Проектирование сети беспроводной связи WiMAX стандарта IEEE 802.16e для сельского населенного пункта
Дипломная работа - Компьютеры, программирование
Другие дипломы по предмету Компьютеры, программирование
?го яруса на центральную соту можно пренебречь ввиду большого расстояния между ними. Соканальные помехи искажают не только сигнал, приходящий на базовую станцию центральной соты, но и сигналы, приходящие на подвижные станции, которые в данный момент находятся в этой соте. Предположим, что базовые станции излучают сигналы с одинаковой мощностью. Тогда отношение сигнала к соканальным помехам на границе центральной соты равно:
(2.9)
При распространении в свободном пространстве ?=2, в то время как при двулучевом распространении ?=4. В действительности значение ? лежит в интервале от 2 до 5,5 в зависимости от условий распространения.
Обратим внимание на то, что в предположении о равной мощности, излучаемой базовыми станциями, отношение сигнал/соканальная помеха зависит только от геометрических свойств распределения сот, расстояний между базовыми станциями, использующими одни и те же частотные каналы, и радиуса зоны радиопокрытия базовой станции.
Простоты ради предложим, что в изображенной на рис. 2.3 системе все расстояния Rk равны R. Тогда из (2.9) следует, что
(2.10)
(2.11)
Формула (2.11) определяет взаимосвязь отношения расстояния между сотами, использующими одни и те же частоты и радиус соты, с отношением сигнал/соканальная помеха и типом окружающей среды.
В традиционных сотовых системах отношение PS/PI выбирается таким, чтобы обеспечить качество передачи речи, приемлемое, по крайней мере, для 75 % пользователей на 90 % области покрытия системы [5].
Приняв ?=4, из формулы (2.11) получим раiетное Q = 3. В соответствии с табл. 2.2 это значение Q = 3. Поскольку значение Q зависит от количества N сот в кластере по формуле (2.7), то при подстановке в эту формулу значения Q = 3, получим N = 3.
Коэффициент уменьшения соканальных помех Q в зависимости от числа элементов в кластере N, представлен в табл. 2.2.
Таблица 2.2.
Количество сот в кластере3471219Коэффициент уменьшения соканальных помех3.003.464.586.007,55
Как видно из табл. 2.2, в рассмотренной 3-х сотовой структуре, отношение сигнал/помеха, которое равно 3.00, как правило, недостаточно для действующих стандартов.
Рассмотрим наихудший случай, иллюстрируемый рис. 2.6 и 2.7. Если обратить внимание на то, что расстояния между подвижной станцией, расположенной в точке А на границе соты, и всеми влияющими базовыми станциями приблизительно равны (R-r), (R-r), (R-r/2), R, (R+r/2), (R+r), получим:
( 2.12)
При Q=3 и ?=4 значение Ps/PI составляет 12,6. В логарифмическом масштабе эта величина приблизительно равна 11 дБ. Если взять точные расстояния от точки А до центров интерферирующих сот, то получим несколько лучшее значение Ps/PI, однако оно все же будет меньше требуемых 18 дБ. На практике, вследствие неидеального расположения базовых станций, многолучевого распространения и искажений, обусловленных неровностями местности, это отношение будет еще хуже. Поэтому расiитанного ранее значения Q = 3 будет недостаточно.
Рис. 2.6. Наихудший случай соканальных помех.
На рис. 2.7 и в формуле (2.12) рассматривается наихудшая ситуация, поскольку подвижная станция находится на максимально возможном удалении от базовой станции ее собственной соты. Поэтому приведенная выше оценка iитается очень пессимистической. Тем не менее, именно такой подход к разработке систем позволяет добиться высокой надежности.
Рис. 2.7. Наихудший случай соканальных помех при N=3.
Существуют несколько основных решения проблемы недостаточной величины параметра Q для кластера, где антенна базовых станций имеет горизонтальную диаграмму направленности.
2.2 Методы ослабления соканальных помех
При организации сети необходимо найти золотую середину, используя наибольший частотный диапазон, при сохранении соотношения сигнал/шум на минимально допустимом уровне.
Существуют несколько основных решений проблемы недостаточной величины параметра Q для кластера со всенаправленными антеннами.
2.2.1 Увеличение количества сот в кластере
Первый путь - это увеличение количества сот в кластере. Сотовая структура позволяет увеличить пропускную способность, всей системы путём увеличения сот, уменьшения размеров сот и уменьшения мощности передатчиков. Однако наряду с очевидными преимуществами, уменьшение радиуса сот имеет и недостатки:
На одной площади приходится размещать большее количество БС и антенн, что подразумевает дополнительные финансовые расходы
Поскольку стандарт WiMAX относится к частотно временному разделению каналов, то увеличение в кластере сот приведет к снижению число каналов в отдельных сотах, и снижению трафика.
2.2.2Использование секторных антенн
Второе решение заключается в ослаблении соканальных помех при использовании секторных антенн, с шириной диаграммы направленности в 60. Каждая сота разделяется на шесть сектора.
На рисунке 2.8 изображено группа сот с использованием антенн, диаграмма направленности 60.
Рис.2.8. Группа сот с использованием антенн, диаграмма направленности 60.
При использовании секторных структур сот, значительно понижается влияния соканальных помех соседних БС работающих на одних и тех же частотах. Но, так же имеется и недостаток:
На каждый сектор приходится отдельный антенно-фидерный тракт, что так же подразумевает дополнительные финансовые затр
Copyright © 2008-2014 studsell.com рубрикатор по предметам рубрикатор по типам работ пользовательское соглашение