 |
Расчет бюджета потерь и зоны покрытия сетей GSM и LTE
|
|
|
|
Введение
Планирование радиосетей UMTS и LTE имеет некоторые отличия от аналогичного процесса для других технологий. Отличия обусловлены типом многостанционного доступа на базе OFDM, наличием двух типов дуплекса – частотного (FDD) и временного (TDD), а при планировании сетей с временным дуплексом приходится искать компромисс между радиопокрытием и емкостью сети.
Существуют два основных варианта планирования сетей: с целью формирования максимальной площади покрытия или с целью обеспечения требуемой емкости. Эти задачи порой противоречат друг другу. Например, в городских условиях при высокой плотности абонентов зоны обслуживания базовых станций (БС) по площади гораздо меньше максимально возможной, но оптимизированы по пропускной способности. В сельской местности зачастую ситуация – противоположная, плотность абонентов – невысокая, и базовые станции устанавливаются на максимальном удалении друг от друга так, чтобы закрыть каждой БС максимальную территорию. Но и в том и другом случае оценивают как радиопокрытие, так и емкость сети для того, чтобы выявить в проекте сети факторы, ограничивающие ее характеристики.
Как правило, планирование радиосети включает в себя несколько этапов. Как и в сетях второго поколения они могут быть разделены на 3 фазы: начальное планирование(расчет, постановка целей), детальное планирование радиосети и работы по оптимизации. В сотовых системах, в которых все каналы связи в воздушном интерфейсе работают на одной частоте(WCDMA), количество одновременно обслуживаемых пользователей влияет на уровень шумов в системе. Следовательно, планирование зоны обслуживания и емкости радиосети UMTS не могут быть отдельными этапами планирования, в отличие от планирования радиосети GSM, где эти два этапа могут четко разграничиваться. В системах третьего поколения важную роль начинают играть сервисы по передаче данных. Множество различных сервисов требуют обширного процесса планирования учитывающего особенности каждой из предоставляемых услуг. Такими особенностями являются, например, разные требования к качеству обслуживания(QoS) для каждого сервиса. В случае планирования UMTS для каждого конкретного вида услуги необходимо определение и соответственно выполнение требований к качеству обслуживания(QoS target). На практике данное означает, что самые строгие требования должны определять плотность расположения базовых станций.
|
|
|
Также есть и общие аспекты в планировании зон обслуживания радиосетей GSM и UMTS. В обеих системах как восходящая радиолиния(uplink) так и нисходящая радиолиния(downlink) должны быть проанализированы. При планировании сети GSM необходимо добиваться баланса, то есть допустимые потери на трассе вверх и вниз должны быть одинаковыми. В UMTS одна из радиолиний может быть нагружена сильнее чем другая, следовательно эта линия будет ограничивать емкость и зону обслуживания соты. Расчеты, связанные с распространением радиоволн, в основном одинаковы для всех технологий радиодоступа, с той лишь разницей, что используются разные модели распространения. Еще одна общая черта это необходимость оценки уровня помех. В случае WCDMA это необходимо для анализа чувствительности приемников и нагрузки, в TDMA это основа частотного планирования.
Предварительное планирование представляет собой первую приблизительную оценку требуемого числа сетевых элементов (конфигурация, количество базовых станций) и их соответствующую емкость. Данный этап включает в себя как планирование сети радиодоступа, так и базовой сети. В данном сборнике задач рассматриваются различные методы планирования радиосети и расчеты параметров сетей.
|
|
|
Расчет параметров сетей GSM, LTE, WCDMA
Расчет бюджета потерь и зоны покрытия сетей GSM и LTE
Тип передаваемых данных – VoIP, скорость передачи: 39,7 кбит/с
Ширина полосы Δf системы: 10 МГц
Высоты подъёма антенны абонентских станций 1.5 м, а базовых станций 30 и 50 м в городской и пригородной зоне соответственно
Производится оценка зоны покрытия сети по моделям распространения Okumura–Hata и COST 231 – Hata.
Для GSM 1800 и LTE 1800 (город)
; (1.1)
. (1.2)
Для GSM 1800 и LTE 1800 (пригород):
,
.
Для GSM 900 и LTE 900 (город):
; (1.3)
. (1.4)
Для GSM 900 и LTE 900 (пригород):
(1.5)
. (1.6)
Допустимые потери составляют 149,2 дБ (GSM) и 155,1 (LTE)
Задача 1.1
Для сети сотовой связи GSM определить радиус зоны покрытия в городе, если известны значения потерь L, дБ, высоты базовой станции НБС и абонетской станции НМС, м. Сделать вывод об устойчивости связи
Таблица 1.1 - Исходные данные
| Вариант | ||||||||||
| L, дБ | ||||||||||
| НБС, м | ||||||||||
| тип сети | GSM-1800 | GSM-900 | GSM-1800 | GSM-900 | GSM-1800 | GSM-900 | GSM-1800 | GSM-900 | GSM-1800 | GSM-900 |
Пример расчета
L = 149,2 дБ; НБС = 30 м; НМС = 1,5м; тип GSM-1800.
Задача 1.2
Для сети сотовой связи LTE 900 определить радиус зоны покрытия, если известны значения потерь L, дБ, высоты базовой станции НБС и абонетской станции НМС, м.
Таблица1.2 - Исходные данные
| Вариант | ||||||||||
| L, дБ | ||||||||||
| НБС, м | ||||||||||
| тип зоны покрытия | город | пригород | город | пригород | город | пригород | город | пригород | город | пригород |
Пример расчета
L = 155,1 дБ; НБС = 30 м; НМС = 1,5м; тип зоны покрытия – город
|
|
|
