Het begrijpen van de capaciteit en de doorvoer van LTE- en 5G-netwerken is essentieel voor netwerkplanning en optimalisatie. Nauwkeurige schattingen helpen bij het ontwerpen van netwerken die voldoen aan de eisen van de gebruiker en zorgen voor kwaliteit van de dienstverlening. Dit artikel biedt praktische methoden voor het berekenen van deze parameters.

Kernbegrippen in netwerkcapaciteit

Netwerkcapaciteit verwijst naar de maximale datasnelheid die een netwerk gelijktijdig voor alle gebruikers kan ondersteunen. Het hangt af van factoren zoals bandbreedte, modulatieschema's en gebruikersdichtheid. Throughput geeft daarentegen de werkelijke dataoverdrachtsnelheid aan die gebruikers ervaren.

Berekening van de theoretische capaciteit

De theoretische maximale capaciteit kan worden geschat met behulp van de stelling Shannon-Hartley, die rekening houdt met bandbreedte en signaal-ruisverhouding (SNR). De formule is:

C = B × log2(1 + SNR)

Waar C capaciteit is in bits per seconde, B bandbreedte in Hz is, en SNR de signaal-ruisverhouding is.

Praktische throughput-schatting

In real-world scenario's wordt de doorvoer beïnvloed door factoren zoals protocol overhead, gebruikersmobiliteit en interferentie. Een gemeenschappelijke aanpak is om een efficiëntiefactor toe te passen op de theoretische capaciteit. Voor LTE en 5G, typische efficiëntiefactoren variëren van 0,3 tot 0,8.

De praktische verwerkingscapaciteit kan worden geschat als:

Doorvoer = theoretische capaciteit × efficiëntiefactor

Berekening van de steekproef

Stel dat een LTE-netwerk een bandbreedte heeft van 20 MHz en een SNR van 20 dB. Omzetten van SNR naar lineaire schaal:

SNR = 10^(20/10) = 100

Theoretische capaciteit:

C = 20.000.000 × log2(1 + 100) ≈ 20.000.000 × 6,66 ≈ 133 Mbps

Uitgaande van een efficiëntiefactor van 0,7, is de praktische doorvoer:

Doorvoer ≈ 133 Mbps × 0,7 ≈ 93 Mbps