Отчет мсэ-r m. 2078 Оценка требований к ширине полос спектра для будущего развития систем imt-2000 и imt-advanced (2006)
жүктеу/скачать 12.23 Mb.
|
- Бұл бет үшін навигация:
- 2 Адаптация реальной радиосети к положениям Рекомендации МСЭ-R M.1768 и настоящего Отчета
- 2.1 Площадь ячейки
- 2.2 Скорость передачи прикладных данных
- 2.3 Минимальный задействованный спектр на оператора (= на сеть) в радиосреде
- 2.4 Зоновая эффективность использования спектра
- 2.5 Достижимая битовая скорость в ячейке
- 2.6 Взаимосвязи между радиопараметрами
- 3 Выводы
- 4 Справочные документы
1.6 Сводка основных соотношенийИсследования в рамках этого документа показывают основные соотношения между различными параметрами радиоинтерфейса и сценариями развертывания. Более подробные объяснения касательно использованных в настоящем Приложении теоретических предпосылок даны в [4]. Основные соотношения между различными параметрами кратко изложены ниже: – Доступная пиковая суммарная пропускная способность радиоинтерфейса определяется максимальной модой физического уровня и доступна только для высоких отношений несущая/помеха. – Уменьшение размера K кластера снижает потребности в спектре, Bnecessary, для заданной ширины полосы W несущей, но за счет средней суммарной пропускной способности. – Потребности в спектре для систем с адаптивной модуляцией и кодированием для заданной пиковой суммарной пропускной способности, нормализованной к средней суммарной пропускной способности ячейки, минимальны для кластера K = 1. – Однако при данных условиях вероятность достижения этой пиковой суммарной пропускной способности невелика из-за влияния помех в совмещенном канале. – Требуемая пиковая суммарная пропускная способность может быть в принципе достигнута при любой эффективности использования спектра max в сочетании с определенным уровнем модуляции. – Доступная суммарная пропускная способность существенно снижается с увеличением расстояния от базовой станции. – Суммарная пропускная способность на краю ячейки не зависит от доступной пиковой пропускной способности радиоинтерфейса. Она зависит только от достижимого отношения несущая/помеха и ширины полосы несущей. – Суммарный средний трафик, который может поддерживаться, зависит от доступной суммарной средней пропускной способности ячейки. – Средняя суммарная пропускная способность зависит от проектируемого радиоинтерфейса (пиковая суммарная пропускная способность, ухудшение по сравнению с границей Шеннона, гибкость мод физического уровня), условий распространения и сценария развертывания и особенно от ширины полосы системы. – Условия распространения, в том числе коэффициент потерь на трассе и среднеквадратичное отклонение замираний в зоне отсутствия приема, должны рассматриваться как зависящие от сценариев развертывания. – Высокие значения коэффициента уменьшают влияние помех между ячейками за счет снижения радиуса действия, и наоборот. – Небольшие значения коэффициента приводят к увеличению радиуса действия и к улучшению экономических показателей развертывания сети при достаточной масштабируемости размеров ячейки. Однако при этом также возрастают помехи в совмещенном канале. Влияние помех между ячейками в данном случае нужно снижать с помощью концепций использования антенн и развертывания точек доступа на высотах ниже уровня крыш в целях использования создаваемого затенения в зоне развертывания. – Концепции использования антенн снижают уровень помех в совмещенном канале и могут увеличить радиус действия. – Для уменьшения необходимых защитных полос между соседними несущими должно быть сведено к минимуму влияние помех по соседнему каналу. – Однако наибольшее влияние оказывается в результате помех в совмещенном канале внутри ячеек по сравнению с такими помехами между ячейками, а наименьшее влияние – в результате помех по соседнему каналу. 2 Адаптация реальной радиосети к положениям Рекомендации МСЭ-R M.1768 и настоящего ОтчетаВ разделе 2 приводится описание основных характеристик реальной радиосети в условиях, ограниченных действием помех, и перечисляются проблемы, влияющие на потребности в спектре. Упрощенное описание реальной радиосети излагается в приведенной в Рекомендации МСЭ-R M.1768 согласованной методологии расчета потребностей в спектре. Упрощения были вызваны тем, что одно из требований в отношении методологии заключалось в том, чтобы она была "не более сложной, чем это оправдано неопределенностью входных данных". В методологии расчета требуемого спектра по Рекомендации МСЭ-R M.1768 многие из важных факторов, перечисленных в § 3, моделируются с помощью входных параметров для данной методологии. Эти связанные с радиосетями входные параметры включают площадь ячейки, скорость передачи прикладных данных, минимальный задействованный спектр на оператора в радиосреде и зоновую эффективность использования спектра. Значение и способ применения этих параметров в методологии описываются в нижеследующих подразделах. Кроме того, дается объяснение, каким образом при выводе значений для этих входных параметров должны учитываться перечисленные в § 3 проблемы реальных радиосетей. 