№8-Laborotoriya mashg’uloti. Wcdma mobil aloqa tizimini radioliniyalarining byudjetini tadqiq qilish

№8-Laborotoriya mashg’uloti. WCDMA mobil aloqa tizimini radioliniyalarining byudjetini tadqiq qilish

Ishdan masad

WCDMA mobil aloqa tizimini radioliniyalarining byudjetini o‘rganish

Topshiriq

WCDMA qabul qilgichining sezgirligini hisoblash.

WCDMA tarmog‘idagi maksimal ruxsat etiladigan yo‘qotishlarini hisoblash.

Hisoblash tartibi

WCDMA tizimi radioliniyalarining byudjetini hisoblash masalasi bu trassadagi maksimal yo‘l qo‘yiladigan yo‘qotishlarni baholash hisoblanadi. Yo‘l qo‘yiladigan yo‘qotishlar qiymatini bilish va to‘g‘ri keladigan tarqalish modelidan foydalanish bilan sotaning radiusini hisoblash mumkin.

Radioliniyaning byudjetini hisoblashda antennalarning parametrlari, surishdan yutuqlar, kabellardagi yo‘qotishlar, so‘nishga zahira va boshqalar hisobga olinadi. Hisoblash natijasi trassadagi maksimal ruxsat etiladigan yo‘qotishlar hisoblanadi.
Hisoblashda ishlatiladigan asosiy parametrlar
Eb/N0 bitning o‘rtacha energiyasini shovqinning spektral zichligiga nisbati hisoblanadi. talab qilinadigan Eb/N0 nisbat servisning turi, abonentning harakatlanish tezligi va radiokanalga bog‘liq bo‘ladi.
Qabul qilgich kirishidagi minimal ruxsat etiladigan Eb/N0 qiymat qurilmaning xarakteristikasi hisoblanadi va u turli ishlab chiqaruvchilarning qurilmalari uchun individual bo‘ladi, shuningdek u tuzilishining murakkabligidagi farqlar tufayli bazaviy va mobil stansiyalar qabul qilgichlari uchun turlicha bo‘ladi. Lekin talab qilinadigan Eb/N0 nisbatning qiymati radiokanalning har xil turlari uchun 3GPPspetsifikatsiyalarida aniqlangan. Bu talablar WCDMA BTS qurilmalarining parametrlari hisobga olinishi bilan 8.1-jadvalda keltirilgan.
8.1-jadval
Har xil turlar uchun Eb/N0 qiymatlar

Yuqoriga liniya	Eb/N0, dB	Eb/N0, dB	Eb/N0, dB	Eb/N0, dB
Servis turi Tezlik	Telefoniya	64 kbit/c	144 kbit/c	384 kbit/c
3 km/soat	4,4	2	1,4	1,7
120 km/soat	5,4	2,9	2,4	2,9
Pastga liniya	Eb/N0,dB	Eb/N0,dB	Eb/N0,dB	Eb/N0,dB
Servis turi Tezlik	Telefoniya	64 kbit/c	144 kbit/c	384 kbit/c
3 km/soat	7,9	5	4,7	4,8
120 km/soat	7,4	4,5	4.2	4,3

Talab qilinadigan Eb/N0 nisbatning qiymatiquyidagilarga bog‘liq:

xizmat turi (uzatish tezligi,BERga talab,BLER, kanalli kodlash usuli);
radiokanal (abonentning harakatlanish tezligi, chastota, ko‘p nurlilik);
ulanish turi (yumshoq xendover, ajratilgan qabul qilish, quvvatni tezkor boshqarishdan foydalanish).

