Технологія безпроводової передачі даних CDMA

justify;">2) Збільшення канальної ємності за рахунок використання секторних антен (секторізація). У FDMA і TDMA кожна сота ділиться на сектори для того, щоб вплив інтерференційних перешкод. В результаті транкінговий ефективність розділених каналів в кожній соте погіршується. У CDMA секторізація застосовується для збільшення ємності шляхом організації трьох радіоканалів в трьох секторах, і, таким чином, ємність збільшується в три рази в порівнянні з теоретичної ємністю при використанні одного радіоканалу в соте. Тому є можливість підключити додаткового абонента, при цьому якість відтворення мови погіршується незначно в порівнянні із звичайним режимом. Наприклад якщо в соте 40 каналів і додається ще один, то різниця у ставленні несуча / інтерференція Eb/N0 складає всього 10log (40 +1) / 40 = 0. 24 дБ.

3) Великою перевагою CDMA перед іншими системами є те, що CDMA може багаторазово використовувати повний спектр всіх сот.

У разі коли кількість абонентів дорівнює N, базова станція приймає сигнал складається з необхідного нам сигналу з потужністю С і N- 1 интерферирующих сигналів також з потужністю С. Звідси ставлення несуча до інтерференції може бути виражене як

 , (4. 47)

де С – рівень потужності необхідного сигналу;

I – Рівень потужності інтерференції.

З (4. 35) можна визначити:

 . (4. 48)

На відміну від систем FDMA і TDMA, в системі CDMA нас більше цікавить ставлення Eb/N0 ніж ставлення C / I.

Припустимо що

R – швидкість передачі даних (у нашому випадку 9600 bps)

W – ширина каналу (1. 25 MHz)

Відношення між C / I і Eb/N0 може бути виражене як

 , (4. 49)

Перемножаемо (4. 47) і (4. 48), отримуємо

 , (4. 50)

Вираз (4. 49) визначає максимальне число абонентів у системі CDMA залежно від мінімальної величини Eb/N0 необхідної для нормальної роботи системи, яка для передачі цифрового голосу увазі BER (Коефіцієнт бітової помилки) рівні 10-3 або менше.

 , (4. 51)

З урахуванням повторного використання частоти:

 , (4. 52)

З урахуванням секторизації:

 , (4. 53)

Формула (4. 53) є кінцевою формулою для розрахунку ємності однієї соти,

де F = 0. 65 – ефективність багаторазового використання частоти;

VAF = 0. 35 – середня активність промови абонента;

G – коефіцієнт секторизації, для 120о секторизації G=2. 55

 

4. 7 Дослідження радіуса стільники

 

Радіус стільники можна отримати, знайшовши відстань на якому втрати при поширенні призводять до рівня сигналу рівному необхідному, як функції завантаження стільника.

Розрахунок бюджету радіолінії для конкретного стільника веде до знаходження величини максимальних прийнятних втрат при розподілі Lmax. Так як втрати при поширенні пропорційні довжині радіолінії, значення Lmax висловлює максимальну дистанцію радіолінії або іншими словами ефективний радіус стільники або сектора в певному напрямку.

Загальний вираз для втрат при поширенні в дБ як функції відстані наступне:

 , (4. 54)

де   відстань в кілометрах

  значення втрат для  1

  закон розподілу енергії

На краях стільники,   і втрати рівні  . Таким чином, повне вираження для радіуса стільники в кілометрах має вигляд:

  (4. 55)

Вирішуючи загальне вираз щодо   отримуємо

 . (4. 56)

або

 . (4. 57)

Таким чином, для знаходження відносини між радіусом стільники і кількістю трафіку в соте, необхідно знайти вирази для максимальних втрат при розподілі   і підставити в (4. 43)

Емпірична формула для втрат була визначена МСЕС (ITU-R)

  (4. 58)

де  і   висоти антен базової і мобільної станції в метрах

  центральна частота в МГц

 , (4. 59)

  (% площі покритої будівлями) корекційний фактор

Формула перетворена з моделі умов поширення Хата для малих і середніх міст.

Таким чином

Скористаємося типовими значеннями зворотного каналу, частотою  =450 МГц і висотами антен базової станції  =30м і мобільного терміналу  =1, 5м, а так само відсотком забудови рівним 10%.

Підставивши дані у (4. 59) отримаємо

  (4. 60)

Таким чином, порівнюючи вирази (4. 59) і (4. 55) знаходимо значення для   і  ,

 120. 56 дБ и  35. 22/10=3. 522 (4. 61)

Тепер необхідно знайти вираз для максимальних втрат при розподілі   щодо завантаження стільники. Для цього необхідно визначити залежність рівня сигналу від завантаження стільники.

Позначимо середній рівень сигналу, необхідний при прийомі   і мінімальний необхідний при прийомі рівень сигналу у відсутності інтерференції  .

Відповідно до ідеально відрегульованою за потужністю моделлю необхідну середнє значення сигналу

  (4. 62)

де   відношення кількості користувачів в соте (секторі) до максимальної кількості користувачів.

З урахуванням запасу по потужності в дБм

 , (4. 63)

де

  (4. 64)

припустивши, що база сигналу PG=128=21. 1дБ і шуми приймача базової станції 5 дБ, випливає що  .

Ідеальне максимальну кількість користувачів з урахуванням запасу по потужності:

 . (4. 65)

звідси випливає, що максимально прийнятні втрати