Системы подвижной связи с кодовым разделением каналов

Проектирование сети сотовой связи стандарта CDMA. Вычисление среднего трафика по профилям обслуживания. Выбор нагрузки UL для баланса. Параметры антенно-фидерного тракта. Количество абонентов в соте (секторе). Проверка максимальной нагрузки для UL и DL.

Рубрика Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника
Вид контрольная работа
Язык русский
Дата добавления 22.10.2011
Размер файла 34,8 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Белорусский государственный университет

информатики и радиоэлектроник

Факультет Заочного вечернего и дистанционного обучения

Кафедра сетей и устройств телекоммуникаций

Контрольная работа

«Системы подвижной связи с кодовым разделением каналов»

Минск 2009г.

Вариант № 3

1. Исходные данные

Параметр

Обозначение

Значение

Общие данные:

Площадь территории покрытия сети

S, км2

17

Высота подъема антенны базовой станции

H RBS , м

30

Максимальная мощность мобильного терминала

PUE, Вт

0,35

Номинальная мощность базовой станции

PNOM,RBS, Вт

18

Максимальная нагрузка в UL

Qul, %

<70

Максимальная нагрузка в DL

DL, %

<76

Характер застройки территории

городская (urban)

Процент места расположения абонентов в зданиях

95%

Скорость перемещения абонентов

V,км/ч

3

Параметры антенно-фидерного тракта:

Потери в фидере

LF, дБ/100м

6,3

Потери в джампере и соединителе

LJC, дБ

1

Потери в антенном системном контроллере ASC

LASC, дБ

0,2

Потери в антенном джампере

LAJ, дБ

0,2

Коэффициент усиления антенны

GA, дБi

18,5

Параметры нагрузки:

Вероятность потерь вызова (норма потерь)

GoS, %

3

Количество вызовов в ЧНН для голосовой моды

KV

0,44

Средняя длительность разговора

ТV, мин.

3

Объем передаваемых данных в ЧНН

VPS , кбит

3600

Отношение (перекос) трафика в направлениях UL/DL

r

0,1

Данные о количестве абонентов сети

Количество абонентов сети

N (чел.)

50000

Количество абонентов, работающих в голосовой моде

NV (чел.)

50000

Количество абонентов сети работающих в моде передачи данных с коммутацией каналов

NCS (чел.)

0

Количество абонентов сети, работающих и в моде передачи пакетов

NPS (чел.)

7000

1. Расчетная часть

2.1 Вычисление среднего трафика по профилям обслуживания

Для голосовой моды используется соотношение:

YS = KV * (ТV /60)* (NV /N). (1)

После подстановки получаем значение удельной абонентской нагрузки:

YS = 0,44*(3/60)*(50000/50000)=0,022 Эрл

Для моды передачи пакетов VPS переводят в килобайты (кБ):

3600кбит/8 =450кБ

Далее объем передаваемых данных разбивают по направлениям UL и DL с учетом доли передающих пакеты абонентов в сети:

VPS,UL = r·VPS ·(NPS /N), (2)

VPS,DL = (1-r) ·VPS ·(NPS /N) (3)

После подстановки в (2) и (3), получаем:

VPS,UL =0,1·450·(7000/50000) = 45·0,14=6,3 кБ,

VPS,DL = 0,9·450·(7000/50000) = 405·0,14=56,7 кБ.

2.2 Выбор нагрузки UL для баланса

По рекомендациям ETSI и производителей аппаратуры WCDMA, нагрузка в проектируемых сетях не должна быть менее 20%, а с другой стороны не должна превышать 70% для UL и 76% для DL. Выберем в качестве значения для UL нагрузку 65 % (Q=0,65). Значения BI,UL для принятой нами нагрузки Q определим по формуле:

BI,UL= 10·log(1/(1-Q)) [дБ] (4)

BI,UL= 10·log(1/(1-0,65))= 4.559 [дБ].

