Содержание:
Введение
Общие исходные и индивидуальные данные для курсового проекта
1 Расчёт восходящей радиолинии
2 Расчёт нисходящей радиолинии
3 Анализ ёмкости системы UMTS
Заключение
Список литературы
Введение
При выполнении данного курсового проекта ставились следующие задачи:
1) Провести расчёт допустимых потерь на трассе для восходящей и нисходящей линии.
2) Провести расчёт предельной ёмкости на соту для восходящей и нисходящей линии.
3) Провести расчёт зоны обслуживания (числа базовых станций).
Общие исходные данные для выполнения курсового проекта
Коэффициент усиления антенны БС (Gбс) |
18 дБ |
Коэффициент усиления антенны МС (Gмс) |
0 дБ |
Потери в фидере (Lфидер) |
2 дБ |
Выходная мощность БС (Pбс вых) |
43 дБмВт |
Минимальная мощность мобильной станции (Рмс) |
21 дБмВт |
Объем речевого трафика абонента: Tабголос |
0,02 Эрл |
Объем трафика видеовызова абонента: Tабвидео |
0,006 Эрл. |
Объем пакетного трафика к абоненту T144DLэрл |
0,008 Эрл |
Объем пакетного трафика от абонента T144ULэрл |
0,003 Эрл |
Объем пакетного трафика к абоненту T384DLэрл |
0,006 Эрл |
Объем пакетного трафика от абонента T384ULэрл |
0,001 Эрл |
Процент блокировок вызовов |
0,02 |
Относительная загрузка соты (планируемая) |
60%. |
Индивидуальные данные для курсового проекта
Последние две цифры номера зач. книжки |
Скорость перемеще-ния абонента |
Тип местности |
Тип соты |
Планируемое число пользовате-лей в соте |
Количество пользователей в сети |
Вероятность обслуживания в соте |
16, 66 |
Средняя |
Пригород |
Микро-сота с ненаправ-ленной антенной |
200 |
12700 |
0,9 |
1 Расчет восходящей радиолинии
1.1 Минимально допустимая мощность сигнала на входе приемника базовой станции (БС)
Pпрбс(дБмВт)=Pш(дБмВт)+(Eb/N0)треб(дБ)-Gобр(дБ), (1)
где (Eb/N0)треб – требуемое значение Eb/N0,
Gобр – выигрыш от обработки,
Pш – мощность собственных шумов приемника.
Pш=N+Kш, (2)
Kш – коэффициент шума приёмника данной БС,
N – мощность теплового шума в приёмнике.
Для анализа выбран тип оборудования БС Nokia Flexi WCDMA BTS. Коэффициент шума приемника данной базовой станции менее 3 дБ. Для расчета примемника Kш=3 дБ.
K – постоянная Больцмана (1,38*10-23 Дж/К),
T – температура проводника (293К),
B – полоса пропускания согласованного фильтра (3,84*106).
Gобр – выигрыш от обработки
Rчип – чиповая скорость стандарта UMTS,
,
Rпольз – скорость передачи данных пользователя, определена исходными данными (таблица 1.1).
Gx0 – величина выигрыша (2дБ).
Запас на внутрисистемные помехи (Ln)
η – относительная загрузка соты (50%).
