики типового абонентского устройства (USB-модем Motorola USB-lte 7110):

• уровень мощности на выходе передатчика АУ: ;

• коэффициент усиления антенны АУ: ;

• чувствительность приемника АУ:

4. Параметры радиодоступа

Для проектирования системы выбран диапазон частот IMT Extension, утвержденный 3GPP для развертывания системы FDD-LTE:

• восходящий канал (uplink): 2500 – 2570 МГц;

• нисходящий канал (downlink): 2620 – 2690 МГц.

• ширина канала: 20 МГц на сектор антенны.

Каждая поднесущая модулируется посредством 64-позиционной квадратурной фазово-амплитудной модуляции (64-QAM).

1. Параметры качества:

• вероятность отказа в обслуживании – 2%;

• минимальная скорость – 5 Мбит/с.