Расчет допустимого числа абонентов в сети предполагаемой структуры с учетом данных статистики

Для оценки допустимого числа пользователей в сети LTE используются отечественные зарубежные данные статистики по потреблению услуг мобильной связи. Анализ спроса на услуги мобильного широкополосного доступа, проведенный компанией Скартел в России, показал следующее:

среднее потребление трафика абонентами его сетей мобильного доступа в Интернет составляет 10-12 Гбайт в месяц, причем 96% подписчиков потребляют не более 100 Гбайт в месяц;

доля сверх мобильных абонентов, которые меняют по 6 и более сайтов в день, составляет всего 18%, а остальные – это фиксированные и ограниченно мобильные абоненты (2 – 6 секторов);

большие скорости требуются только для скачивания HD и 3D фильмов меньше, чем за одну минуту.

Данные статистики по сети LTE Telia Sonera (Швеция) представлены в таблицах 4.8 и 4.9.

Таблица 4.8 - Структура ежемесячного потребления трафика

Таблица 4.9 – Данные сети LTE Telia Sonera

В таблице 4.10 приведены значения средней спектральной эффективности соты LTE FDD в макросети. Характеристики оценивались для диапазона 2 ГГц, полосы канала 10 МГц (10 + 10 МГц в дуплексе), при потерях на проникновение в здание 20 дБ, в среднем при 10 активных пользователях в соте.

Таблица 4.10 - Средняя спектральная эффективность для сети LTE

Для системы FDD средняя пропускная способность соты может быть получена путем прямого умножения ширины канала на спектральную эффективность:

(4.11)

где S – средняя спектральная эффективность (бит/с/Гц);

W – ширина канала (МГц); W = 10 МГц.

Для линии DL: RDL = 1,69 · 10 = 16,9 Мбит/с.

Для линии UL: RUL = 0,735 · 10 = 7,35 Мбит/с.

Средняя пропускная способность базовой станции ReNB вычисляется путем умножения пропускной способности одного сектора на общее количество секторов базовой станции. У нас трехсекторная БС:

(4.12)

Для линии DL: ReNB.DL = 16,9 · 3 = 50,7 Мбит/с.

Для линии UL: ReNB.UL = 7,35 · 3 = 22,05 Мбит/с.

Для системы TDD можно принять спектральную эффективность равной аналогичным значениям для системы FDD, а при расчете пропускной способности учитывать долю длительности кадра на линии вверх или вниз. Например, рассчитаем среднюю пропускную способность соты на линии вниз при конфигурации кадра 1:

;

где - доля длительности кадра на линии вверх или вниз.

При этом, средняя пропускная способность БС рассчитывается аналогично FDD:

ReNB.DL = 18,25 · 3 = 54,75 Мбит/с.

Таким же образом могут быть рассчитаны остальные значения.

Проведем оценку абонентской емкости сети LTE города N при условии полного развертывания сети LTE:

N_{абоненты max} = /Traffic_Dlaverage (абоненты), (4.13)

где N_{абоненты max}- максимальное потенциальное число абонентов сети;

Traffic_Dlaverage=0,105 Мбит/с– усредненный трафик абонента на DL в ЧНН;

– общий трафик в сети, определяемый в данном случае как

=50,7 х 71 = 3600 Мбит/с,

где 50,7 Мбит/с – средняя пропускная способности базовой станции к направлении DL в соответствии с данными таблицы 4.10 при FDD;

71 - число базовых станций, определенное предварительно для сети LTE города N с учетом результатов расчета по формуле COST231-Hata. Получаем

N_{абоненты max} = /Traffic_Dlaverage= 3600/0,105 = 34,3 тысяч абонентов.

Поскольку в городе N проживает 174 тысячи жителей, предложенная конфигурация сети LTE обеспечивает охват почти 20% жителей. Если в исходных данных на проект выдвигаются более высокие требования, то должна выполняться коррекция числа базовых станций в сторону увеличения.