Магистерская диссертация «Исследование аппаратных средств радиопередатчиков стандарта WiMAX» (стр. 12 )

Таблица 3.5.

Энергетические характеристики, параметры	Значение	Расчетные формулы
Мощность передатчика , dBm	36
Потери в фидере антенны ПРД, PfidTX, dB	2
Максимальный КУ антенны ПРД, G0TX, dBi	17
Излучаемая мощность , dBm	51	Prad =PTX – PfidTX + G0TX Prad = (36 – 2) + 17
Чувствительность приемника, dBm	-109
Необходимая мощность полезного сигнала с вероятностью 50 % , dBm	-113,4	Pws(50%) =PRX – G0RX Pws(50%) = -109 – 4,4
Необходимая напряженность поля полез­ного сигнала с вероятностью 50 % , dBµV	31	Ews(50%) = 77,2 + 20lg f + Pws(50%) Ews(50%) = 77,2 + 20lg 2300 – 113,4

Продолжение таблицы 3.5.

Энергетические характеристики, параметры	Значение	Расчетные формулы
Среднеквадратическое отклонение (СКО) флуктуаций сигнала s, dB	10
Параметр логнормального распределения уровней сигнала по местоположению с вероятностью 75% h(75%), раз	0,68
Необходимая мощность полезного сигнала на границе зоны обслуживания с вероятностью 75% , dBm	-106,6	Pws(75%) = Pws(50%) + η(75%) ∙ σ Pws(75%) = -113,4 + 0,68 ∙ 10
Необходимая напряженность поля полезного сигнала на границе зоны обслуживания с вероятностью 75% , dBµV	37,8	Ews(75%) = Ews(50%) + η(75%) ∙ σ Ews(75%) = 31 + 0,68 ∙ 10
Допустимые основные потери передачи с вероятностью 50% , dB при нахождении АС на улице	154,4	Lt(50%) = Prad – Pws(50%) Lt(50%) = 51 – (-113.4)
Допустимые основные потери передачи с вероятностью 75% , dB при нахождении АС на улице	161,2	Lt(75%) = Lt(50%) – η(75%) ∙ σ Lt(75%) = 154,4 – 0,68 ∙ 10
Максимальная дальность связи с вероятностью 75% на границе зоны обслуживания , km	1,1

Расчёт трассы вниз при модуляции 64-КАМ:

Таблица 3.6.

Энергетические характеристики, параметры	Значение	Расчетные формулы
Мощность передатчика , дБм	32
Потери в фидере антенны ПРД, PfidTX, dB	2
Максимальный КУ антенны ПРД, G0TX, dBi	17
Излучаемая мощность , dBm	47	Prad =PTX – PfidTX + G0TX Prad = 32 – 2 + 17
Чувствительность приемника, dBm	-103
Необходимая мощность полезного сигнала с вероятностью 50 % , dBm	-107,4	Pws(50%) =PRX – G0RX Pws(50%) = -103 – 4,4
Необходимая напряженность поля полез­ного сигнала с вероятностью 50 % , dBµV	37	Ews(50%) = 77,2 + 20lg f + Pws(50%) Ews(50%) = 77,2 + 20lg 2300 – 107,4
Среднеквадратическое отклонение (СКО) флуктуаций сигнала s, dB	10
Параметр логнормального распределения уровней сигнала по местоположению с вероятностью 75% h(75%), раз	0,68
Необходимая мощность полезного сигнала на границе зоны обслуживания с вероятностью 75% , dBm	-100,6	Pws(75%) = Pws(50%) + η(75%) ∙ σ Pws(75%) = -107,4 + 0,68 ∙ 10

Продолжение таблицы 3.6.

Энергетические характеристики, параметры	Значение	Расчетные формулы
Необходимая напряженность поля полезного сигнала на границе зоны обслуживания с вероятностью 75% , dBµV	43,8	Ews(75%) = Ews(50%) + η(75%) ∙ σ Ews(75%) = 37 + 0,68 ∙ 10
Допустимые основные потери передачи с вероятностью 50% , dB при нахождении АС на улице	154,4	Lt(50%) = Prad – Pws(50%) Lt(50%) = 47– (-107,4)
Допустимые основные потери передачи с вероятностью 75% , dB при нахождении АС на улице	147,6	Lt(75%) = Lt(50%) – η(75%) ∙ σ Lt(75%) = 154,4 – 0,68 ∙ 10
Максимальная дальность связи с вероятностью 75% на границе зоны обслуживания , km	0,58

На рис. 3.3 приведен график зависимости потерь от расстояния при передаче вниз

Рис. 3.3. Зависимости потерь от расстояния при передаче вниз.

При расчете были учтены изменения мощности передатчика базовой станции и чувствительности приемника абонентской станции в зависимости от применяемой схемы модуляции. Использование модуляции 64-КАМ обеспечивает более высокую скорость передачи, но требует обеспечения большей величины отношения сигнал/шум. Поэтому такой способ целесообразно применять для пользователей, находящихся вблизи базовой станции. На краях сот самым подходящим является применение модуляции 4-ФМ. Расчет, приведенный выше, доказывает верность этого утверждения.

Рис. 3.4. Расчётные данные зон покрытия.

3.  Расчёт пропускной способности сети WiMAX

Проведем расчет пропускной способности сети, построенной на оборудовании стандарта IEEE 802.16e. Рассчитаем полосу пропускания при ширине канала 10 MHz.

При ширине канала равной 10 MHz, реальная полоса пропускания составляет: 10∙28/25 = 11,2 MHz;

Разнос поднесущих рассчитывается по формуле: ∆f = 11,2/1024 = 10,94 kHz;

Длительность активной части символа: Tb = 1/∆f = 1/10,94∙10ˉі = 91,4 µs;

Длительность защитного интервала: Tg = δ∙ Tb = 0,125∙91,4 = 11,4 µs;

Длительность OFDM символа: Ts = Tb + Tg = 91,4 + 11,4 = 102,8 µs;

В общем в кадре длительностью 5 ms символов составляет: 5∙10-3/102,8∙10-3·2 = 48 символов.

В табл. 3.7 приведены параметры OFDM, используемых в WiMAX.

Таблица 3.7.

Параметры	Значения
Полоса, MHz	10
Количество поднесущих	1024
-для передачи трафика	720
-пилотные несущие	120
Защитный интервал	184
Разнесение поднесущих	10.94
Длительность преобразования импульса, µs	91.4
Длительность защитного интервала, µs	11.4
Длительность OFDM символа, µs	102.9
Всего символов в кадре длительностью5 ms	48
Запас по частоте	28/25

Для расчета суммарной скорости передачи вниз необходимо учесть, что при направлении вниз из 48 символов используется 36, а при направлении вверх 12 символов. Также учитываем, что на преамбулу и на MAP часть в кадре в общей сложности отводится 2 OFDM символа из 36, то есть останется 34 символа на передачу трафика.