Muhammal al-xorazimiy nomidagi toshkent axborot texnologiyalari universiteti radio va mobil aloqa fakulteti

Фойдаланувчи терминали
11.3- rasm. Arxitektura seti LTE

eNodeB bazaviy stansiyalar quyidagi komponentlardan tashkil topgan:

- antennalar;
- tashqi modul (RRU – remote radio unit). Antennaning yaqiniga montaj qilinadi (YuCh-fiderdagi yo‘qotishlarni kamaytirish uchun), BBUga (Huaweida base band unit, Erisssonda RBS) optik kabel orqali ulanadi. Asosiy blok va radioblok orasida SPRI (Sommon Publis Radio Interfase) standarti ishlaydi;
- BBU (base band unit) - signalga raqamli ishlov berish bloki, eNodeBning miyasi, tarmoq bilan bog‘lanishni tashkil etadi:

• 
  Optik tola bo‘yicha SPRI orqali RRUga signallarni uzatadi va undan signallarni qabul qiladi;
  
• 
  IP-sarlavhalarga ishlov berish;
  
• 
  MMEni tanlaydi (ma’lumotlarni kommutatsiyalaydi va marshrutlashtiradi);
  
• 
  sinxronizatsiya;
  
• 
  avariya xabarlarini tarmoqni boshqarish yagona markazi operatoriga uzatadi.
  

4G tarmoqning parametrlarini hisoblash

Tarmoqning o‘tkazish qobiliyati yoki sig‘imi ma’lum sharoitlarda sotaning spektral samaradorligining o‘rtacha qiymatlariga asoslanish bilan baholanadi.Mobil aloqa tizimlarining spektral samaradorligi ma’lumotlarni uzatish tezligini 1 Gs ishlatiladigan chastotalar polosasiga nibati (bit/s/Gs) sifatida hisoblanadigan ko‘rsatkich hisoblanadi. Spektral samaradorlik chastotalar resurslaridan foydalanish samaradorligi ko‘rsatkichi hisoblanadi, shuningdek berilgan chastotalar polosasida ma’lumotlarni uzatish tezligi bilan xarakterlanadi.

Spektral samaradorlik ma’lum geografik hududdagi (sotadagi, zonadagi) tarmoqda barcha abonentlarning ma’lumotlarni uzatish tezliklarini 1 Gs chastotalar polosasiga nisbati (bit/s/Gs/sota) sifatida, shuningdek tarmoqning maksimal o‘tkazish qobiliyatini bitta chastotalar kanalining polosasi kengligiga nisbati sifatida hisoblanishi mumkin. Berilganlar turli MIMO konfiguratsiyalari uchun 11.2- jadvalda keltirilgan.
11.2- jadval
LTE tarmog‘i uchun o‘rtacha spektral samaradorlik

Variant	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11
UL 1×2	1,254	1,154	1,054	1,204	1,284	1,154	1,054	1,204	1,284	1,354	1,454
UL 1×4	1,829	1,729	1,629	1,529	1,429	1,889	1,929	1,829	1,729	1,629	1,529
DL 2×2	2,93	2,23	2,33	2,43	2,53	2,63	2,73	2,83	3,03	3,13	3,23
DL 4×2	3,43	3,93	3,83	3,73	3,63	3,53	3,43	3,33	3,53	3,63	3,73
DL 4×4	4,48	4,58	4,38	4,68	4,28	4,78	4,18	4,98	4,78	4,68	4,58
Δf∑, MGs	71	72	73	74	75	70	69	68	67	66	65
Variant	12	13	14	15	16	17	18	19	20	21	22
UL 1×2	1,254	1,254	1,254	1,254	1,254	1,254	1,254	1,254	1,254	1,254	1,254
UL 1×4	1,429	1,329	1,829	1,429	1,529	1,629	1,729	1,889	1,429	1,529	1,629
DL 2×2	2,93	2,83	2,73	2,63	2,53	2,43	2,33	3,03	3,13	2,83	2,73
DL 4×2	3,93	3,83	3,73	3,63	3,53	3,43	3,33	3,53	3,63	3,73	3,83
DL 4×4	4,48	4,08	4,18	4,28	4,38	4,58	4,68	4,78	4,88	4,98	5,08
Δf∑, MGs	66	67	68	69	70	71	72	73	74	75	76

FDD tizimi uchun 1 ta eNodeB sektorining o‘rtacha spektral samaradorligi kanalning kengligini kanalning spektral samaradorligiga to‘g‘ridan-to‘g‘ri ko‘paytirish yo‘li bilan olinishi mumkin:

R=S·W, (11.1)

bu erda S – o‘rtacha spektral samaradorlik (bit/s/Gs);