2.3 Определение количества сайтов по емкости для UL (нагрузка 65%).

Для выбранной нагрузки Q количество трафик-каналов в секторной соте определяется выражением:

M=Q*MpolE (5)

где MpolE - придельное количество каналов в секторе, зависящее от моды и скорости передачи. Для 3-секторного сайта в городских условиях при передачи речи рекомендуется MpolE=70.

После подстановки в (5) получаем:

M=0,65·70=45 каналов

Для заданной нормы потерь GoS=3% из таблицы распределения Эрланга находим суммарную нагрузку сектора (соты) Y=37,155 Эрл, которую могут обслужить M=45 каналов. Количество абонентов в соте будет равно отношению Y к YS , с округлением в меньшую сторону:

NCELL= Y/ YS = 37,155/ 0,022 ? 1688 абонента (6)

Количество абонентов в трехсекторном сайте будет равно:

NSITE= 3* NCELL =3·1688 = 5064 абонента (7)

Всего в сети для обслуживания нагрузки от 50000 абонентов потребуется сайтов (с округлением до меньшего целого):

MSITE = N / NSITE = 50000/ 5064 = 9,873 ? 9 сайтов (8)

2.4 Определение количества сайтов по покрытию для UL (нагрузка 65%)

На данном шаге производится вычисление бюджета потерь для речевой моды и моды передачи пакетов в направлении UL с целью найти радиус R сайта, при котором связь возможна. Зная радиус, можно найти количество сайтов MSITE , суммарная площадь которых будет не меньше заданной площади телефонизации S=15 км2. Результаты вычислений сведены в таблицу 1.

В таблице 1 для оценки затухания сигнала L при распространении на расстояние R используется модель Окамура-Хата для городской застройки следующего вида:

L =A + Blog(R) = 134,69 + 35,22log(R). (9)

Таблица 1

Параметр

Речевая мода

Коммутация пакетов

Расчетное соотношение

Мощность мобильной станции, P*UE, Вт

0,35

0,35

Мощность мобильной станции, PUE, дБ

26

26

PUE = a =10 lg P*UE +30

SUL, дБ

-124,5

-124,5

b

Уровень интерференции BI,UL, дБ

4,559

4,559

c

BL,NF, дБ

7,5

7,5

d

BPC, дБ

0,7

0,7

e

LBL, дБ.

3

0

f

LBPL, дБ.

18

18

g

LAJ, дБ.

0,2

0,2

h

Коэффициент усиления антенны, GA, дБi.

18,5

18,5

i

LMAX, дБ

135,041

138,041

LMAX=a-b-c-d-e-f-g-h+i

Меньшее из LMAX, дБ

135,041

Радиус сайта (соты), R, км.

1,023

R=10(Lmax -A)/B , где A=134,69, B=35,22

Площадь сайта, SSITE, км2

2,041

SSITE = 1,95 · R2

Требуемое количество сайтов, MSITE .

9

MSITE = S / SSITE (округлять в большую сторону)

2.5 Проверка баланса емкость/покрытие для UL

Полученное в пункте 2.4 количество сайтов 9 совпадает с количеством сайтов 9, найденном в пункте 2.3 . Таким образом, при 65 % нагрузке достигается баланс, а количество необходимых сайтов как по емкости, так и по покрытию составит 9 штук.

2.6 Проверка не превышения максимальной нагрузки для UL и DL.

Максимальная нагрузка QMAX для сектора в направлении UL определяется выражением

QMAX = NCELL[(YS /MpolE) +

(VPS,UL·1024·8·PF)/(3600·64·103·MpolE,PS)], (10)

где NCELL - количество абонентов в секторе, пересчитанное с учетом найденного количества сайтов; YS =0,22 Эрл; MpolE=70; VPS,UL=6,75кБ; PF=1,4 - рекомендованное значение пик-фактора для передачи с коммутацией пакетов; MpolE,PS = 16 - рекомендованное придельное число каналов с коммутацией пакетов на сектор.