UMTS qabul qilgichining sezgirligini hisoblash

Qabul qilgich kirishidagi signalning minimal ruxsat etiladigan sathi quyidagicha aniqlanadi:

Pqab(dBmVt)= Psh(dBmVt)+ (Eb/N0)talab(dB) – Gtes (dB) (8.1) bu erda(Eb/N0)talab– talab qilinadigan Eb/N0qiymat;
Gobr – ishlov berishdan yutuq;
Psh – qabul qilgich o‘z shovqinlari quvvati.
Hisoblashda ishlatiladigan asosiy parametrlar
Eb/N0 bitning o‘rtacha energiyasini shovqinning spektral zichligiga nisbati hisoblanadi. Talab qilinadigan Eb/N0 nisbat servisning turi, abonentning harakatlanish tezligi va radiokanalga bog‘liq bo‘ladi.
Qabul qilgich kirishidagi minimal ruxsat etiladigan signal sathitalab qilinadigan Eb/N0 nisbat, foydalanuvchi ma’lumotlarini uzatish tezligi, qabul qilgich analog komponentlarining sifati, halaqitlar sathiga bog‘liq bo‘ladi. Halaqitlarni turli manbalar – xizmat ko‘rsatuvchi sotadan abonentlar, boshqa sotalardan xizmat ko‘rsatiladigan abonentlar, shuningdek ishlatiladigan chastotalar kanalida ishlaydigan boshqa manbalar hosil qilishi mumkin.
Qabul qilgichning o‘z shovqinlari qiymati quyidagicha hisoblanadi:

Psh= N+Ksh (dBmVt) (8.2) bu erda N - qabul qilgichdagi issiqlik shovqining quvvati, dBmVt

N= k∙T∙B (8.3)

bu erda k-Bolsmandoimiysi (1.38∙10-23 Dj/K);

T – o‘tkazgichning harorati.
Qabul qilgichdagi issiqlik shovqining quvvatifiltrning o‘tkazish polosasiga
bog‘liq. UMTSstandarti uchun muvofiqlashtirilgan filtrning polosasini 3,84 MGsga teng qabul qilish mumkin.
Qabul qilgichning shovqin koeffitsienti DL liniyasi uchun Ksh = 7 dB, liniyasi uchun Ksh = 2,5 dBni tashkil etadi.
8.1. Agar o‘tkazgichning harorati - T°, liniyaning turi (DL, UL), qabul qilgichning shovqin koeffitsienti - Ksh (dB), qabul qilgichning muvofiqlashtirilgan filtrining polosasi - V (MGs), bitning o‘rtacha energiyasini shovqinning spektral zichligiga nisbati - Eb/N0 (dB), ishlov berishdan yutuq – Gtes(dB) ma’lum bo‘lsa, qabul qilgichning Pqab (dBmVt) sezgirligini aniqlash.
8.2-jadvalda keltirilgan topshiriqlar variantiga muvofiq mustaqil hisoblashni o‘tkazish zarur.
8.2-jadval
Topshiriq variantlari

Variant	Eb/N0 (dB)	Liniya turi	Ksh (dB)	T°	V	Gtes (dB)
1	7,8	DL	7	24	4,5	6
2	6,5	DL	6	25	4,9	7
3	7,9	DL	8	27	4,6	8
4	7,3	DL	5	27	5	7
5	6,8	DL	8	24	5,1	9
6	7,9	DL	9	25	4,7	8
7	7,8	DL	7	24	4,5	6
8	6,5	DL	6	25	4,9	7
9	7,5	DL	7	28	4,7	8
10	7,3	DL	5	27	5	7
11	7,6	DL	6	23	4,6	9
12	6,7	DL	7	24	4,8	8
13	7,7	DL	5	25	4,7	7
14	7,5	DL	8	26	5,0	6
15	6,9	DL	9	27	5,2	9
16	7,4	DL	8	28	4,9	8
17	7,1	DL	6	27	4,2	7
18	6,6	DL	7	26	4,3	6
19	7,8	DL	4	25	4,1	8
20	7,9	DL	5	24	5,3	7
21	7,3	DL	3	27	5	8
22	6,8	DL	8	24	5,1	7
23	7,9	DL	6	25	4,7	8
24	7,8	DL	9	24	4,5	6
25	6,5	DL	5	25	4,9	9

Hisoblash

Xizmat – telefoniya, abonentning tezligi – 3 km/soat. Jadvaldan Eb/N0=7,9 dBqiymatni aniqlamiz:

N= k∙T∙B=1,38∙10-23∙298∙4,2∙106=1,73∙10-14 Vt,

N=10∙log(1,73∙10-14/0.001)=-107,62 dBmVt.