2.1 Площадь ячейкиПараметр площади ячейки используется для вычислений предлагаемой нагрузки трафика в разных радиосредах при различных уровнях телеплотности, основанных на показателях трафика исходя из данных изучения рынка. Реальные значения параметра площади ячейки должны определяться с помощью расчетов бюджета линии связи. Значения параметра площади ячейки учитывают эксплуатационную среду (например, условия распространения в данной зоне развертывания, помеховую ситуацию), критерии QoS (например, целевые скорости передачи данных, наподобие пиковой скорости передачи данных и скорости передачи данных пользователя на краю ячейки) и характеристики системы (например, конфигурации антенн, характеристики передатчиков и приемников, а также значения ширины полосы несущей, которые зависят от скорости передачи данных). Значения площади ячейки должны, кроме того, учитывать требования в отношении поддержки классов подвижности в ячейках разных видов. Например, в макроячейке, по определению, поддерживаются все классы подвижности (от стационарного режима до подвижности с высокой скоростью) согласно Рекомендации МСЭ-R M.1768, которая устанавливает нижний предел доступного размера ячейки при развертывании макроячейки. 2.2 Скорость передачи прикладных данныхПараметр скорости передачи прикладных данных используется в методологии при распределении трафика группам RAT и радиосредам. Скорость передачи прикладных данных представляет собой битовую скорость, которая в основном доступна для доставки приложений в ячейке конкретного вида. Скорость передачи прикладных данных может быть ниже пиковой битовой скорости и может не быть доступной по всей ячейке. В задействованных средствах оценки в настоящее время используются следующие значения скорости передачи прикладных данных при распределении трафика различным группам RAT: – сценарии макроячеек 50 Мбит/с; – сценарии микроячеек 100 Мбит/с; – внутренние сценарии 1 Гбит/с. В среде макро- и микроячеек система работает в условиях, ограниченных помехами. В этой среде доступная суммарная пропускная способность существенно уменьшается с увеличением радиуса действия (см. § 3.3.2). Поэтому скорость передачи прикладных данных – особенно в среде макроячеек – соответствует ожидаемой средней суммарной пропускной способности, которая меньше пиковой суммарной пропускной способности системы. На рис. 6 и 7 показано, что средняя суммарная пропускная способность для развертывания с вариантом 1 повторного использования частоты в среде макроячеек составляет примерно 50% от пиковой суммарной пропускной способности, зависящей от пикового значения эффективности использования спектра, ухудшения по сравнению с границей Шеннона и условий распространения. В макроячейках скорость передачи прикладных данных 50 Мбит/с соответствует 50% от требуемой пиковой суммарной пропускной способности 100 Мбит/с для систем IMT Advanced. В среде микроячеек потенциально могут быть применены более высокие моды физических уровней по сравнению с макроячейками вследствие более высоких ожидаемых отношений несущая/помеха, которые позволяют использовать более высокую скорость передачи прикладных данных в 100 Мбит/с. Предполагается, что сценарии внутри помещений задействуются в системе при условиях работы, ограниченных шумами, которые значительно превышают допустимый уровень шума. Поэтому скорость передачи прикладных данных в 1 Гбит/с соответствует требуемой пиковой суммарной пропускной способности системы, которая с большой вероятностью применима во всей ячейке внутри помещения в связи с ожидаемым коротким радиусом действия согласно реальным допущениям для применений внутри помещений. Эти значения скорости передачи прикладных данных, сравнимые со значениями требуемой пиковой суммарной пропускной способности, соответствуют зоновой эффективности использования спектра для различных сценариев. Скорость передачи прикладных данных согласно Рекомендации МСЭ-R M.1768 определяет, может ли заданная группа RAT в данной радиосреде поддерживать ту или иную категорию услуг путем сравнения требований разных категорий услуг с возможностями группы RAT. Изучения возможностей рынка в Отчете МСЭ-R M.2072 характеризуют категории услуг с помощью только одного вида параметра скорости передачи данных, а именно – средней битовой скорости передачи данных, относящихся к услуге. Средняя обеспечиваемая битовая скорость для определенной категории услуг отражает требование к средней скорости передачи данных, которую получают как средневзвешенное значение для различных услуг, принадлежащих к одной и той же категории услуг, как описано в Рекомендации МСЭ-R M.1768. Поэтому в методологии моделирования группы RAT в целях упрощения используется только один вид параметра скорости передачи данных. Было решено, что это будет скорость передачи прикладных данных, причем достаточно высокая для доставки категорий услуг по результатам изучения рынка, которые могут поддерживаться будущими системами. Однако эта битовая скорость, возможно, будет доступна не во всей ячейке.