Таблица 1.1. Значения Eb/N0 для различных типов услуг
Восходящая линия |
Eb/N0, дБ |
Eb/N0, дБ |
Eb/N0, дБ |
Eb/N0, дБ |
тип сервиса скорость |
Телефония |
64 кбит/c |
144 кбит/c |
384 кбит/c |
3 км/ч |
4,4 |
2 |
1,4 |
1,7 |
50 км/ч |
4,9 |
2,4 |
1,9 |
2,3 |
120 км/ч |
5,4 |
2,9 |
2,4 |
2,9 |
Нисходящая линия |
Eb/N0, дБ |
Eb/N0, дБ |
Eb/N0, дБ |
Eb/N0, дБ |
тип сервиса скорость |
Телефония |
64 кбит/c |
144 кбит/c |
384 кбит/c |
3 км/ч |
7,9 |
5 |
4,7 |
4,8 |
50 км/ч |
7,6 |
4,7 |
4,5 |
4,6 |
120 км/ч |
7,4 |
4,5 |
4.2 |
4,3 |
Таблица 1.2. Типичные значения величины запаса на быстрые замирания
Тип абонента, скорость перемещения |
Типичная величина запаса на быстрые замирания Lff |
Небольшая скорость (3 км/ч) |
3-5 дБ |
Средняя скорость (50 км/ч) |
1-2 дБ |
Высокая скорость (120 км/ч) |
0.1 дБ |
Телефония:
(из
таблицы 1.1)
(Eb/N0)треб=4,9 (из таблицы 1.1)
Видеотелефония:
(из
таблицы 1.1)
(Eb/N0)треб=2,4 (из таблицы 1.1)
Передача данных (144кбит/с):
(из
таблицы 1.1)
(Eb/N0)треб=1,9 (из таблицы 1.1)
Передача данных (384кбит/с):
(из
таблицы 1.1)
(Eb/N0)треб=2,3 (из таблицы 1.1)
1.2 Требуемая мощность принимаемого сигнала на входе приёмника базовой станции
Lфид – потери в фидере (2дБ – исходные данные),
Gбс – коэффициент усиления антенны БС (18дБ – исходные данные),
Lff - запас на быстрые замирания (4дБ – таблица 1.2).
Телефония:
Видеотелефония:
Передача данных (144кбит/с):
Передача данных (384кбит/с):
1.3 Эффективно излучаемая мощность мобильной станции (МС)
Рмс – мощность передатчика МС (21дБмВт – исходные данные),
Gмс – коэффициент усиления антенны МС (0дБмВт),
Lтело – потери на затухание в теле абонента (для голосовых типов услуг Lтело=3(дБ); для услуг передачи данных Lтело=0(дБ)).
Телефония:
Видеотелефония:
Передача данных (144кбит/с):
Передача данных (384кбит/с):
1.4 Минимально допустимые потери на трассе
Телефония:
Видеотелефония:
Передача данных (144кбит/с):
Передача данных (384кбит/с):
2 Расчёт нисходящей радиолинии
2.1 Минимально допустимая мощность сигнала на входе приёмника мобильной станции
Gобр- выигрыш от обработки,
Ln- запас на внутрисистемные помехи (3дБ),
Gx0- выигрыш за счёт мягкого хэндовера (2дБ),
Рш – мощность собственных шумов приёмника МС
N – мощность теплового шума,
Кш – коэффициент шума (8дБ).
Телефония:
Gобр=24,9(дБ)
(Eb/N0)треб=7,6 (из таблицы 1.1)
Видеотелефония:
Gобр=17,8дБ)
(Eb/N0)треб=4,7 (из таблицы 1.1)
Передача данных (144кбит/с):
Gобр=14,2(дБ)
(Eb/N0)треб=4,5 (из таблицы 1.1)
Передача данных (384кбит/с):
Gобр=10(дБ)
(Eb/N0)треб=4,6 (из таблицы 1.1)
2.2 Требуемая мощность принимаемого сигнала
Gмс – коэффициент усиления антенны МС(0дБ – исходные данные),
Lff - запас на быстрые замирания (4дБ – таблица 1.2),
Lтело – потери на затухание в теле абонента (для голосовых типов услуг Lтело=3(дБ); для услуг передачи данных Lтело=0(дБ)).
Телефония:
Видеотелефония:
Передача данных (144кбит/с):
Передача данных (384кбит/с):
2.3 Эффективно излучаемая мощность БС
Рбс – мощность передатчика БС на кодовый канал (таблица 1,5),
Gбс – коэффициент усиления антенны БС (18дБ – исходные данные),
Lфидер – потери, обусловленные затуханием в фидере (2дБ – исходные данные).
