Различия между WCDMA (IMT-DC) и TD-CDMA (IMT-TC)

1.3.5 Различия между WCDMA (IMT-DC) и TD-CDMA (IMT-TC)

WCDMA продвигали в первую очередь Ericsson (все мы помним, какую сенсацию произвело летом прошлого года сообщение о том, что Ericsson уже несколько лет проводит изыскания в области CDMA) и Nokia. Вокруг TD-CDMA сложилось свое сообщество компаний, в состав которого входят такие гиганты, как Motorola, Siemens, Alcatel, Bosch, Italtel, Nortel и Sony. Технические аспекты технологий-фаворитов рассматриваются во врезках «Широкополосный CDMA» и «Радиоинтерфейс TD-CDMA».

Согласно процедурным правилам, принятым ETSI, для утверждения в качестве стандартной технология должна была набрать 71% голосов участников собрания. Преодолеть этот барьер не смогли ни WCDMA, ни TD-CDMA: первая получила чуть больше 61%, вторая – несколько меньше 39% голосов. Поэтому было принято компромиссное решение, согласно которому в UTRA технология WCDMA должна применяться для парных частотных полос (FDD, Frequency Division Duplex), а TD-CDMA – для непарных частотных полос (TDD – Time Division Duplex).

С точки зрения пользователя, это означает, что для связи с мобильными пользователями, перемещающимися вне зданий, будет использоваться WCDMA, а для фиксированных пользователей и для связи внутри зданий – TD-CDMA. Согласно требованиям стандарта UTRA, мобильные абонентские терминалы должны поддерживать оба режима, TDD и FDD.

Одним из важнейших положений, связанных со стандартом нового поколения, является недопустимость отказа от построенной в Европе развитой инфраструктуры сетей GSM. С этой точки зрения, технология TD-CDMA имеет определенные преимущества. Что же касается WCDMA, здесь, по-видимому, совместимость с GSM предполагается обеспечивать за счет использования комбинированных абонентских терминалов, поддерживающих обе технологии радиоинтерфейса; это может привести к удорожанию мобильных телефонов. Именно в том, чтобы не допустить подорожания абонентских устройств, состоит еще одно требование к UTRA и IMT-2000. Напротив, ставится задача стирания грани между мобильной и фиксированной телефонной связью; в перспективе, не должно быть никакой разницы между мобильным и домашним телефонами.

2. Анализ вопросов проектирования сотовой системы связи стандарта DCS-1800 оператора «Астелит»

2.1 Расчет величины дуплексного разноса между частотными каналами

Величина дуплексного разноса определяется соотношением [6]

 = - = -, (2.1)

где ,  – верхняя (максимальная) частота поддиапазонов частот, выделенных для работы ССС;

 и  – нижняя (минимальная) частота этих же поддиапазонов.

 = 1805–1710 = 1815,8–1720,8 = 95 МГц.

2.2 Расчет общего числа частотных каналов

Общее число каналов в ССС  определяется формулой [6]

 = , (2.2)

где  – целая часть числа .

 =  = 72.

Для ССС необходимо выделение 72-х каналов.

2.3 Расчет размерности кластера

Размерность кластера  (частотного параметра) можно определить, используя соотношение [6]

, (2.3)

которое определяет процент времени , в течение которого отношение сигнал / взаимная помеха  на входе приемника будет меньше допустимого значения. Интеграл (2.3) является табулированной Q – функцией.

Нижний предел интегрирования в (2.3) определяется соотношением

, (2.4)

где  – минимально допустимая величина отношения сигнал / взаимная помеха, дБ;

 – определяется выражением

. (2.5)

В свою очередь значения  и  определяются формулами

;

, (2.6)

где  – параметр, определяющий диапазон случайных флуктуаций уровня сигнала в точке приема (для сотовых систем =6…12 дБ), по техническому заданию =8 дБ [6–8];

.

Значения  и от вида диаграмм направленности антенн, используемых на БС (круговая или секторная).

