Определение пространственных параметров сети стандарта LTE

1. Подготовка карты местности

Данный этап  заключается в подготовке электронной карты местности, на которой должна быть развернута LTE сеть. Карта должна содержать данные, описывающие рельеф местности, застройку территории, лесные и водные массивы. В итоге мы должны получить следующую подробную информацию:

  •  высоты местности
  •  землепользование
  •  распределения населения, транспортных потоков и других факторов, влияющих на плотность трафика
  •  прогноза числа абонентов
  •  требований к рабочим характеристикам для обеспечения соответствующего качества радиосвязи
  •  вероятности блокировки
  •  бюджета потерь
  • рекомендуемых участков для размещения базовых станций, отвечающих требованиям по наличию линий привязки к сети общего пользования, электропитанию, возможности размещения оборудования, установки антенн и др.
  • имеющихся в распоряжении полос частот;
  • совместимости с другими системами:
  • сетевых интерфейсов.

 

2. Выбор варианта планирования сети LTE

 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.[1]

После определения типа планирования можно рассчитать бюджет потерь (показатель, характеризующий допустимые потери в радиолинии для заданного стандарта сотовой мобильной связи).[2]

Рассмотрим пример расчета бюджета потерь при следующих параметрах:

Тип передаваемых данных – VoIP, скорость передачи: 39,7 кбит/с

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.

Максимально допустимые потери при распространении в канале можно вычислить по формуле 1[3]:

                         L=PTX+GTX-PRX-BBODY+GRX-Bfid-IM-Lslow                                                                                  (1)

где PTX – мощность передатчика, GTX – коэффициент усиления передающей антенны, PRX – чувствительность приемника, BBODY – потери в теле абонента, GRX – коэффициент усиления приемной антенны, Bfid – потери в фидере, IM – запас по интерференции, Lslow– запас на медленные замирания, берется равным 10,3 дБ.

Зависимость величины допустимых потерь от полосы частот канала

Рис.1. Зависимость величины допустимых потерь от полосы частот канала [3]

 Из рисунка 1 видно, что увеличение полосы частот канала приводит к уменьшению допустимых потерь распространения и для сохранения энергетического баланса между каналами «вверх» и «вниз» необходимо ограничивать количество ресурсных блоков, приходящихся на абонентскую станцию:

 - При полосе частот  канала 10 МГц допустимые потери  находятся в пределах в (125,8 – 148 дБ) и целесообразно ограничивать количество ресурсных блоков, выделяемых абонентской станции, до 4.

 - При ширине полосы частот  канала 15 МГц  допустимые потери  находятся в пределах в (121,8 – 144,2) дБ и  целесообразно ограничивать количество ресурсных блоков, выделяемых абонентской станции, до 8. 

 - При ширине полосы частот  канала 20 МГц допустимые потери  находятся в пределах в (117,8 – 139,9) дБ и  целесообразно ограничивать количество ресурсных блоков, выделяемых абонентской станции,  до 16.[3] 

  

3. Построение исходной сети (сети начального приближения)

При построении начального приближения LTE сетей в диапазоне 2300 – 2400 МГц целесообразно применять модель МСЭ-R P.1546 “Метод прогнозирования для трасс связи «пункта с зоной» для наземных служб диапазоне частот от 30 МГц до 3000 МГц”, которая содержит:

  • кривые распространения и соответствующие таблицы в электронном виде.
  • для частот и высот подвеса антенн, отличных от приведенных на кривых распространения, напряженность поля вычисляется методом интерполяции по приведенным в рекомендации формулам.
  • для городских условий вводятся соответствующие поправки.

На этом этапе вся сеть декомпозируется на однородные фрагменты на основе значений плотности трафика, применительно к которым находятся распреде­ления базовых станций по зонам обслуживания, параметры базовой сети и распределение частотного ресурса (кодовых сдвигов). При построении сети начального приближения предполагаются следующие допущения:

  •  плотность абонентского трафика по территории обслуживания постоянна
  •  соты одинаковых размеров
  •  активность абонентов постоянна от одной соты к другой:
  •  обеспечивается быстрое управление мощностью передатчиков, как в обратном, так и в прямом направлениях связи
  •  морфоструктура местности однотипна
  •  параметры приемопередающих станций одинаковы.

Такой подход к построению сети (на основе абонентской емкости) приводит к одинаковым размерам сот в пределах фрагмента сети и необходимости решения задач по стыковке неоднородных фрагментов сети на их границах, т.е. к необходимости решения задач по расщеплению сот. При использовании расщепления возможно два типа сот: с одинаковыми секторами («большие» и «малые» соты) и с разными секторами («переходные» соты).

Решение, полученное на данном этапе сети, является важнейшим этапом планировании и должно представлять собой частотно-территориальный план сотовой сети радиосвязи, который может быть использован в качестве сети начального приближения.

Материал подготовил Девяткин Денис

 


Список использованных источников

 

  1. «Упражнение по планированию радиосетей LTE, а также о технических предпосылках объединения операторов», к.т.н. Варушкина Лидия.
  2. Информационный портал http://5fan.ru/wievjob.php?id=45289.
  3. «Подходы к планированию и оптимизации сетей LTE», д.т.н. Бабков В.Ю., Санкт-Петербург, СПБГУТ им. проф. Бонч-Бруевича, 2012 г.

 

Читайте также:

Принципы построения и функционирования сетей LTE

Физический уровень сетей LTE

Голос поверх LTE / 4G

Безопасность в сетях LTE

Яндекс.Метрика