Таблица 1.3. Значения величины среднеквадратического отклонения и степени потерь для различных типов местности
Тип местности |
N |
δoutdoor |
δindoor |
Сельская местность |
3,2 |
8 |
- |
Пригород |
3,5 |
8 |
4 |
Город |
3,5 |
7 |
5 |
Плотная городская застройка |
4 |
7 |
6 |
Таблица 1.4. Зависимость вероятности обслуживания в соте от значения запаса на медленные замирания
Lsf запас на медленные замирания |
Вероятность обслуживания в соте |
5 |
0.88 |
6 |
0.899 |
7 |
0.915 |
8 |
0.929 |
9 |
0.942 |
10 |
0.953 |
Таблица 1.5. Мощность передатчика БС (Pбс) на кодовый канал [параметры использующиеся в оборудовании Nokia]
Тип услуги |
Телефония, 12,2 кбит/c |
Видеотелефония, 64 кбит/c |
Передача данных, 144 кбит/c |
Передача данных, 384 кбит/c |
Максимальная мощность передатчика на канал, дБмВт |
34,2 |
37,2 |
40 |
40 |
Телефония:
Видеотелефония:
Передача данных (144кбит/с):
Передача данных (384кбит/с):
2.4 Допустимые потери на трассе
Телефония:
Видеотелефония:
Передача данных (144кбит/с):
Передача данных (384кбит/с):
Суммарное среднеквадратическое отклонение:
-
среднеквадратическое отклонение
замираний в помещении (4 – таблица
1.3),
-
среднеквадратическое отклонение
замираний в открытом пространстве (8
– таблица 1.3).
Потери в здании:
N – степень модели распространения (3,5 - таблица 1.3).
Значение допустимых потерь:
Lff – значение запаса на медленные замирания (6дБ).
Восходящая линия:
Телефония:
Видеотелефония:
Передача данных (144кбит/с):
Передача данных (384кбит/с):
Нисходящая линия:
Телефония:
Видеотелефония:
Передача данных (144кбит/с):
Передача данных (384кбит/с):
Мощность пилотного сигнала:
-
исходные данные.
Мощность принимаемого пилотного сигнала с учётом потерь на проникновение в здания и величины запаса на медленные замирания:
Телефония:
Видеотелефония:
Передача данных (144кбит/с):
Передача данных (384кбит/с):
Таблица 1.6. Бюджет радиолиний ……….кбит/c
Скорость следования чипов, чип/c |
3840000 |
|
Скорость передачи восходящей линии бит/c |
384000 |
|
Скорость передачи нисходящей линии бит/c |
384000 |
|
|
Восходящая линия |
Нисходящая линия |
Приемная сторона |
Базовая станция |
Мобильная станция |
Спектральная плотность шума, дБмВт/Гц |
-174 |
-174 |
Коэффициент шума приемника, дБ |
3 |
8 |
Спектральная плотность шума приемника, дБмВт/Гц |
-171 |
-166 |
Мощность собственных шумов приемника, дБмВт |
-105,2 |
-100,2 |
Требуемое отношение Eb/No, дБ |
1,7 |
4,8 |
Выигрыш от мягкого хендовера(макроразнесение), дБ |
2,0 |
2,0 |
Выигрыш от обработки, дБ |
10,0 |
10,0 |
Запас на помехи, дБ |
3,0 |
3,0 |
Требуемое отношение Eс/Io на входе приемника, дБ |
-7,3 |
-4,2 |
Минимально допустимая мощность на входе приемника, дБмВт |
-112,5 |
-104,4 |
Потери в фидере, дБ |
3,0 |
0,0 |
Потери в теле, дБ |
0,0 |
0,0 |