Максимальная нагрузка QMAX для сектора в направлении DL так же вычисляется по выражению (10). Однако для этого направления принимают другие значения следующих параметров:

MpolE=60; MpolE,PS =8,9.

Кроме того, вместо VPS,UL в (10) подставляется VPS,DL = 60,75 кБ.

Найденные выше MSITE = 9 трехсекторных сайта имеют в каждой соте (секторе) следующее количество абонентов

NCELL = N / (MSITE·3) = 50000/(9·3) = 1852 (11)

Подстановка в (10) для UL дает результат:

QMAX = 1852·[(0,022 /70) + ( 6,75·1024·8·1,4)/(3600·64·103·16)]=0,618.

Таким образом, полученная максимальная нагрузка 62% для UL не превышает нагрузку баланса 75%, найденную на шаге 2.5 .

Вычисление QMAX для направления DL дает результат:

QMAX = 1852·[(0,022/60) + ( 60,75·1024·8·1,4)/(3600·64·103·8,9)]=1,266.

Видно, что полученная нагрузка в 126.6 % превышает придел в 76% для данного направления.

Для выполнения условия по не превышению максимальных нагрузок необходимо увеличить количество сайтов на один, т.е. положить MSITE = 9+1=10 и для этого количества повторить вычисления по (10-11). Если условие не будет достигнуто, MSITE увеличивают еще на один сайт и т.д.

В данном примере итерации заканчиваются при MSITE= 15. При таком количестве сайтов для направления UL QMAX =37,1 % , что меньше 65 %, и для направления DL QMAX =75,9 % , что меньше 76 %

2.7 Выполнение проверки покрытия для DL

На данном шаге выполняется проверка трех рекомендованных соотношений для мощностей сигналов (в Вт), излучаемых базовой станцией в направлении DL, а именно:

PCPICH ? 0,1 P *NOM (12)

PTOT ? 0,75 P *NOM (13)

PDCH ? 0,3 P *NOM , (14)

где PNOM - номинальная мощность базовой станции в так называемой «системной контрольной точке», в качестве которой принят выход ASC;

PCPICH - мощность общего пилотного канала в контрольной точке;

PTOT - полная мощность в контрольной точке;

PDCH - мощность выделенного канала в контрольной точке.

Значение PNOM (дБ) пересчитывается из имеющегося в исходных данных значения мощности на выходе базовой станции PNOM,RBS (Вт) по следующему выражению:

PNOM =(10log(PNOM,RBS )+30) - LJC - LF/ - LASC (дБ) (15)

Затухание фидера при высоте мачты базовой станции HRBS пересчитывается по формуле:

LF/ = LF·(H RBS/100) = 6,3·30 = 1,89 дБ (16)

Из (15) и (16) после подстановки поучаем:

PNOM = 10log(18) +30 -1- 1,89 - 0,2= 39,463дБ

или в ваттах:

P *NOM =10(Pnom -30)/10 = 8,836 Вт

По найденному в пункте 2.6 количеству сайтов MSITE= 15 и заданной площади сети S, определяется радиус сайта (размер соты):

R= sqrt(S/(1,95· MSITE)) = sqrt(17/(1,95·15)) = 0,762 км (17)

По (11) определяется количество абонентов в соте (секторе):

NCELL = N / (MSITE·3) = 50000/(15·3) = 1111.

По (10) определяется QMAX для направления DL:

QMAX = 1111·[(0,022/60) + (60,75·1024·8·1,4)/(3600·64·103·8,9)]=0,759.

Для проверки условия (12) необходимо выполнить вычисления, сведенные в таблицу 2. В таблице присутствует особых коэффициентов:

BLNF - логнормальные замирания и учет мягкого хэндовера;

BPC -- порог регулирования мощности;

LBL- потери в теле человека; LCPL - потери для абонента в автомобиле;

LBPL- потери стен зданий.