При выводе значений для параметра минимального задействованного спектра необходимо обеспечить, чтобы скорость передачи прикладных данных могла поддерживаться в данной радиосреде. Кроме того, при минимальном задействованном спектре должна учитываться битовая скорость на краю ячейки в целях обеспечения приемлемого уровня удовлетворенности пользователей, в том числе тех, которые размещены в зоне на краю ячейки. 2.4 Зоновая эффективность использования спектраВ Рекомендации МСЭ-R M.1768 параметр зоновой эффективности использования спектра применяется для расчета предварительных потребностей в спектре на ячейку путем деления требуемой пропускной способности в бит/с/ячейка на значения эффективности использования спектра в бит/с/Гц/ячейка. В Рекомендации МСЭ-R M.1768 и Отчете МСЭ R M.2074 эффективность использования спектра определяется на основе расчетов из средней пропускной способности при передаче данных, обеспечиваемой для всех пользователей, которые равномерно размещены в зоне действия радиосреды, на уровне IP для услуг с коммутацией пакетов и на прикладном уровне для услуг с коммутацией каналов. Требования к пропускной способности в методологии определяют суммарные требования к пропускной способности для UL (линия вверх) и DL (линия вниз), и таким образом соответствующая эффективность использования спектра не зависит направления линии связи. Требование к пропускной способности – это требуемая в ячейке средняя суммарная пропускная способность, которая вычисляется исходя из показателей трафика, представляющих средний суммарный трафик в ячейке. Поэтому эффективность использования спектра также указывается в виде одного среднего значения, характеризующего ситуацию во всей ячейке. Расчет значений эффективности использования спектра основывается на средней суммарной пропускной способности всех пользователей в ячейке, нормированной к ширине полосы частот ячейки. В значениях эффективности использования спектра должны учитываться критерии QoS (достаточный уровень удовлетворенности пользователей, скорости передачи данных), эксплуатационные условия (условия распространения, помеховая ситуация) и характеристики системы (характеристики антенн, эксплуатационные характеристики передатчиков и приемников).
