برای طراحی دقیق یک شبکه سلولی، مهندسان باید با پارامترهای RF ایستگاه پایه آشنایی کامل داشته باشند. این پارامترها تعیین می‌کنند که یک BTS چه شعاعی را پوشش می‌دهد، چه کیفیتی از سیگنال ارائه می‌دهد و چگونه با سایر سلول‌ها تعامل دارد. در این مقاله پارامترهای اصلی RF یک BTS را به تفصیل بررسی می‌کنیم.

توان خروجی BTS (Transmit Power)

توان خروجی BTS که معمولاً بر حسب وات یا dBm بیان می‌شود، نیروی ارسال سیگنال رادیویی را مشخص می‌کند. این توان در نقطه خروجی تقویت‌کننده (PA) اندازه‌گیری می‌شود. در ماکروسل‌های معمولی، توان خروجی هر پورت آنتن بین ۲۰ تا ۴۰ وات (۴۳ تا ۴۶ dBm) است. اما این توان در مسیر از PA تا آنتن با اتلافاتی از جمله اتلاف کابل، اتلاف کانکتور و اتلاف فیلتر کاهش می‌یابد.

توان خروجی ایستگاه پایه تابعی از نیاز پوشش، محدودیت‌های مقرراتی و بهینه‌سازی شبکه است. تنظیم توان BTS (Power Control) یکی از ابزارهای کلیدی مدیریت تداخل در شبکه‌های سلولی است. در 4G/LTE امکان کنترل توان دینامیک در هر subframe وجود دارد.

EIRP (Effective Isotropic Radiated Power)

EIRP مهم‌ترین پارامتر توصیف‌کننده قدرت ارسال یک سیستم آنتنی است. EIRP برابر است با حاصل‌جمع توان ورودی آنتن (بر حسب dBm) و گین آنتن (بر حسب dBi) منهای تمام اتلافات مسیر. فرمول: EIRP(dBm) = P_TX(dBm) + G_Antenna(dBi) – L_Cable(dB). اگر یک BTS ۴۰ واتی (۴۶ dBm) با کابل ۳ dB اتلاف به آنتن ۱۸ dBi متصل باشد، EIRP آن برابر ۶۱ dBm خواهد بود.

EIRP توسط سازمان‌های مقرراتی محدود می‌شود. ITU-R و سازمان‌های ملی مانند OFCOM و FCC حداکثر EIRP مجاز برای هر باند را تعریف می‌کنند. هدف از این محدودیت‌ها کنترل تداخل، حفاظت از سیستم‌های دیگر و رعایت ایمنی سلامت انسان است.

حساسیت گیرنده (Receiver Sensitivity)

حساسیت گیرنده BTS ضعیف‌ترین سطح سیگنالی است که گیرنده می‌تواند با کیفیت قابل قبول دریافت و پردازش کند. این پارامتر که بر حسب dBm بیان می‌شود، تعیین می‌کند که یک UE از چه فاصله‌ای می‌تواند با BTS ارتباط برقرار کند. حساسیت بهتر (عدد منفی‌تر) به معنای پوشش بیشتر در Uplink است.

حساسیت گیرنده به چند عامل اصلی بستگی دارد: دمای محیط (T)، پهنای باند (B)، نویز فیگور (NF) و حداقل SNR مورد نیاز. فرمول: Sensitivity = -174 + 10*log10(B) + NF + SNR_min. برای یک گیرنده LTE با پهنای باند ۱۰ MHz، نویز فیگور ۵ dB و حداقل SNR برابر -۷ dB، حساسیت تقریباً -۱۰۰ dBm خواهد بود.

نویز فیگور (Noise Figure)

نویز فیگور مشخص می‌کند که یک دستگاه چقدر نویز به سیگنال دریافتی اضافه می‌کند. این پارامتر برحسب دسیبل بیان می‌شود. نویز فیگور کمتر به معنای گیرنده بهتر است. در BTS‌های مدرن، نویز فیگور کل زنجیره دریافت (شامل LNA، فیلتر، کابل و گیرنده اصلی) بین ۳ تا ۵ دسیبل است.

بودجه لینک (Link Budget)

بودجه لینک حسابداری کامل سود و اتلاف در مسیر انتشار سیگنال از فرستنده به گیرنده است. اجزای اصلی Link Budget شامل: توان ارسال BTS، گین آنتن ارسال، اتلاف‌های مسیر (کابل، کانکتور)، اتلاف انتشار (Path Loss)، Fade Margin، گین آنتن دریافت UE، اتلاف بدن کاربر، و حساسیت گیرنده می‌شود.

Maximum Allowable Path Loss (MAPL) از تفاضل EIRP و حساسیت گیرنده و سایر ضرایب به دست می‌آید. از MAPL با استفاده از مدل‌های انتشار (مانند Okumura-Hata یا 3GPP TR 38.901) می‌توان شعاع سلول را محاسبه کرد. این محاسبه در طراحی اولیه شبکه (Radio Planning) اهمیت بنیادی دارد.

نتیجه‌گیری

پارامترهای RF یک BTS دانش مهندسی عمیقی هستند که درک آن‌ها برای طراحی، استقرار و بهینه‌سازی شبکه‌های سلولی ضروری است. توان خروجی، EIRP، حساسیت گیرنده و نویز فیگور با هم تصویر کاملی از عملکرد رادیویی BTS ارائه می‌دهند.
ندارسانان پیشرو به عنوان اولین ارائه کننده خدمات POC در ایران با ارائه سکوی ارتباطی آواک ایکس با حذف تأخیر و ساده‌سازی ارتباط، از ایجاد خسارت‌های مالی و عملیاتی جلوگیری می‌کنند. برای ارتباط با کارشناسان و مشاوره با شماره 02192001218 تماس حاصل نمایید.