Qabul qilgichning o‘z shovqinlari quvvatini quyidagicha aniqlanadi:

Psh= N+Ksh = -107,62 + 6 = -101,62 dB.

Qabul qilgichning sezgirligi quyidagicha hisoblanadi:

Pqab = -101, 62 + 7,9 – 5= - 98,72 dB.

WCDMA tarmog‘ida maksimal ruxsat etiladigan yo‘qotishlarni hisoblash Maksimal ruxsat etiladigan yo‘qotishlarni hisoblash quyidagicha amalga

oshiriladi:

LMARL = PEIRP – SRx + GRxA – LRxF –MBuild – MInt – MShade +GHO (8.4)

bu erdaPEIRP – uzatkichning EINQ, dB;

SRx – qabul qilgichning sezgirligi, dB;
GRxA – antennaning kuchaytirish koeffitsienti, dBi;
LRxF – fider traktidagi yo‘qotishlar, dB;
MBuild – binoga kirishga zahira, dB;
MInt – ichki tizimli halaqitlarga zahira, dB;
MShade – soyalanishga zahira, dB;
GHO –xendoverdan yutuq, dB.
Ruxsat etiladigan ichki tizimli halaqitlarga zahira.
Hisoblashdaruxsat etiladigan ichki tizimli halaqitlarga zahira kattaligi ishlatiladi, u qabul qilgichning kirishida shovqin quvvatini ortishini xarakterlaydi. Hisoblash uchun ichki tizimli halaqitlarga zahira quyidagiga teng olinadi:

MInt=-10∙log10(1-η) (8.5)

bu erda η – yuqoriga va pastga liniyalarda sotaning nisbiy yuklanishi.

Ko‘rinib turibdiki, ichki tizimli halaqitlarga zahira bu sotaning yuklanishidan funksiya hisoblanadi, sotadagi ruxsat etiladigan yuklanish qanchalik katta bo‘lsa, hisoblashda shunchalik katta zahira qiymatini hisobga olish zarur bo‘ladi. Yuklama 100%gacha ortganda halaqitlarga zahira cheksizlikka intiladi va sotaning xizmat ko‘rsatish zonasi nolgacha kamayadi. Bu qiymatning sotaning yuklanishiga bog‘liqligi 8.1-rasmda keltirilgan.

8.1- rasm. Ichki tizimli halaqitlarga zahira qiymatini sotaning nisbiy yuklanishi qiymatiga bog‘liqligi

