2017-11-30
7819
МОДЕЛИ ХАТА
Эмпирическая модель Хата часто применяется при расчете зоны покрытия базовой станции, так как она рекомендована Международным Консультативным Комитетом по Радиосвязи (МККР) и довольно проста в применении. Эта модель позволяет вычислить потери на радиотрассе для конкретной местности и параметров базовой станции.
Средний уровень потерь на радиотрассе, следуя эмпирической модели Хата, определяется следующим образом:
(дБ).
Где
частота, (МГц);
высота базовой станции, (м);
расстояние между базовой станцией и абонентской станцией, (км);
высота абонентской станции, (м);
коэффициент, учитывающий высоту антенны абонентской станции (
для небольшого или среднего города, 
для большого города), 
коэффициент, учитывающий характер местности (
для сельской местности, 
для пригорода, 
для города), 
коэффициент, отражающий влияние плотности застройки, 
(%) – плотность застройки;
коэффициент, учитывающий сферичность Земли (вводится, если 0,2R0 < r ≤ 0,8R0, где R0 – расстояние прямой видимости).
|
|
|
Пример расчета:
Необходимо рассчитать зону покрытия БС стандарта GSM-900 в большом городе с плотностью застройки 35%, исходя из требования обеспечения надлежащего качества сигнала.
МГц;
м;
м.
Решение
для города ().
Средний уровень потерь на радиотрассе:
(дБ);
(дБ).
Теперь, исходя из выходной мощности передатчика P (дБ), запаса по замираниям S( дБ) и требуемого уровня сигнала на входе приемника Q (дБ), запишем уравнение для нахождения R – максимального расстояния от БС, на котором достигается требуемое качество связи:
Задавая соответствующие параметры P (дБ), S (дБ), Q (дБ), можно вычислить расстояние уверенной связи R; на основании этих данных строится зона покрытия БС с точки зрения качества сигнала (без учета нагрузки на соту и возможностей БС по пропускной способности).
На рисунке ниже показан характерный вид функции уровня сигнала в зависимости от расстояния между БС и абонентом. Пересечение этой функции с прямой Q дает значение максимального значения радиуса зоны обслуживания, при котором еще предоставляются услуги требуемого качество. Для стандарта GSM R ~3-10 км (в отдельных случаях до 30 км).
В таком случае, для покрытия сотовой связью крупного города достаточным оказалось бы один-два десятка БС. На самом же деле их гораздо больше. Дело в том, что при планировании сотовой сети необходимо планировать абонентскую нагрузку на каждую соту отдельно. Нетрудно понять, что сота с радиусом действия в 10 км в крупном городе "охватит" так много абонентов (а соответственно и трафика), что справиться с нагрузкой не сможет. Фактически дозвониться при этом будет невозможно.
|
|
|
Поэтому приходится сужать зону покрытия и увеличивать количество БС, исходя из прогнозов абонентской нагрузки на соту.
ТЕМА 5. ЧАСТОТНО-ТЕРРИТОРИАЛЬНОЕ ПЛАНИРОВАНИЕ СЕТИ GSM.
Задание. Выполнить территориально-частотное планирование подсистемы базовых станций сети GSM-900 на заданной территории. Территория представляет собой городскую застройку, разделенную на две зоны: центральную и периферийную. Для каждой зоны задан радиус R, количество абонентов N в ЧНН, нагрузка от одного абонента Y в ЧНН. При расчете необходимо учитывать следующие ограничения:
• на реализацию системы выделено 27 частотных каналов,
• вероятность блокировки вызова составляет 5%,
• в кластер объединяются 3-4 соты,
• каждая сота разделена на 3 сектора,
• радиус соты в городской застройке 0.4 – 6 км,
• эффективность использования частотного канала должна составлять 70-100%.
Необходимо рассчитать количество сот в системе, количество частотных каналов в соте, выполнить присвоение частот в кластере.
Также необходимо рассчитать количество оборудования BSS, используя при построении сети оборудование фирмы Huawei.
Частотно-территориальное планирование сети
В качестве исходных данных возьмем значения, приведенные в таблице 5.1.
Таблица 5.1
| Для центральной зоны | Для периферийной зоны | ||||
| R1, км | N1, чел | Y1, Эрл | R2, км | N2, чел | Y2, Эрл |
| 6,5 | 0,016 | 0,011 |
Расчет:
1.1 Рассчитаемплощадь центральной зоны S1:
Площадь периферийной зоны S2:
1.2 Определим суммарную нагрузку в каждой зоне:
1.3 Выбрав радиус соты R1 и R2 для каждой зоны, находим площадь соты:
1.4 Определим количество сот в каждой зоне, учитывая перекрытие сот в пределах 20 – 30%
1.5 Определим суммарную нагрузка в соте Yсоты 1 и Yсоты 2:
1.6 Определим нагрузку в секторе Yсект 1 и Yсект 2:
1.7 Количество информационных каналов:
при определении количества информационных каналов в секторе заложим превышение рассчитанной нагрузки на 20%.
По таблице Эрланга с учетом 5% блокировки вызова находим необходимое количество каналов трафика TCH в секторе для каждой зоны:
Nинф.кан.сект1 = 13 каналов,
N инф.кан.сект2 = 6 каналов.
1.8 Определим общее количество каналов:
зная количество каналов трафика ТСН, по таблице 5.2 находим необходимое количество каналов управления ССН.
Таблица 5.2. Соотношение между ТСН и ССН.
| ССН | ТСН |
| ≤15 | |
| ≤22 | |
| ≤29 |
Далее, находим общее количество каналов в секторе:
Nобщ.сект1 = ТСН +ССН = 13+1 = 14 каналов,
Nобщ.сект2 = ТСН+ССН = 6+1 = 7 каналов.
1.9 Находим количество частотных каналов в секторе:
Если эффективность использования частотных каналов низкая, то необходимо найти такой радиус соты, при котором эффективность использования частотных каналов была в пределах 70-100%. В нашем задании эффективность составила 87,5% для центральной зоны и 87,5% для периферийной зоны.
1.10 Общее количество частотных каналов в системе:
(если в кластере 3 соты)
Рис.1. Назначение частотных каналов.
Если максимальное значение из двух чисел больше 27 – максимального количества частотных каналов, значит необходимо уменьшить радиус соты.
Далее необходимо назначить номера частотных каналов, т.е. присвоить номиналы частот, частотным каналам в каждом секторе. Назначение нужно выполнять таким образом, чтобы номера частотных каналов соседних кластеров отличались на 2 и более (рис.1).
