capacity wcdma

TÍNH TOÁN DUNG LƯỢNG TRONG HỆ THỐNG WCDMA

TRẦN QUANG HUY

3G – DEPARTMENT

NỘI DUNG

ENERGY PER BIT TO NOISE RATIO (EB/NO)

UPLINK CAPACITY

DOWNLINK CAPACITY

CELL LOAD

ENERGY PER BIT TO NOISE RATIO (EB/NO)

Hiện tượng lỗi bit trên đường truyền:

Năng lượng bit và mật độ công suất tạp âm:

ENERGY PER BIT TO NOISE RATIO (EB/NO)

EB/NO thấp thì dẫn tới tỷ lệ lỗi bit (BER) hay lỗi Block (BLER) thấp. Hiện tượng Fast Fading cũng ảnh hưởng tới quan hệ EB/NO và BER

(BLER):

Để duy trì BER (BLER) => có “fast fading margin”, giá trị này phụ thuộc vào tốc độ di chuyển và môi trường hoạt động của UE.

ENERGY PER BIT TO NOISE RATIO (EB/NO)

WCDMA sử dụng ĐKCS vòng kín 1500 lần/s => làm giảm ảnh hưởng của Fast Fading đối với UE di chuyển chậm.

Tính chính xác của việc ĐKCS (đánh giá kênh_Channel estimation) ảnh hưởng tới giá trị “Fast fading margin”:

Channel estimation và power control tốt hơn với dịch vụ tốc độ cao vì có nhiều bit Pilot và TPC (Transmit Power Control).

ENERGY PER BIT TO NOISE RATIO (EB/NO)

3GPP CHANNEL MODELS:

UPLINK EB/NO VALUES:

DOWNLINK EB/NO VALUES:

ENERGY PER BIT TO NOISE RATIO (EB/NO)

Tóm lại:

- Với dịch vụ có tốc độ càng cao => EB/NO thấp

- Tốc độ di chuyển UE càng cao => Fast fading lớn => EB/NO cao.

UPLINK CAPACITY

EB/NO và C/I:

EB = S/Rinfo (năng lượng tín hiệu/tốc độ bit)

NO = N/Bw (năng lượng tạp âm/băng thông)

=> EB/NO = (S/N)*(Bw/Rinfo) = (S/N)*PG

(PG: Processing Gain)

Đối với Uplink: S = C và N = I, do đó:

EB/NO = (C/I)*PG = γ*PG = γ + 10lg(PG) [dB]

=> γ = EB/NO - 10lg(PG)

UPLINK CAPACITY

Uplink maximum number of channels (MPOLE): Mpole: số UE tối đa (theo lý thuyết) mà cell đó phục vụ được, nó

phụ thuộc vào dịch vụ (RAB). Khi mức độ nhiễu tiến tới vô hạn thì vùng phủ thu hẹp về 0. Uplink interference (I) = Iown + Iother + Nth + Iexternal

Trong đó:• Iown = Interference generated by UEs in the cell• Iother = Interference generated by UEs in other cells• Nth = Thermal Noise• Iexternal = External interference (e.g. from GSM)

UPLINK CAPACITY

Uplink F Factor:

F = Iother/Iown

Giá trị của F:

UPLINK CAPACITY

Uplink interference (I) = Iown + Iother + Nth + Iexternal

= Iown + F*Iown + Nth + Iexternal

Giả thiết C/I (γ) là giống nhau với tất cả các dịch vụ, M là số

User sử dụng đồng thời => Iown = M*C

Với 1 UE:

C/I (γ) = C/(I-C) ; vì C không được coi là nhiễu

UPLINK CAPACITY

=> Ta có:

C = γ C(M + M*F - 1) + γ(Nth + Iexternal)Þ 1/ γ = (M + M*F – 1) + (Nth + Iexternal)/C > (M + M*F – 1) Þ M*(F + 1) < 1/ γ + 1