Yumshoq xendover hisobiga yutuq

Yumshoq xendover mobil stansiya minimum ravishda ikkita sotalar bilan bir vaqtda ulanishida o‘z o‘rniga ega bo‘ladi. Agar bu sotalar turli bazaviy stansiyalarga (Node B) tegishli bo‘lsa, u holda ikkita yuqoriga kanallarni birlashtirish radiotarmoq kontrolleri (RNC) orqali amalga oshiriladi. Agar sotalar bitta bazaviy stansiyaga (Node B) tegishli bo‘lsa, u holdasignallarni birlashtirish bazaviy stansiyaorqali amalga oshiriladi.
Pastga liniyada ikkita kanallarni birlashtirish mobil stansiyaning RAKE- qabul qilgichi orqali optimal qo‘shish usuli bilan amalga oshiriladi. Ajratilgan qabul qilish usulini ko‘rib chiqish mumkin, undan foydalanishda turli kanallar signallari ularning vazn koeffitsientlarini hisobga olish bilan qo‘shiladi, har bir kanaldagi kuchaytirish koeffitsientlari esa signal quvvatining o‘rtacha kvadratik qiymatiga to‘g‘ri proporsional va bu kanallardagi shovqin quvvatining o‘rtacha kvadratik qiymatiga teskari proporsional. Optimal qo‘shishda chiqishdagi sigal/shovqin nisbati maksimal bo‘ladi.
Yumshoq xendoverdan yutuqqa makro-ajratishli qabul qilish hisobiga erishiladi, demak soya zonalar va so‘nishlardan salbiy samaralarni kamaytiradi. Real tarmoqda ko‘plab sotalarni xizmat ko‘rsatish zonalari kesishishadi. Sotaning chegarasida mobil stansiyalar bu vaqt momentida mumkin bo‘lgan sotalardan eng yaxshisi tanlashi mumkin, ya’ni mobil stansiyalar bitta bog‘lanish bilan cheklanmagan. Bu so‘nishga zahira radioliniyaning byudjetini hisoblashda kamaytirilishi mumkin, talab qilinadigan Eb/N0qiymatning kamayishi bo‘lib o‘tadi. Yumshoq xendoverdan yutuq radioto‘lqinlarning tarqalishi sharoitlariga bog‘liq. Signallarning so‘nishi juda sezilarli bo‘lgan shaharlarda turli manbalardan keladigan signallar orasidagi korrelyasiya juda kichik, buning natijasida yumshoq xendoverdan foydalanishdan yutuq ortadi. Va aksincha, signallar sezilarli so‘nishlarga uchramaydigan qishloq joylarida turli manbalardan keladigan signallar orasidagi korrelyasiya ortadi va yutuq kamayadi. YUtuqning qiymati 2-5 dB chegaralarda o‘zgaradi. Radioliniyaning byudjetini hisoblash uchun yutuqning
odatdagi qiymati 2-3 dBni tashkil etadi.
Boshqarishni cheklash yoki tez so‘nishlarga zahira
Quvvatni tezkor boshqarish algoritmi UMTS standartiga ko‘p nurlilikka bog‘liq tezkor so‘nishlar vaqtida qabul qilgich kirishidagi talab qilinadigan Eb/N0 qiymatni doimiy saqlash uchun kiritilgan. So‘nishlar chuqurligi 30 dBgacha etishi mumkin. Quvvatni tezkor boshqarish, ayniqsa, kichik harakatlanish tezligiga ega bo‘lgan abonentlar uchun muhim, chunki ular chuqur so‘nishlarni kompensatsiyalash uchun o‘z holatini tez o‘zgartirishi mumkin.
Sotaning chegarasida mobil stansiya uzatkichining quvvati maksimal, shunday qilib, tezkor so‘nishlarni kompensatsiyalash quvvatni boshqarishga zahira qolmaydi.
Bu jarayonni hisoblashda hisobga olish uchun tezkor so‘nishlarga zahira qiymatini beramiz. Tezkor so‘nishlarga zahira qiymati abonentning tezligiga bog‘liq. Tezkor so‘nishlarga zahira kattaligining abonentning tezligiga bog‘liqligi asosiyqiymatlari 8.3- jadvalda keltirilgan.
8.3- jadval
Tezkor so‘nishlarga zahira kattaligining asosiy qiymatlari

Abonent turi, harakatlanish tezligi	Tezkor so‘nishlarga zahira kattaligining asosiy qiymatlari
eng katta tezlik (3 km/soat)	3-5 dB
o‘rtacha tezlik (50 km/soat)	1-2 dB
yuqori tezlik (120 km/soat)	0,1 dB

Agar uzatkichning EINQ qiymati - PEIRP (dB), qabul qilgichning sezgirligi - SRx, (dB), antennaning kuchaytirish koeffitsienti - GRxA (dBi), fider traktidagi yo‘qotishlar - LRxF, (dB), binoga kirishga zahira - MBuild (dB), soyalanishga zahira - - MShade, (dB), xendoverdan yutuq - GHO (dB), sotaning yuklanishi – η ma’lum bo‘lsa, WCDMA tarmog‘idagi maksimal ruxsat etiladigan LMARL yo‘qotishlarni hisoblash.

Izoh: kirishga zahiraning asosiy qiymatlari:
22 dB zich shahar qurilishlarida;
17 dB o‘rtacha shahar qurilishlari sharoitlarida;
12 dB siyrak qurilishlar sharoitlarida (shahar atrofida);
8 dB qishloq joylarida (avtomobilda ochiq joyda).
8.4-jadvalda keltirilgan topshiriqlar variantiga muvofiq mustaqil hisoblashni o‘tkazish zarur.
8.4-jadval
Topshiriqlar variantlari