W – kanalning kengligi (MG s); W = 20 MG s.
DL liniya uchun:
R_DL = S · W
UL liniya uchun:
R_UL = S · W
R_eNodeB bazaviy stansiyaning o‘rtacha spektral samaradorligi bitta sektorning o‘rtacha qobiliyatini bazaviy stansiya sektorlari soniga ko‘paytirish yo‘li bilan hisoblanadi. eNodeB sektorlar sonini 3 ga teng olamiz, u holda:


R_eNodeB= R_DL/UL·3 (11.2)

DL liniya uchun:

R_eNB.DL = R_DL · 3
UL liniya uchun:
R_eNB.UL = R_UL · 3
Navbatdagi bosqichda rejalashtirilgan LTE tarmog‘ida sotalar sonini aniqlanadi [3,10].
Tarmoqda sotalar soni hisoblash uchun loyihalashtiriladigan LTE tarmog‘ini qurish uchun ajratiladigan kanallarning umumiy sonini aniqlash zarur bo‘ladi. N_k kanallarning umumiy soni quyidagi formula bo‘yicha hisoblanadi:

N_k=(Δf_Ʃ /Δf_k) (11.3)

bu erda Δf_Ʃ – tarmoqning ishlashi uchun ajratilgan chastotalar polosasi;

Δf_k – bitta radiokanalning chastotalar polosasi; LTE tarmoqlarida radiokanal deganda RB resurslar bloki sifatidagi tushunchaaniqlanadi, u 180 kGs kenglikka ega, Δf_k = 180 kGs.
Endi bitta sotaning bitta sektorida abonentlarga xizmat ko‘rsatish uchun ishlatish zarur bo‘ladigan N_k.sek kanallar sonini aniqlaymiz:


N_k.sek = N_k/ (N_kl · M_sek) (11.4)

bu erda N_k – kanallarning umumiy soni;

N_kl – eNodeB sektorlarining sonini hisobga olish bilan tanlanadigan klasterning o‘lchami, 3ga teng olamiz;
M_sek – eNodeB sektorlarining soni, 3ga teng olamiz.
Endi bitta sotaning bitta sektoridagi N_kt._cek trafik kanallarining sonini aniqlaymiz. N_kt._cek trafik kanallarining soni quyidagi formula bo‘yicha aniqlanadi:


N_{kt. sek} =N_kt1·N_k.sek (11.5)

bu erda N_kt1 – radioulanish standarti orqali aniqlanadigan bitta radiokanaldagi trafik kanallarining soni (OFDMA uchun N_kt1 = 1...3), LTE tarmog‘i uchun N_kt1 = 1 olamiz.

11.6- rasmda grafik ko‘rinishida keltirilgan Erlang modeliga muvofiq bitta sota sektoridagi ruxsat etiladigan A_sek yuklamani 1%ga teng ruxsat etiladigan bloklanish ehtimolligi qiymati va yuqorida hisoblangan N_kt._cek qiymatda aniqlaymiz.

11.6- rasm. Sektordagi ruxsat etiladigan yuklamani trafik kanallari soni va bloklanish ehtmolligiga bog‘liqligi

Bitta eNodeB orqali xizmat ko‘rsatiladigan abonentlar soni quyidagi formula bo‘yicha aniqlanadi:


N_ab.eNodeB= M_sek · (A_sek/ A₁) (11.6)

bu erda A₁ – bitta abonentdan barcha trafik turlari bo‘yicha o‘rtacha abonentlar yuklamasi. A₁ qiymat (0,04...0,2) Erlni tashkil etishi mumkin.

Nazorat savollari

1. LTE resurslar to‘rini keltiring va tushuntiring.

2. LTE pastga kanalida signalni shakllantirilishi sxemasini tushuntiring.
3. QPSK-simvollar ketma-ketliklari uzatilishida OFDM va SC-FDMA orasidagi farq nimadan iborat.
4. SC-FDMA bo‘lganida signalni shakllantirilishining o‘ziga xos xususiyatlarini tushuntiring.
5. eNodeB qaysi komponentlardan tashkil topgan va ular nima uchun mo‘ljallangan?
6. BBU qaysi funksiyalarni bajaradi?

№12-Laborotoriya mashg’uloti. IEEE 802.11 standartidagi tarmoqlarning qamrab olish zonasini tadqiq qilish

Ishdan masad

IEEE 802.11 standartidagi tarmoqlarning qamrab olish zonasini o‘rganish

Topshiriq

1. Simsiz aloqa kanalining ishlash masofasini hisoblash

2. Frenel zonasini hisoblash
Hisoblash

12.1. Simsiz aloqa kanalining ishlash masofasini hisoblash

Dastlabki berilganlar:

• 
  Markaziy chastota - F_MCH, MGs
  
• 
  Ulanish nuqtasi va simsiz adapter uzatkichlarining quvvati - R_uzat;
  

• 
  Ulanish nuqtasining a Mbit/s tezlikdagi sezgirligi - E_a;
  
• 
  Simsiz adapterning v Mbit/s tezlikdagi sezgirligi - E_v;
  
• 
  Ulanish nuqtasi antennasining kuchaytirish koeffitsienti - G_ant.
  