Таблица 2

Параметр

Значение

Расчетное соотношение

Интенсивность теплового шума Nt, дБм/Гц

-174

a

Шум приемника мобильной станции Nf, дБ

7

b

Чиповая скорость RCHIP , чип/с

3,84·106

c

Отношение сигнал/шум для чипа EC /N0, дБ

-16

d

Чувствительность мобильной станции SUL, дБ

-117,157

e = a+b+10log(c) +d

Радиус сайта (соты) R, км.

0,762

f

Затухание распространения LPATH, дБ

130,532

g =134,69 + 35,22log(f).

BLNF, дБ

8,4

h

BPC, дБ

0

i

LBL, дБ.

3

j

LCPL, дБ.

0

k

LBPL, дБ.

18

l

LJ, дБ.

0,2

m

Коэффициент усиления антенны, GA, дБi.

18,5

n

Полное затухание пилот-сигнала LSA, дБ

141,632

o =g+h+i+j+k+l+m-n

Линеаризированное LSA

1,456·1014

p =10 (o /10)

Граница интерференции BI,UL, дБ

4,429

q=10log[1+(4,05·1013)(6,375/p)]

PCPICH , дБм

28,905

r =e+o+q

PCPICH , Вт

0,777

s =10 (r -30)/10

Как видно из таблицы, полученное значение PCPICH (в Вт) удовлетворяет условию (12):

0,777 Вт ? 0,1·8,836 Вт = 0,88 Вт

Для проверки условия (13) необходимо выполнить вычисления, сведенные в таблицу 3. Следует обратить внимание на несколько иные значения параметров затуханий, используемые в данной таблице.

Таблица 3

Параметр

Значение

Расчетное соотношение

PCPICH , Вт

0,777

a

PCCH , Вт

1,943

b=2,5·a

Затухание распространения LPATH, дБ

130,532

c (из табл. 2)

BL,NF, дБ

7

d

BPC, дБ

0,7

e

LBL, дБ.

3

f

LCPL, дБ.

0

g

LBPL, дБ.

18

h

LJ, дБ.

0,2

i

Коэффициент усиления антенны, GA, дБi.

18,5

j

Полное затухание LSA, дБ

140,932

k =c+d+e+f+g+h+i-j

Линеаризированное LSA

1,239·1014

l=10 (k /10)

H

1,11363·10-14

m

QMAX

0,759

n

PTOT , Вт

13,789

o = (b+m·l)/(1-n)

Найденное значение PTOT (в Вт) не удовлетворяет условию (13), т.к.

13,789 Вт > 0,75·8,836 Вт=6,63 Вт

В соответствии с итерационным алгоритмом необходимо увеличить количество сайтов на 1, а затем повторить все вычисления с пункта 2.7, начиная с вычисления нового радиуса сайта по (17). Если условия (12-13) не будут достигнуты, добавляется еще один сайт и т.д. В данном примере выполнение (12-13) достигается при количестве сайтов MSITE= 22.

Рассмотрим это более подробно.

Для количества сайтов MSITE = 22 и заданной площади сети S, определяется радиус сайта (размер соты):

R= sqrt(S/(1,95· MSITE)) = sqrt(17/(1,95·22)) = 0,629 км

По (11) определяется количество абонентов в соте (секторе):

NCELL = N / (MSITE·3) = 50000/(22·3) = 757,576.

По (10) определяется QMAX для направления DL:

QMAX = 757,576·[(0,022/60) +

(60,75·1024·8·1,4)/(3600·64·103·8,9)]=0,535.

Для проверки условия (12) необходимо выполнить вычисления, сведенные в таблицу 2.1

Таблица 2.1

Параметр

Значение

Расчетное соотношение

Интенсивность теплового шума Nt, дБм/Гц

-174

a

Шум приемника мобильной станции Nf, дБ

7

b

Чиповая скорость RCHIP , чип/с

3,84·106

c

Отношение сигнал/шум для чипа EC /N0, дБ

-16

d

Чувствительность мобильной станции SUL, дБ

-117,157

e = a+b+10logI +d

Радиус сайта (соты) R, км.