Variant	Liniya turi	PEIRP (dB)	N	SRx (dB)	GRxA (dBi)	LRxF (dB)	MBuild (dB)	MShade (dB)	GHO (dB)
1	DL	64	0,7	-95	17,9	0,53	13	8,8	26
2	DL	65	0,6	-96	18,8	0,54	11	8,9	2,5
3	DL	64	0,8	-95	17,9	0,53	13	8,6	2,6
4	DL	65	0,5	-99	18,7	0,55	14	8,5	2,7
5	DL	63	0,7	-95	17,9	0,53	13	8,8	2,6
6	DL	65	0,6	-96	18,8	0,54	11	8,9	2,5
7	DL	64	0,9	-97	17,9	0,53	13	8,6	2,8
8	DL	66	0,5	-99	18,7	0,55	14	8,5	2,9
9	DL	64	0,8	-95	17,9	0,53	13	8,6	2,6
10	DL	65	0,5	-99	18,7	0,54	14	8,5	2,7
11	DL	66	0,8	-98	17,8	0,52	12	8,6	2,8
12	DL	64	0,7	-97	18,6	0,56	13	8,8	2,6
13	DL	65	0,6	-96	17,6	0,57	11	8,4	2,4
14	DL	63	0,9	-95	18,5	0,55	14	8,5	2,7
15	DL	64	0,8	-94	17,6	0,53	13	8,7	2,5
16	DL	66	0,6	-96	18,4	0,53	12	8,9	2,9
17	DL	65	0,7	-97	17,8	0,52	11	8,6	2,8
18	DL	63	0,6	-98	18,8	0,54	14	8,4	2,7
19	DL	64	0,8	-99	17,5	0,56	13	8,2	2,6
20	DL	66	0,9	-93	18,5	0,50	12	8,0	2,5
21	DL	63	0,7	-95	17,9	0,53	13	8,8	2,6
22	DL	65	0,8	-96	18,8	0,54	11	8,9	2,5
23	DL	64	0,7	-97	17,9	0,53	13	8,6	2,8
24	DL	66	0,6	-99	18,7	0,55	14	8,5	2,9
25	DL	64	0,9	-95	17,9	0,53	13	8,6	2,6

Hisoblash

Qabul qilgichdagi issiqlik shovqini quyidagicha hisoblanadi:

N= k∙T∙B=1.38∙10-23∙303∙3,84∙106=1,61∙10-14 Vt,

N=10∙lg(1,61∙10-14/0.001)=-107,9 dBmVt.

BS qabul qilgichi shovqinlari quvvati (2.2) formuladan quyidagicha hisoblanadi:

Psh = N+Ksh=-107,9+3=-104,9 dBmVt.

Ishlov berishdan yutuq quyidagini tashkil etadi:

Gibyu =10log(Rchip/Rfoyd)=10log(3,84∙106/384∙103)=10 dB. Ichki tizimli halaqitlarga zahira quyidagiga teng bo‘ladi:

MInt =-10∙log10(1-0.7)=5,23 dB.

BS qabul qilgichi kirishidagi signalning minimal ruxsat etiladigan quvvati quyidagiga teng bo‘ladi:

Pbs.qab=Psh + (Eb/N0)talab– Gibyu+ Lp– Gxo =-104,9+2-10+3-2= -111,9 dBmVt.

Hisobot tarkibi
Ishdan maqsad.
Topshiriq.
Hisoblash natijalari.
Xulosa.
Nazorat savollari
WCDMA tizimi radioliniyalarining byudjetini hisoblashdan maqsad
Radioliniyaning byudjetini hisoblashda nimalar hisobga olinadi?
Eb/N0 nisbatning mazmunini ayting.
Qabul qilgichning sezgirligi nima va u qanday aniqlanadi?
Qabul qilgichning o‘z shovqinlari nima va uning qiymati qanday aniqlanadi?
Qabul qilgichdagi issiqlik shovqining quvvati nima va u nimaga teng?
Maksimal ruxsat etiladigan yo‘qotishlarni hisoblash qanday amalga oshiriladi?
Ruxsat etiladigan ichki tizimli halaqitlarga zahira nima va u hisoblashlarda qanday olinadi?
YUmshoq xendover nima va u qanday yutuqni beradi?
Boshqarishni cheklash yoki tez so‘nishlarga zahira qanday olinadi va
nima uchun?