Hisoblash :
a Mbit/s tezlikdagi masofni hisoblaymiz. FSL parametr quyidagiga teng bo‘ladi:

FSL = R_uzat + G_ant - E_a - 10 (12.1)

Bu tezlikda simsiz qurilmaning ishlash masofasini topamiz (misol sifatida oltinchi kanalni olamiz):

12.2)

bu erda k – kanalning markaziy chastotasi.

v Mbit/s tezlikda simsiz qurilmaning ishlash masofasini topamiz. FSL parametr quyidagiga teng bo‘ladi:

FSL = R_uzat + G_ant – E_v – 10 (12.3)

Bu tezlikda simsiz qurilmaning ishlash masofasini aniqlaymiz:



12.2. Frenel zonasini hisoblash
Radioto‘lqin fazoda tarqalishi jarayonida Frenel zonasi deyiladigan kesimi o‘rtasida maksimal radiusli aylanish ellipsodi ko‘rinishidagi hajmni egallaydi. Bu zonaga tushadigan tabiy (er, do‘ngliklar, daraxtlar) va sun’iy (binolar, tayanchlar) to‘siqlar signalni kuchsizlantiradi.
Ko‘zda tutiladigan to‘siq ustidagi birinchi zonaning radiusi quyidagi formula bo‘yicha hisoblnishi mumkin:


(12.5)

bu erda R – Frenel zonasining radiusi (m);

S, D – antennalardan ko‘zda tutiladigan to‘siqning eng yuqori nuqtasigacha masofa (km);
f – chastota (GGs).

12.1-rasm. Freneli zonasi

Odatda Frenel zonasini 20% to‘silishi kanalga sezilarsiz so‘nishni kiritadi. 40%da ortiq to‘silishda signalning sezilishi endi sezilarli bo‘ladi, tarqalish yo‘liga to‘siqlar tushishini oldini olish kerak bo‘ladi.

Bu hisoblash er tekis deb olish bilan amalga oshirilgan. U er sirtining egriligini hisobga olmaydi. Uzoq masofali kanallar uchun joyning relefi va tarqalish yo‘lidagi tabiy to‘siqlarni hisobga olish bilan kompleks hisoblashni amalga oshirish kerak bo‘ladi. Antennalar orasidagi katta masofalarda er sirtining egriligini hisobga olganda antennalarning osilishi balandligini oshirishga urinish kerak bo‘ladi. Frenel birinchi zonasining talab qilinadigan radiusini hisoblash jadvalga kirtiladi.

12.1-jadval

Antennalar orasidagi masofa (m)	2,4 GHz chastotadagi Frenel birinchi zonasining talab qilinadigan radiusi (m)	5 GHz chastotadagi Frenel birinchi zonasining talab qilinadigan radiusi (m)
20 (5;15)
40 (16;24)
60 (20;40)
80 (30;50)
100 (40;60)

12.2-jadval

Kanal	Markaziy chastota 2,4 GHz diapazon	Markaziy chastota 5 GHz diapazon
1	2412	5412
2	2417	5417
3	2422	5422
4	2427	5427
5	2432	5432
6	2437	5437
7	2442	5442
8	2447	5447
9	2452	5452
10	2457	5457
11	2417	5427
12	2422	5432
13	2427	5437
14	2432	5442
15	2437	5447
16	2442	5452
17	2447	5457
18	2452	5427
19	2417	5432
20	2422	5437
21	2462	5462
22	2467	5467
23	2472	5472
24	2484	5484
25	2422	5432

12.3-jadval

Topshiriq variantlari:

№	FMCH, MGs	Ruzat, dB	a, Mbit/s	v, Mbit/s	Ea, dB	Ev, dB
1	2412	16	54	12	-66	-85
2	2417	17	48	9	-71	-86
3	2422	18	36	6	-76	-87
4	2427	19	24	18	-80	-83
5	2432	20	52	16	-65	-82
6	2437	10	46	10	-70	-84
7	2442	11	34	8	-75	-85
8	2447	12	22	7	-79	-86
9	2452	13	53	17	-64	-83
10	2457	14	47	11	-69	-85
11	2462	15	35	8	-74	-86
12	2467	16	23	5	-78	-87
13	2472	18	51	15	-63	-83
14	2484	20	45	9	-68	-82
15	5412	11	33	7	-73	-84
16	5417	13	21	6	-77	-85
17	5422	15	50	20	-67	-86
18	5427	17	44	15	-72	-83
19	5432	19	32	13	-77	-85
20	5437	10	25	11	-81	-86
21	5442	12	52	22	-66	-87
22	5447	14	49	16	-70	-85
23	5452	16	33	12	-74	-86
24	5457	20	26	10	-73	-87
25	5462	10	27	8	-80	-83