Расчет зоны покрытия с центром в г. Атырау

Зоны покрытия можно получить, найдя расстояние на котором потери при распространении приводят к уровню сигнала равному требуемому, как функции загрузки соты.

Расчет бюджета радиолинии для конкретной зоны ведет к нахождению величины максимальных приемлемых потерь при распределении L_max. Так как потери при распространении пропорциональны длине радиолинии, значение L_max выражает максимальную дистанцию радиолинии или другими словами эффективный радиус зоны или сектора в определенном направлении.

Общее выражение для потерь при распространении в дБ как функции расстояния следующее:

(2.33)

где расстояние в километрах

значение потерь для 1, дБ;

закон распределения энергии;

На краях соты, и потери равны . Таким образом, полное выражение для радиуса зоны обслуживания в километрах имеет вид:

(2.34)

Решая общее выражение относительно , получаем:

(2.35)

или

(2.36)

Таким образом, для нахождения отношения между радиусом зоны обслуживания и количеством трафика в зоне, необходимо найти выражения для максимальных потерь при распределении .

Эмпирическая формула потерь для открытой местности была определена МСЭС(ITU-R), и выглядит следующим образом:

(2.37)

где

- радиочастота несущей, МГц;

- высота подвеса антенны ЦС, м;

- высота подвеса антенны БС, м;

Воспользуемся значениями обратного канала, центральная частота (МГц) и высотами антенн ЦС =40 (м) и мобильного терминала (м).

Таким образом, сравнивая выражения (2.41) и (2.44) находим значения для и :

и (2.38)

Теперь необходимо найти выражение для максимальных потерь при распределении относительно загрузки соты. Для этого необходимо определить зависимость уровня сигнала от загрузки соты.

Обозначим средний уровень сигнала, требуемый при приеме и минимальный необходимый при приеме уровень сигнала в отсутствии интерференции .

В соответствии с идеально отрегулированной по мощности моделью требуемое среднее значение принимаемого сигнала:

(2.39)

где отношение количества пользователей в соте (секторе) к максимальному количеству пользователей.

С учетом запаса по мощности в дБм:

(2.40)

где

(2.41)

Идеальное максимальное количество пользователей с учетом запаса по мощности вычисляется по формуле:

(2.42)

отсюда следует, что максимально приемлемые потери при распределении, это потери, при максимальной мощности передатчика мобильного терминала и различных усилениях и потерях не при распределении в обратном канале, приводят к тому, что на базовой станции принимается требуемый уровень сигнала. Выражение, описывающее данное состояние следующее:

(2.43)

где

(2.44)

- определяет мощность мобильного терминала, которая была бы принята приемником базовой станции в отсутствии потерь, дБм. Таким образом:

(2.45)

Воспользуемся данными обратного канала, полученные выше и найдем результат формулы 2.51:

Выражение для максимального ослабления при распространении как функции параметра загрузки сети Х имеет вид:

(2.46)

Если добавить в (2.53) детализированные потери из (2.51) с учетом запаса по мощности используемого в (2.47), тогда (2.53) можно выразить как:

(2.47)

Теперь подставим (2.54) в качестве в (2.43) для того, что бы получить желаемое выражение радиуса соты как функции загрузки сети:

(2.48)

Это выражение показывает максимальный радиус соты доступный мобильному передатчику с мощностью рассмотренной в расчетах .

Найдем числовое выражения для радиуса соты, основываясь на выражении (2.52), используя модель МСЭС(ITU-R), численные значения параметров обратного канала, а так же предполагая, что высоты антенн ЦС и БС .

Для получение радиуса зоны покрытия пользуется отношениями сигнал/шум двух видов: с малым значение для определение максимальной зоны покрытия , и средним значением при котором базовая станция (мобильный терминал) работает в нормальном режиме .