При использовании антенн с круговой ДНА () и секторными ДНА ( и ) значения  составляют 6, 2 и 1 соответственно. Величина  определяет собой количество «мешающих» базовых станций, расположенных в соседних кластерах, а  – величину, обратную отношению мощности сигнала к мощности помех, создаваемых -той «мешающей» станцией.

Как известно, приближенное значение отношения сигнал / взаимная помеха по мощности () определяется соотношением

, (2.7)

где  – расстояние от АС до «мешающей» БС;

 – радиус соты;

 – параметр затухания радиоволн. При распространении радиоволн в свободном пространстве =2, для сотовых систем связи 2<<5. В соответствии с техническим заданием берем =4.

Отношение сигнал / взаимная помеха + шум по мощности на входе приемника АС в общем случае определяется соотношением [6–8]

, (2.8)

где - мощность собственных шумов;

- мощность взаимных помех от базовых станций, расположенных в соседних кластерах и работающих на частоте приема АС. Если пренебречь величиной  по сравнению с (т. к. обычно ), то соотношение (2.8) можно преобразовать к виду [6]:

. (2.9)

Т.к.  (- расстояние от АС до обслуживающей ее БС), ( – расстояние от АС до базовых станций, расположенных в соседних кластерах и работающих на частоте приема АС), то соотношение (2.9) можно преобразовать к виду

. (2.10)

Если БС установлены в центрах ячеек (сот), то

.

Если БС оборудованы секторными антеннами () и установлены в общих углах каждой из тройки сот (сотовые решетки вида 3/9, 4/12 или 7/21), то

.

Значения  для предварительных приближенных расчетов можно взять одинаковыми и равными защитному промежутку , который, в свою очередь, определяется соотношением

.

Для более точного определения расстояний между АС и базовыми станциями (), работающими на совпадающих частотах, необходимо использовать геометрические модели территориального размещения этих БС. С помощью геометрических моделей легко выразить защитное расстояние  через величину радиуса соты или через относительное защитное расстояние

.

Значения  определяются соотношением

. (2.11)

Полученные значения  используются для определения ,  и среднего значения отношения сигнал / взаимная помеха на входе приёмника АС:

. (2.12)

Величина нижнего предела интегрирования в выражении (2.3) определяется соотношением

. (2.13)

Зная величину , по таблице значений -функций находим процент времени , в течение которого отношение сигнал / помеха на входе приёмника АС при выбранной размерности кластера  будет ниже допустимой величины r₀.

Если выполняется неравенство , то полученное значение частотного параметра  удовлетворяет заданным требованиям [6].

Если же , то необходимо искать новое значение размерности кластера.

Используя геометрические модели размещения БС с круговыми ДНА для С = 3, 4, 7, 9 найдем значения , выраженные через величину радиуса соты R, значения относительного защитного расстояния q, и по соотношению (2.11) определим коэффициенты  для каждого частотного параметра С.

Геометрические модели размещения БС приведены на рисунках 2.1 – 2.3.

а – для размерности кластера С=3; б – для размерности кластера С=4

Рисунок 2.1 – Геометрическая модель размещения БС с круговыми ДНА

Рисунок 2.2 – Геометрическая модель размещения БС с круговыми ДНА для размерности кластера С=7

Рисунок 2.3 – Геометрическая модель размещения БС с круговыми ДНА для размерности кластера С=9

Определяем значения защитного расстояния  и значения коэффициентов  для С = 3:

; ;

; ;

; .

; ;

; ;

; .

Определяем значения защитного расстояния  и значения коэффициентов  для С = 4:

; ;

; ;

; .

; ;

; ;

; .

Определяем значения защитного расстояния  и значения коэффициентов  для С = 7:

; ;

;

;

; .

; ;

; ;

; .

Определяем значения защитного расстояния  и значения коэффициентов  для С = 9:

; ;

; ;

;

.

; ;

; ;

; .