Коэффициент усиления антенны, дБ |
18,0 |
0,0 |
Запас на быстрые замирания, дБ |
3,0 |
3,0 |
Требуемая изотропная мощность, дБмВт |
-124,5 |
-101,4 |
|
|
|
Передающая сторона |
Мобильная станция |
Базовая станция |
Мощность передатчика, дБмВт |
21 |
40 |
Потери в кабеле, дБ |
0 |
3 |
Потери в теле, дБ |
0 |
0 |
Коэффициент усиления антенны, дБ |
0 |
18 |
Эффективно излучаемая мощность. дБмВт |
21 |
55 |
|
|
|
Максимально допустимые потери на трассе, дБ |
145,5 |
156,4 |
Потери на проникновение в здание, дБ |
15 |
15 |
Запас на медленные замирания, дБ |
10 |
10 |
Допустимые потери на трассе, дБ |
120,5 |
128,4 |
Требуемое значение мощности пилотного сигнала(CPICH) принимаемого МС, дБмВт |
-72,5 |
|
Таблица 1.6. Бюджет радиолиний ……….кбит/c
Скорость следования чипов, чип/c |
3840000 |
|
Скорость передачи восходящей линии бит/c |
384000 |
|
Скорость передачи нисходящей линии бит/c |
384000 |
|
|
Восходящая линия |
Нисходящая линия |
Приемная сторона |
Базовая станция |
Мобильная станция |
Спектральная плотность шума, дБмВт/Гц |
-174 |
-174 |
Коэффициент шума приемника, дБ |
3 |
8 |
Спектральная плотность шума приемника, дБмВт/Гц |
-171 |
-166 |
Мощность собственных шумов приемника, дБмВт |
-105,2 |
-100,2 |
Требуемое отношение Eb/No, дБ |
1,7 |
4,8 |
Выигрыш от мягкого хендовера(макроразнесение), дБ |
2,0 |
2,0 |
Выигрыш от обработки, дБ |
10,0 |
10,0 |
Запас на помехи, дБ |
3,0 |
3,0 |
Требуемое отношение Eс/Io на входе приемника, дБ |
-7,3 |
-4,2 |
Минимально допустимая мощность на входе приемника, дБмВт |
-112,5 |
-104,4 |
Потери в фидере, дБ |
3,0 |
0,0 |
Потери в теле, дБ |
0,0 |
0,0 |
Коэффициент усиления антенны, дБ |
18,0 |
0,0 |
Запас на быстрые замирания, дБ |
3,0 |
3,0 |
Требуемая изотропная мощность, дБмВт |
-124,5 |
-101,4 |
|
|
|
Передающая сторона |
Мобильная станция |
Базовая станция |
Мощность передатчика, дБмВт |
21 |
40 |
Потери в кабеле, дБ |
0 |
3 |
Потери в теле, дБ |
0 |
0 |
Коэффициент усиления антенны, дБ |
0 |
18 |
Эффективно излучаемая мощность. дБмВт |
21 |
55 |
|
|
|
Максимально допустимые потери на трассе, дБ |
145,5 |
156,4 |
Потери на проникновение в здание, дБ |
15 |
15 |
Запас на медленные замирания, дБ |
10 |
10 |
Допустимые потери на трассе, дБ |
120,5 |
128,4 |
Требуемое значение мощности пилотного сигнала(CPICH) принимаемого МС, дБмВт |
-72,5 |
|
Таблица 1.6. Бюджет радиолиний ……….кбит/c
Скорость следования чипов, чип/c |
3840000 |
|
Скорость передачи восходящей линии бит/c |
384000 |
|
Скорость передачи нисходящей линии бит/c |
384000 |
|
|
Восходящая линия |
Нисходящая линия |
Приемная сторона |
Базовая станция |
Мобильная станция |
Спектральная плотность шума, дБмВт/Гц |
-174 |
-174 |
Коэффициент шума приемника, дБ |
3 |
8 |
Спектральная плотность шума приемника, дБмВт/Гц |
-171 |
-166 |