Þ => có:

Mpole là số user mà cell không thể phục vụ đồng thời (chỉ phục vụ được nếu Nth + Iexternal = 0)

Do sử dụng DTX nên thực tế:

UPLINK CAPACITY

Khi sử dụng kết hợp nhiều Channel Modes khác nhau thì:

Trong đó:

N= số lượng Channel Mode (loại địa hình và tốc độ di chuyển

UE)

Xi = phần trăm số thuê bao trong cell di chuyển với tốc độ i

Mpole,i = Mpole được tính cho UE di chuyển với tốc độ i

DOWNLINK CAPACITY

Tính toán dung lượng Downlink phức tạp hơn Uplink.

Điểm khác biệt chính là trên đường DL là các UE chia sẻ cùng 1

tài nguyên Power, do đó vùng phục vụ của DL không chỉ phụ

thuộc số lượng UE mà còn phụ thuộc vị trí của các UE đó.

Nhiễu trên đường DL gây ra bởi :

- Các Node B lân cận cùng tần số (do giữa các Node B mã kênh

không trực giao với nhau).

- Mặc dù mã trực giao nhưng các kênh DL không thực sự tách biệt

nhau do quá trình truyền đa đường, nghĩa là 1 phần công suất của

BS sẽ được cảm nhận như nhiễu.

DOWNLINK CAPACITY

Downlink Mpole:

Trong đó:

- γ is the downlink C/I target (linear scale) for the RAB.

- α là hệ số trực giao của Cell.

- F is the downlink intercell interference factor.

- SHO is the fraction of users that are in soft/softer handover.

- b is the number of BSs in soft handover.

- Δ is the system average of soft handover gain.

- GDTX is the downlink DTX gain.

DOWNLINK CAPACITY

Downlink F factor:

- FDL khác với FUL vì nó phụ thuộc vào vị trí của UE so với Own Cell và các Other Cells.

- FDL phụ thuộc vào sự phân tán Traffic, đặc tính truyền sóng, log-normal farding, đặc tính antenna,…

DOWNLINK CAPACITY

Δ: độ tăng ích do SHO đem lại cho đường DL

SHO: thể hiện % số UE trong chế độ Soft/softer HO

DOWNLINK CAPACITY

Hệ số trực giao α: mặc dù các mã kênh trên đường DL là trực giao

nhưng do sự truyền đa đường nên các kênh DL không hoàn toàn

độc lập nhau, 1 phần công suất của RBS sẽ bị coi là nhiễu, do đó

thục tế α < 1.

DOWNLINK CAPACITY

Downlink Fast Farding: do hiện tượng FF nên công suất truyền

thường phải tăng lên, do đó Mpole sẽ giảm đi so với khi không có

FF, đồng thời nhiễu nền cũng tăng lên => khi tính toán Mpole, giá

trị C/I-target (γ) sẽ được công thêm 1 số hạng bù (giá trị phụ thuộc

vào Channel Mode và tốc độ di chuyển UE).

DOWNLINK CAPACITY

DOWNLINK Mpole FOR MIXED CHANNEL MODLES:

CELL LOAD

Trong WCDMA có 2 loại tải:

- Tải đàm thoại (QC) bao gồm Voice và CS64.

- Tải Best Effort (QBE) bao gồm các dịch vụ PS RABs.

CELL LOAD

Conversational Load (QC):

Single service Multi-service network

Maximum cell load: trong hệ thống WCDMA, tải của cell không bao giờ đạt được 100%

CELL LOAD

Best Effort Load (QBE): tương tự ta có công thức tính sau

Mdata là số kênh Packet sử dụng đồng thời

Mpole là số kênh Packet tối đa có thể cung cấp

Þ Mdata = QBE*Mpole

Nếu tính đến hệ số peak, số kênh Packet sử dụng đồng thời trong một phiên là:

Suy ra:

CẢM ƠN SỰ THEO DÕI!