0,629

f

Затухание распространения LPATH, дБ

127,598

g =134,69 + 35,22log(f).

BLNF, дБ

8,4

h

BPC, дБ

0

i

LBL, дБ.

3

j

LCPL, дБ.

0

k

LBPL, дБ.

18

l

LJ, дБ.

0,2

m

Коэффициент усиления антенны, GA, дБi.

18,5

n

Полное затухание пилот-сигнала LSA, дБ

138,698

o =g+h+i+j+k+l+m-n

Линеаризированное LSA

7,4105·1013

p =10 (o /10)

Граница интерференции BI,UL, дБ

6,517

q=10log[1+(4,05·1013)(6,375/p)]

PCPICH , дБм

28,059

r =e+o+q

PCPICH , Вт

0,639

s =10 (r -30)/10

Как видно из таблицы, полученное значение PCPICH (в Вт) удовлетворяет условию (12):

0,639 Вт ? 0,1·8,836 Вт = 0,88 Вт

Для проверки условия (13) необходимо выполнить вычисления, сведенные в таблицу 3.1 . Следует обратить внимание на несколько иные значения параметров затуханий, используемые в данной таблице.

сеть сотовый связь трафик

Таблица 3.1

Параметр

Значение

Расчетное соотношение

PCPICH , Вт

0,639

a

PCCH , Вт

1,598

b=2,5·a

Затухание распространения LPATH, дБ

127,958

c (из табл. 2)

BL,NF, дБ

7

d

BPC, дБ

0,7

e

LBL, дБ.

3

f

LCPL, дБ.

0

g

LBPL, дБ.

18

h

LJ, дБ.

0,2

i

Коэффициент усиления антенны, GA, дБi.

18,5

j

Полное затухание LSA, дБ

137,998

k =c+d+e+f+g+h+i-j

Линеаризированное LSA

6,307·1013

l=10 (k /10)

H

1,11363·10-14

m

QMAX

0,561

n

PTOT , Вт

5,234

o = (b+m·l)/(1-n)

Найденное значение PTOT (в Вт) удовлетворяет условию (13), т.к.

5,234 Вт < 0,75·8,836 Вт=6,63 Вт.

Далее переходим к проверке условия (14). Вычисления для проверки этого условия (при передаче речи) аналогичны расчетам из табл. 2, но отличаются иными значениями ряда констант. Вычисления (при MSITE= 22) сведены в таблицу 4.

Следует отметить, что в таблице 4 следует применить значение PTOT, которое будет получено при последнем применении таблицы 3.1 .

Таблица 4

Параметр

Значение

Расчетное соотношение

Интенсивность теплового шума Nt, дБм/Гц

-174

a

Шум приемника мобильной станции Nf, дБ

7

b

Битовая скорость передачи речи RINFOP , бит/с

156000

c

Отношение сигнал/шум для бита Eb /N0, дБ

7,2

d

Чувствительность мобильной станции SUL, дБ

-107,87

e = a+b+10logI +d

Радиус сайта (соты) R, км.

0,629

f

Затухание распространения LPATH, дБ

127,598

g =134,69 + 35,22log(f).

BL,NF, дБ

7

h

BPC, дБ

0,7

i

LBL, дБ.

3

j

LCPL, дБ.

0

k

LBPL, дБ.

18

l

LJ, дБ.

0,2

m

Коэффициент усиления антенны, GA, дБi.