Мощность собственных шумов приемника, дБмВт |
-105,2 |
-100,2 |
Требуемое отношение Eb/No, дБ |
1,7 |
4,8 |
Выигрыш от мягкого хендовера(макроразнесение), дБ |
2,0 |
2,0 |
Выигрыш от обработки, дБ |
10,0 |
10,0 |
Запас на помехи, дБ |
3,0 |
3,0 |
Требуемое отношение Eс/Io на входе приемника, дБ |
-7,3 |
-4,2 |
Минимально допустимая мощность на входе приемника, дБмВт |
-112,5 |
-104,4 |
Потери в фидере, дБ |
3,0 |
0,0 |
Потери в теле, дБ |
0,0 |
0,0 |
Коэффициент усиления антенны, дБ |
18,0 |
0,0 |
Запас на быстрые замирания, дБ |
3,0 |
3,0 |
Требуемая изотропная мощность, дБмВт |
-124,5 |
-101,4 |
|
|
|
Передающая сторона |
Мобильная станция |
Базовая станция |
Мощность передатчика, дБмВт |
21 |
40 |
Потери в кабеле, дБ |
0 |
3 |
Потери в теле, дБ |
0 |
0 |
Коэффициент усиления антенны, дБ |
0 |
18 |
Эффективно излучаемая мощность. дБмВт |
21 |
55 |
|
|
|
Максимально допустимые потери на трассе, дБ |
145,5 |
156,4 |
Потери на проникновение в здание, дБ |
15 |
15 |
Запас на медленные замирания, дБ |
10 |
10 |
Допустимые потери на трассе, дБ |
120,5 |
128,4 |
Требуемое значение мощности пилотного сигнала(CPICH) принимаемого МС, дБмВт |
-72,5 |
|
Таблица 1.6. Бюджет радиолиний ……….кбит/c
Скорость следования чипов, чип/c |
3840000 |
|
Скорость передачи восходящей линии бит/c |
384000 |
|
Скорость передачи нисходящей линии бит/c |
384000 |
|
|
Восходящая линия |
Нисходящая линия |
Приемная сторона |
Базовая станция |
Мобильная станция |
Спектральная плотность шума, дБмВт/Гц |
-174 |
-174 |
Коэффициент шума приемника, дБ |
3 |
8 |
Спектральная плотность шума приемника, дБмВт/Гц |
-171 |
-166 |
Мощность собственных шумов приемника, дБмВт |
-105,2 |
-100,2 |
Требуемое отношение Eb/No, дБ |
1,7 |
4,8 |
Выигрыш от мягкого хендовера(макроразнесение), дБ |
2,0 |
2,0 |
Выигрыш от обработки, дБ |
10,0 |
10,0 |
Запас на помехи, дБ |
3,0 |
3,0 |
Требуемое отношение Eс/Io на входе приемника, дБ |
-7,3 |
-4,2 |
Минимально допустимая мощность на входе приемника, дБмВт |
-112,5 |
-104,4 |
Потери в фидере, дБ |
3,0 |
0,0 |
Потери в теле, дБ |
0,0 |
0,0 |
Коэффициент усиления антенны, дБ |
18,0 |
0,0 |
Запас на быстрые замирания, дБ |
3,0 |
3,0 |
Требуемая изотропная мощность, дБмВт |
-124,5 |
-101,4 |
|
|
|
Передающая сторона |
Мобильная станция |
Базовая станция |
Мощность передатчика, дБмВт |
21 |
40 |
Потери в кабеле, дБ |
0 |
3 |
Потери в теле, дБ |
0 |
0 |
Коэффициент усиления антенны, дБ |
0 |
18 |
Эффективно излучаемая мощность. дБмВт |
21 |
55 |
|
|
|
Максимально допустимые потери на трассе, дБ |
145,5 |
156,4 |
Потери на проникновение в здание, дБ |
15 |
15 |
Запас на медленные замирания, дБ |
10 |
10 |
Допустимые потери на трассе, дБ |
120,5 |
128,4 |
Требуемое значение мощности пилотного сигнала(CPICH) принимаемого МС, дБмВт |
-72,5 |
|