В случае постоянной моды физического уровня необходимое значение CIRcov для критерия качества, соответствующего, например, 95% удовлетворенных пользователей, можно получить из уравнения (6) и таблицы 33. Ширина полосы несущей связана со значением W, а разнос несущих определяется величиной W(1 + q), где параметр q представляет собой требуемую нормализованную защитную полосу применительно к разносу между соседними каналами. Эти расчеты позволяют получить значение необходимой ширины полосы Bnecessary для полной системы и размер K кластера для повсеместного охвата на основе уравнений (1), (2) и (6):
.
Для и
. (8)
Для
.
В случае CIR > CIR увеличение отношения CIR не приводит к повышению эффективности использования спектра вследствие ограничения величины max моды физического уровня в радиосистеме.
На рисунке 5 показаны оценки согласно уравнению (8) применительно к потребностям в охвате и условиям распространения. В этом случае минимальные потребности в спектре достигаются для значений CIR выше 10 дБ, которые соответствуют размеру кластера, K > 7.
РИСУНОК 5
Необходимая нормализованная ширина полосы системы для: охвата 95%, среднеквадратичного отклонения 8 дБ для медленных замираний, наклона 40 дБ для кривой потерь на трассе, параметров CIR – ухудшения по сравнению с границей Шеннона и максимальной эффективности
использования спектра max моды физического уровня
1.3 Потребности в спектре для радиоинтерфейса с адаптивными модами физического уровня
В случае конфигурации сотовой сети, обеспечивающей повсеместный охват для сети с полной нагрузкой и адаптивной модуляцией и кодированием используется та мода физического уровня, которая согласно рис. 3 соответствует достижимому значению CIR. В зависимости от необходимого значения CIR может быть вычислен "эффективный размер кластера" K. Эти различные моды физического уровня соответствуют различным параметрам max (бит/с/Гц). С помощью уравнения (6) можно рассчитать "эффективный размер кластера" K K для каждой из этих мод с определенным минимально требуемым значением CIRcov и необходимым диапазоном изменения CIR. Эти расчеты в результате позволяют получить заданное расстояние D повторного использования при эффективном радиусе ячейки R R, где конкретный физический уровень может быть использован с требуемыми характеристиками охвата (рис. 4):
и . (9)
Средняя нормализованная суммарная пропускная способность (соответствующая зоновой эффективности использования спектра) в зоне развертывания в качестве ожидаемого значения T/W с плотностью распределения вероятности для K [4] соответствует этому ожидаемому значению, которое зависит от радиоинтерфейса, сценария развертывания и размера K кластера. Указанная средняя величина вычисляется в предположении равномерного размещения пользователей в зоне развертывания.
1.3.1 Оценка средней суммарной пропускной способности для заданного радиоинтерфейса с адаптивными значениями уровня модуляции и скорости кодирования
На рисунках 6 и 7 показана средняя пропускная способность, нормализованная к ширине полосы W несущей для различных пиковых значений эффективности использования спектра, максимальной пропускной способности Tmax, вероятности наличия максимальной пропускной способности в зоне охвата, а также необходимой общей потребности в спектре с целью обеспечения повсеместного охвата для параметров 1 бит/с/Гц и 4 бит/с/Гц при типовых заданных условиях распространения и требованиях к охвату. Математическое обоснование для средних значений приведено в [4]. При возрастающем ухудшении CIR в сравнении с пропускной способностью по Шеннону средняя пропускная способность значительно уменьшается, что приводит к увеличению потребностей в спектре. Вероятность достижения пиковой пропускной способности существенно снижается для малых размеров кластера. Однако, потребности в спектре минимальны для размера кластера K = 1. Это дает возможность находить компромиссные варианты выбора между значениями суммарной средней пропускной способности, наличием пиковой суммарной пропускной способности и общей потребностью в спектре.
Поэтому при оценке потребностей в спектре необходимо учитывать эталонные сценарии развертывания и критерии качества для доступной суммарной средней пропускной способности в соответствии с пиковой суммарной пропускной способностью радиоинтерфейса и вероятностью поддержки пиковой суммарной пропускной способности в зоне развертывания.
РИСУНОК 6
Средняя суммарная пропускная способность, нормализованная к ширине полосы несущей и максимальной суммарной пропускной способности и вероятность максимальной суммарной пропускной способности для параметров: охват 95%, ячейки всех видов, среднеквадратичное отклонение 6 дБ
медленных замираний, наклона 40 дБ кривой потерь на трассе, max = 1 бит/с/Гц
для параметра CIR – ухудшения по сравнению с границей Шеннона
РИСУНОК 7
Средняя суммарная пропускная способность, нормализованная к ширине полосы несущей и максимальной суммарной пропускной способности и вероятность максимальной суммарной пропускной способности для параметров: охват 95%, ячейки всех видов, среднеквадратичное отклонение 6 дБ
медленных замираний, наклона 40 дБ кривой потерь на трассе, max = 4 бит/с/Гц
для параметра CIR – ухудшения по сравнению с границей Шеннона
1.3.2 Суммарная пропускная способность в зависимости от расстояния, а также на краю ячейки для заданного радиоинтерфейса с адаптивной модуляцией и кодированием
Теоретически доступная суммарная пропускная способность зависит от существующего отношения несущая/помеха и уменьшается с увеличением расстояния r до обслуживающей базовой станции. Доступная суммарная пропускная способность на краю ячейки является важным критерием качества обслуживания (QoS) с точки зрения пользователя. Нормализованная суммарная пропускная способность в зависимости от расстояния определяется по формуле [4]:
. (10)
Доступная суммарная пропускная способность значительно уменьшается с расстоянием r. Поэтому минимальная гарантированная доступная суммарная пропускная способность вплоть до края ячейки также является важным критерием качества, который должен учитываться при определении общей потребности в спектре. На рис. 8 представлены значения доступной суммарной пропускной способности в зависимости от расстояния.
РИСУНОК 8
Нормализованная суммарная пропускная способность в зависимости от нормализованного расстояния r/R для параметров: размер кластера K = 1, охват 95%, ячейки всех видов, среднеквадратичное отклонение 6 дБ медленных замираний и наклон 40 дБ кривой потерь
на трассе для параметра CIR – ухудшения по сравнению с границей Шеннона,
максимальная нормализованная суммарная пропускная способность max указывается
Суммарная пропускная способность на краю ячейки при r = R определяется согласно [4]:
, (11)
она не зависит от пиковой суммарной пропускной способности радиоинтерфейса для самой высокой моды физического уровня.
На рис. 9 представлена суммарная пропускная способность на краю ячейки согласно уравнению (11) для типовых параметров, которые использовались ранее. Суммарная пропускная способность повышается с увеличением размера кластера, однако, за счет роста потребностей в спектре (ср. рис. 6 и 7). Ухудшение параметра CIR оказывает существенное влияние на эффективность использования спектра, особенно для малых размеров кластера. В реальных системах функции ограничиваются значением max максимальной доступной моды физического уровня.
РИСУНОК 9
Нормализованная суммарная пропускная способность на краю ячейки для параметров: охват 95%,
ячейки всех видов, среднеквадратичное отклонение 6 дБ медленных замираний и наклон 40 дБ
кривой потерь на трассе для параметра CIR – ухудшения по сравнению с границей Шеннона,
максимальная нормализованная суммарная пропускная способность max указывается
Достарыңызбен бөлісу: |