18,5

n

Полное затухание DCH канала LSA, дБ

137,998

o =g+h+i+j+k+l+m-n

Линеаризированное LSA

6,31*1013

p =10 (o /10)

Граница интерференции BI,UL, дБ

3,881

q=10log[1+(1,74*1013)(PTOT /p)], где PTOT= 5,234 Вт

PDCH , дБм

34,009

r =e+o+q

PDCH , Вт

2,517

s =10 (r -30)/10

Как видно, найденное значение PDCH (в Вт) удовлетворяет условию (14): 2,517 Вт < 0,3·8,836 Вт = 2,650 Вт.

Таким образом, в данном примере расчета окончательно можно принять структуру сети WCDMA из 22 трехсекторных сайтов на площади в 15 км2 .

Литература

1. Аксёнов Вячеслав Анатольевич. Проектирование сети сотовой связи стандарта CDMA.

2. Веселовский, К. Системы подвижной радиосвязи / К. Веселовский; Пер. с польск. И. Д. Рудинского; под ред. А. И. Ледовского. - М.: Горячая линия -Телеком, 2006. -536с.:ил.

3. Бабков, В. Ю. Сети мобильной связи. Частотно-территориальное планирование / В. Ю. Бабков, М. А. Вознюк, П. А. Михайлов. - СПб.: СПбГУТ, 2000. - 196 с.:ил.

4. Карташевский, В. Г. Сети подвижной связи./ В. Г. Карташевский, С. Н. Семенов, Т. В. Фирстова. - М.: Эко-Трендз, 2001. 300с.:ил.

5. Частотно-территориальное планирование сотовых сетей связи стандарта GSM: метод. указ. для практ. занятий по курсу «Системы подвижной радиосвязи» для студ. спец. 45 01 03 «Сети телекоммуникаций» днев. и заоч. форм обуч./ В. А. Аксёнов, Э. А. Чуйко. Минск: БГУИР, 2004.17с.

Размещено на Allbest.ru


Подобные документы

  • Разработка схемы построения ГТС на основе коммутации каналов. Учет нагрузки от абонентов сотовой подвижной связи. Расчет числа соединительных линий на межстанционной сети связи. Проектирование распределенного транзитного коммутатора пакетной сети.

    курсовая работа [2,4 M], добавлен 08.01.2016

  • Определение параметров сотовой сети для данного города и мощности передатчика базовой станции. Выявление количества частотных каналов, которое используется для обслуживания абонентов в одном секторе одной соты. Расчет допустимой телефонной нагрузки.

    курсовая работа [109,9 K], добавлен 04.04.2014

  • Выбор частотных каналов. Расчет числа сот в сети и максимального удаления в соте абонентской станции от базовой станции. Расчет потерь на трассе прохождения сигнала и определение мощности передатчиков. Расчет надежности проектируемой сети сотовой связи.

    курсовая работа [421,0 K], добавлен 20.01.2016

  • Современные стандарты сотовых сетей связи. Проектирование сотовой сети связи стандарта DCS-1800 оператора "Астелит". Оценка электромагнитной совместимости сотовой сети связи, порядок экономического обоснования эффективности разработки данного проекта.

    дипломная работа [1,1 M], добавлен 10.06.2010

  • Принципы построения систем сотовой связи, структура многосотовой системы. Элементы сети подвижной связи и блок-схема базовой станции. Принцип работы центра коммутации. Классификация интерфейсов в системах стандарта GSM. Методы множественного доступа.

    реферат [182,3 K], добавлен 16.10.2011

  • Структура сотовой сети связи. Расчет числа радиоканалов, допустимой телефонной нагрузки, числа абонентов, количества базовых станций, радиуса зоны обслуживания станции, величины защитного расстояния, модели распространения радиоволн, мощности передатчика.

    курсовая работа [4,4 M], добавлен 22.06.2012

  • Расчёт участка сети сотовой связи стандарта GSM–900 некоторыми методами: прогноза зон покрытия на основе статистической модели напряжённостей поля; на основе детерминированной и аналитической моделей. Определение абонентской ёмкости сети сотовой связи.

    курсовая работа [1,1 M], добавлен 13.12.2010

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.