Приведем расчеты для размерности кластера С=7 и антенн БС с диаграммами направленности ,  и .

По соотношению (2.6), формулам (2.5) и (2.4) определяем параметры , ,  и нижний предел интегрирования Х.

;

;

;

;

;

.

;

.

.

;

;

.

;

;

;

;

;

.

Приведем сводную таблицу расчетов значений параметров для размерностей кластера С = 3, 4, 7, 9 для разных диаграмм направленностей антенн базовых станций – ,  и .

Достоинствами использования С = 7 и С = 9 перед С =3 и С = 4 являются меньшие влияния мешающих базовых станций, а как следствие более низкая вероятность ошибки, но при этом расширяется используемый диапазон частот и уменьшается число каналов обслуживаемых одной БС. Использование антенн с ДНА  снижает число «мертвых» (закрытых) зон, увеличивает устойчивость связи, но при этом, сравнивая с антеннами с ДНА , требуется большее число БС, большее число линий связи между БС и ЦС и следовательно увеличение расходов на размещение большего числа БС.

Исходя из соображений показателей качества связи и экономической эффективности для проектируемой для сотовой системы связи выбираем размерность кластера =7, а диаграмму направленности антенн БС .

Сравнивая параметры , , , , и проверяя выполнение неравенства  можно сделать выводы о том, что требуемому условию удовлетворяют  при использовании антенн с ДНА . Для размерности кластера  неравенство  выполняется в случаях, когда ДНА составляет  ().

Сводные данные расчетов частотного параметра С занесены в таблицу 2.1.

По табличным значениям интеграла вероятности [6] находим значения -функций для каждого случая ДНА базовой станции и определяем процент времени , в течение которого отношение сигнал / помеха на входе приёмника АС при выбранной размерности кластера  будет ниже допустимой величины r₀.

; .

Для дальнейших расчетов ССС принимаем С = 7, , М = 1, N_s=3 – число секторов.

Похожие работы

Изучение экономической целесообразности применения ООО Сибирь-связь зарубежных технологических разработок по строительству офисных телекоммуникационных сетей на базе систем микросотовой связи стандарта DECT

Скачать

139299

19

21

... предприятием аналоговых мини-АТС. ЗАКЛЮЧЕНИЕ В представленной дипломной работе рассмотрена возможность использования мирового опыта по проектированию и строительству офисных телекоммуникационных сетей на базе систем микросотовой связи стандарта DECT фирмой ООО «Сибирь-связь» (г. Красноярск) при оказании услуг по телефонизации офисов. Проведено изучение действующих стандартов используемых при ...

Архитектура сотовых сетей связи и сети абонентского доступа

Скачать

151321

4

10

... основного доступа к ISDN. Реализация этого стратегического направления эволюции сетей абонентского доступа зависит от конкретных условий существующей сети абонентского доступа каждой страны и определяется каждым оператором связи с учётом этих конкретных условий. Понятно, что разнообразие местных условий определяет большое число возможных способов миграции существующей сети абонентского доступа к ...

Анализ позиций товаров и услуг на примере сотовой сети Билайн

Скачать

122297

9

14

... почте и телеконференциям, где бы Вы не находились: в офисе, дома, в автомобиле. И многое другое. Сравнительный анализ цен, возможностей и качества предоставляемых услуг на примере трех московских компаний - «ВымпелКом», «Московской Сотовой Сети», «Мобильных Телесистем». В последние несколько лет радиотелефон стал одним из символов успешного бизнеса. Иметь такой аппарат ...

Развитие сотовых сетей радиосвязи с подвижными объектами

Скачать

28517

0

0

... выделенного диапазона благодаря пространственному разнесению сот с совпадающими частотами. Она широко используется при проектировании ССПР всех стандартов. Вместе с тем сотовые сети первых двух поколений уже не справляются с ростом числа абонентов. Практика развития сетей GSM в тех странах, где этот стандарт был принят, показала, что лицензией на предоставление услуг подвижной связи обладают два ...