Plocha buňky


Nahoru ] Kapacita buňky ] [ Plocha buňky ] Celkový počet buněk ]

 

 
autor těchto stránek:

Jiří Molnár

 

Domů
Plánování sítě
RNP
Plocha buňky

Použité veličiny

 

Příklad

 

 

Stanovení plochy buňky

V této části vysvětlím postup výpočtu plochy buňky. Nejdříve se však zmíním o použitých veličinách.

 

Použité veličiny

(a)            Vyzářený výkon vysílače PTx, jednotky [dBm].

(b)            Ztráty LTx – jedná se o ztráty v kabelech, konektorech a propojovacích obvodech vysílače. Jsou to celkové ztráty mezi výstupem vysílače a vstupem antény. Jednotky [dB].

(c)            Zisk vysílací antény GTx , jednotky [dBi].

(d)            Ekvivalentní vyzářený výkon vysílače EIRP, jednotky [dBm]. Je dán následujícím vztahem:

                      (4.2)

(e)            Zisk přijímací antény GRx , jednotky [dB].

(f)             Ztráty LRx –jsou to celkové ztráty na kabelech, konektorech a propojovacích obvodech mezi výstupem přijímací antény a vstupem přijímače. Jednotky [dB].

(g)            Šumové číslo přijímače F, jednotky [dB].

(h)            Spektrální hustota šumu N0, jednotky [dBm/Hz].

(i)             Čipová rychlost W, jednotky [Hz].

(j)             Šumový výkon na straně přijímače PNRx , jednotky [dBm]. Je dán následujícím vztahem:

                (4.3)

(k)           Rezerva na interferenci MI, jednotky [dB]. Při překročení této rezervy dochází k tomu, že interference ruší kvalitu signálu – tzn., že se zvětšuje chybovost BER nad max. povolenou mez.

(l)             Eb/N0 – tento poměr získáme pro výpočet z tab.3., jednotky [dB].

(m)          EC/I0 – poměr energie přenášené jedním čipem (EC) a spektrální hustoty výkonu (I0), jednotky [dBm]. Tento poměr je v [7] definován následovně:

                 (4.4)

(n)            Citlivost přijímače PRx,min , jednotky [dBm]. Citlivost přijímače je podle [6] dána vtahem:

                             (4.5)

(o)            Zisk handoverem GHO , jednotky [dB]. Využívá se makrodiverzitního příjmu – podrobněji zde.

(p)            Rezerva na pomalý únik MSlow_Fading , jednotky [dB].

(q)            Rezerva na rychlý únik MFast_Fading , jednotky [dB].

(r)            Ztráty ve vnitřních prostorách, LIndoor , jednotky [dB].

(s)            Celkové ztráty šířením, Lmax – jednotky [dB]. Podle [6] a [7] jsou definovány následovně:

                    (4.6)

(t)             Poloměr buňky r, jednotky [km]. Jak uvádí lit. [7], tak poloměr makrobuňky lze určit pomocí modelu šíření Okumura-Hata. Zjednodušená rovnice (4.7) tohoto modelu přepokládá výšku BS 25 m a anténu UE 1.5 m  nad zemí. Pro r tedy platí:

                                     (4.7)

Pro výpočet r lze podle [6] využít následující vzorec:

                                  (4.8)

Parametr s je Gaussova stochastická proměnná a nabývá hodnot 6 až 10 dB (viz lit. [6] ). Pro výpočet makrobuněk budu tedy používat vzorec (4.7) a pro výpočet mikrobuněk především vzorec (4.8). 

(u)            Plocha buňky S, jednotky [km2]. Plochu buňky určíme podle vztahu:

                                           (4.9)

kde K je konstanta. Literatura [7] uvádí hodnoty K pro různé konfigurace BS (viz tab. 4):

 

Konfigurace BS

omni

2-sektorová

3-sektorová

6-sektorová

Hodnota K

2.6

1.3

1.95

2.6

 

Tab. 4.: Hodnoty konstanty K

 

 

Příklad

Nyní vysvětlím postup výpočtu plochy buňky. Budeme uvažovat RU = 12.2 kbit/s, budeme navrhovat makrobuňku, tzn., že použijeme vzorec (4.7) a rovněž vzorce (4.2), (4.3), (4.4), (4.5), (4.6) a (4.9). Dále jsem zvolil třísektorovou BS, tzn. K = 1.95 (viz tab. 4.).

K vstupním hodnotám výpočtu:

·         hodnoty na řádcích a, b, c, e, f, g, k, o, p, q  tabulky tab.5 jsou typické hodnoty těchto veličin. K výpočtu jsem je převzal z literatury [6] a [7].

·                          , kde k je Boltzmanova konstanta a T0 je termodynamická teplota. Pro T0 = 20 °C =  293 K  lze spočítat  N0 = - 174 dBm/Hz.

·         Hodnotu Eb/N0 získáme z tab.3.  Já jsem zvolil přenos hlasu (proto taky RU = 12.2 kbit/s) a pohyb uživatele maximální rychlostí 3 km/hod.

·         Při výpočtu makrobuňky budu uvažovat LIndoor = 0 dB.

 

Výpočet je zachycen v tabulce tab. 5.:

 

 

 

Dowlink

Uplink

a

PTx

[dBm]

30

24

b

LTx

[dB]

2

2

c

GTx

[dBi]

18

0

d=a-b+c

EIRP

[dBm]

46

22

e

GRx

[dB]

0

18

f

LRx

[dB]

2

2

g

F

[dB]

8

5

h

N0

[dBm/Hz]

-174

-174

i

W

[Hz]

3840000

3840000

j=10*log(i)+g+h

PNRx

[dBm]

-100,16

-103,16

k

MI

[dB]

-3

-3

 

Eb/N0

[dB]

6,5

4

l

 

[ - ]

4,47

2,51

m=10*log(l/(W/RU)) - k

Požadované EC/I0

[dBm]

-15,48

-17,98

n=m+j

PRx,min

[dBm]

-115,64

-121,14

o

GHO

[dB]

2

2

p

MSlow_Fading

[dB]

-7,27

-7,27

q

MFast_Fading

[dB]

0

0

r

LIndoor

[dB]

0

0

s=d-n+e-f+p+o+r-q

Lmax

[dB]

154,37

153,87

 

r

[km]

2,87

2,78

 

S

[km2]

16,10

15,10

 

Tab. 5: Výpočet plochy buňky

 

Tímto výpočtem jsme získali maximální plochu buňky, přičemž výpočet je založený na šíření elektromagnetických vln. Ze dvou výsledků – uplink a downlink – budeme brát horší případ, tzn. maximální plochu buňky budeme v tomto případu uvažovat 15,1 km2.

 

Použité veličiny

 

Příklad

 

Začátek stránky