Проектирование сети беспроводной связи WiMAX стандарта IEEE 802.16e для сельского населенного пункта
Дипломная работа - Компьютеры, программирование
Другие дипломы по предмету Компьютеры, программирование
нения сигналов, что позволяет получать более точные результаты [5].
Ключевой принцип работы сотовой системы заключается в многократном использовании одних и тех же частотных каналов в различных сотах, расположенных в зоне покрытия системы соответствующим образом. Группа из N сот, использующая все доступные частоты несущих, исключая при этом их повторное использование, называется сотовым кластером (англ. Се11 cluster).
Рис. 2.1. Построение многоэлементных сотовых кластеров:
а) трехэлементного, б) четырехэлементного, в) семиэлементного,
г) двенадцатиэлементного, д) девятнадцатиэлементного
Для анализа размера и особенностей кластера рассмотрим геометрические свойства набора шестиугольников, изображенных на рис. 2.1
Пусть радиус окружности, описанной вокруг каждого шестиугольника, равен r. Очевидно, что r - это также и расстояние от центра шестиугольника до его вершины. Если вспомнить свойства равностороннего треугольника со стороной r, то легко доказать, что расстояние между двумя соседними шестиугольниками равно. Примем его за единицу длины. В системе координат с углом между осями координат, равным 60, расстояние от центра любого шестиугольника до начала координат составляет:
(2.1)
где i и j - координаты центра рассматриваемого шестиугольника, выраженные в принятых единицах длины, равных 3r. В табл. 2.1 представлены кластеры, для каждой соответствующая своё значения i и j.
Таблица 2.1.
Кластеры, (C)ij100311420721930122213311640193221412733
Выражение (2.1) прямо следует из обобщенной теоремы Пифагора, которая утверждает, что квадрат длины стороны R, лежащей напротив угла , образованного сторонами с длинами и и v, равен:
(2.2)
В случае, изображенном на рис. 2.2, u=33r, ?=2v3r и ?=120.
Таким образом, i = 3 и j = 2.
Рис. 2.2. Разделение зоны радиопокрытия на соты.
Будем iитать заштрихованную соту, расположенную в начале изображенной рис. 2.2 системы координат, опорной. Построим вокруг нее сотовый кластер. Другие кластеры должны быть расположены вокруг него таким образом, чтобы покрываемые ими области не перекрывались и не имели разрывов.
Возникает следующий вопрос: какое количество сот в кластере обеспечивает наиболее компактное покрытие для стандарта WiMAX? Ответ на этот вопрос вытекает из последующих рассуждений. Пусть центральные соты соседних кластеров расположены на расстоянии R от центра опорной соты.
В их распоряжении находится такой же набор частотных каналов, что и у опорной соты. Каждый кластер может быть представлен одним большим шестиугольником, площадь которого равна сумме площадей всех принадлежащих кластеру сот. Это изображено на рис. 2.3.
Площадь одной гексагональной соты радиуса r равна:
(2.3)
а площадь большого шестиугольника, равного сумме N площадей шестиугольников радиуса r, центры которых расположены на расстоянии R друг от друга, составляет:
(2.4)
Необходимо, чтобы выполнялось следующее равенство
(2.5)
При подстановке (2.1) и (2.4) в (2.5) получим выражение, которое определяет количество N сот в кластере:
(2.6)
Очевидно, что количество сот в кластере не ограничено. Кластер, образующий регулярную сетевую структуру, может состоять из одной, трех, четырех, семи, двенадцати и т. д. сот.
На рис. 2.3 изображен кластер с N = 3 сотами, для которых i = 1 и j = 1. На основании (2.1) и (2.6) можно получить важное соотношение, которое будет использовано в дальнейших рассуждениях:
(2.7)
Рис. 2.3. Аппроксимация кластеров большими треугольниками.
Если при разработке системы не учитывалось количество сот в кластере, их топографическое расположение и распределение каналов, то в такой системе будет наблюдаться существенное влияние друг на друга каналов в разных сотах, использующих одни и те же несущие частоты.
Эти явления называются соканальными помехами. Они зависят от параметра Q, определенного в выражении (2.7).
Параметр Q называется коэффициентом ослабления соканальных помех (англ. со-спаппе1 interference reduction factor).
При увеличении Q соканальные помехи ослабевают, поскольку либо увеличивается расстояние, разделяющее соты с одинаковыми каналами, либо уменьшается их размер.
Расстояние R зависит от отношения мощности сигнала Ps к мощности помехи PI (энергетического параметра связности ?). В свою очередь, это отношение зависит от количества влияющих друг на друга сот Ko согласно формуле:
(2.8)
где PIk - средняя мощность помех, генерируемых k-ой сотой.
На рис. 2.4 изображена типичная конфигурация взаимодействующих сот. В случае гексагональных сот шесть расположенных в первом ярусе сот взаимодействуют с центральной сотой, которая iитается опорной. Таким образом, Ko = 6.
Рис. 2.4. Распределение в пространстве интерферирующих сот.
Для регулярной структуры, построенной на основе типовых кластеров с N=3, 7, 9, 12, 19 количество влияющих друг на друга сот Kо всегда будет равно 6 (рис. 2.5.)
Рис. 2.5. Распределение кластеров с регулярной структурой.
Предполагается, что влиянием сот втор
Copyright © 2008-2014 studsell.com рубрикатор по предметам рубрикатор по типам работ пользовательское соглашение