Для целей распределения трафика принимается допущение, что используемая в методологии скорость передачи прикладных данных постоянна на всей площади ячейки. Такой подход представляет собой заниженное приближение, поскольку он предполагает, что скорость передачи прикладных данных для большей части пользователей всегда доступна. Тем не менее, изменчивость доступных скоростей передачи данных учитывается путем рассмотрения зоновой эффективности использования спектра, т. е. эффективности использования спектра, усредненной по всей площади ячейки. 2.6 Взаимосвязи между радиопараметрамиРадиопараметры в § 4.1–4.4, используемые в качестве входных параметров в Рекомендации МСЭ-R M.1768 для упрощенного моделирования реальной сети, тесно связаны между собой. Следовательно, вывод значений для тех входных параметров, которые подлежат использованию в настоящем Отчете, должен осуществляться на таких же принципах. Значения входных параметров должны учитывать эксплуатационные условия (например, условия распространения, помеховая ситуация), критерии QoS (например, требования к скорости передачи данных, удовлетворенность пользователей) и характеристики системы (конфигурации антенн, характеристики передатчиков и приемников). Важно, чтобы такая же ситуация учитывалась при выводе значений для различных входных параметров, обусловленных указанными взаимосвязями. 3 ВыводыВ данном Приложении 2 описываются характеристики реальной радиосети с учетом основных взаимосвязей между ними и перечисляются проблемы, влияющие на потребности в спектре. Упрощенная модель описания реальной радиосети представляется при помощи согласованной методологии расчета спектра в Рекомендации МСЭ-R M.1768. Представленные в § 3 факторы, оказывающие влияние на потребности в спектре реальной радиосети, включаются в методологию расчета спектра в виде входных параметров и вывода их значений, как описано в § 4. Эти входные параметры включают площадь ячейки, скорость передачи прикладных данных, минимальный задействованный спектр на оператора в радиосреде и зоновая эффективность использования спектра. Важно, чтобы вывод значений для тех входных параметров, которые подлежат использованию в настоящем Отчете, осуществлялся на одних и тех же принципах и с теми же допущениями из-за наличия взаимосвязей между отдельными параметрами. 4 Справочные документы[1] Recommendation ITU-R M.1645 – Framework and overall objectives of the future development of IMT 2000 and systems beyond IMT 2000. [2] Recommendation ITU-R M.1768 – Methodology for calculation of spectrum requirements for the future development of the terrestrial component of IMT-2000 and systems beyond IMT-2000. [3] THOMAS, J.B.[1969] An Introduction to Statistical Communication Theory, John Wiley & Sons, New York, United States of America. [4] MOHR, W.[2003] Spectrum demand for Systems Beyond IMT-2000 Based on Data Rate Estimates. Wiley J. Wireless Comm. and Mobile Computing; 3, p. 1-19. Приложение 3
В отношении оценки спектра для приложений кочевой (nomadic) связи, которые должны обеспечиваться группой RATG 2, имели место продолжительные дискуссии. Некоторые администрации полагали, что нет надобности в отдельной оценке этого спектра, тогда как другие придерживались мнения, что такая отдельная оценка должна проводиться для того, чтобы администрации могли быть проинформированы о способах размещения таких видов использования спектра в доступных полосах частот. Приложения кочевой связи базируются на использовании высоких скоростей передачи данных вплоть до 1 Гбит/с, и такие приложения будут обеспечиваться при помощи пикоячеек и ячеек в "горячих точках". Характеристики радиоусловий для приложений кочевой связи могут отличаться от характеристик для подвижной связи, а именно: возможны большая ширина полосы несущей (например, 100 МГц), меньшие уровни помех другим ячейкам и т. д. Средства оценки спектра не позволяют проводить отдельную оценку спектра для приложений кочевой связи. Из-за недостатка времени не удалось своевременно завершить эту работу для включения ее результатов в Отчет ПСК-07. В одной администрации был проведен ряд оценок требуемого спектра для кочевой связи, и было показано, что этот спектр может составлять более 50% от общей оценки спектра. Некоторые администрации поддерживают указанные в данном анализе тенденции, а другие занимают противоположную позицию. Поскольку при помощи имеющихся средств невозможно оценить спектр для кочевой связи, проведенные оценки могут быть неточными. Приложение 4 Восприимчивость оценок спектра На рис. 10, ниже, показана восприимчивость оценок спектра к параметрам U, Q, R и . Эти параметры изменяются в пределах от минимума (равного нулю) до максимума (равного 1), а следовательно, будут и общие изменения. Результаты показывают, что потребности в спектре быстро растут за пределами примерно 50%
РИСУНОК 10 Восприимчивость оценок спектра к параметрам U, Q, R и 
______________ 1Процесс усреднения, используемый в Отчете МСЭ-R M.2072 в целях получения характеристик трафика для каждой категории услуг, может привести к недооценке потребностей в спектре, если данные любой из рассматриваемых услуг передаются со скоростью, существенно превышающей среднюю. Этот фактор будет иметь значение только в отношении наивысшей категории услуг для трафика в режиме коммутации каналов. 2Группа RAT 1: системы pre-IMT, IMT-2000 и ее усовершенствованные варианты. • Эта группа охватывает сотовые системы подвижной связи, системы IMT-2000 и их усовершенствованные варианты в соответствии с примечаниями 5.317A, 5.384A и 5.388 к таблице распределения частот. 2 жүктеу/скачать 12.23 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|