Сдам Сам

ПОЛЕЗНОЕ


КАТЕГОРИИ







Проектирование мобильных систем





Айтмагамбетов А.З.

 

 

Проектирование мобильных систем

 

Учебно-методическое пособие

 

Алматы - 2011

Министерство образования и науки Республики Казахстан

 

Казахская академия транспорта и коммуникаций им. М.Тынышпаева

 

Айтмагамбетов А.З.

 

 

Проектирование мобильных систем

 

Учебно-методическое пособие

 

Алматы - 2011


УДК 621.396

 


Рецензенты:

Мухамедиев Р.И.. – д.т.н., профессор МУИТ;

Тукеев У.А.. - д.т.н., профессор КазНУ

Бекмагамбетова Ж.М. - к.т.н., доцент КазАТК

 

 

Айтмагамбетов А.З.

Проектирование мобильных систем – Учебно-методическое пособие – Алматы: КазАТК. 2011 – 102с.

 

 

Настоящее учебно-методическое пособие посвящено вопросам проектирования систем и сетей мобильной связи (системы транкинговой, сотовой связи). Рассмотрены методы моделирования, применяемые при планировании систем и сетей мобильной связи. Изложены основные принципы частотно-территориального планирования сетей мобильной связи, вопросы анализа электромагнитной совместимости.

 

 

Учебно-методическое пособие предназначено для магистрантов технических ВУЗов специальности 6М071900 – «Радиотехника, электроника и телекоммуникации».

 

© КазАТК, 2011

© Айтмагамбетов А.З., 2011

ВВЕДЕНИЕ

Для удовлетворения потребностей в услугах радиосвязи, согласно международного документа - Регламента радиосвязи, принятого Международным Союзом Электросвязи(МСЭ) - создаются радиослужбы.

В таблице распределения частот, приведенной в Регламенте радиосвязи МСЭ, каждой службе отведены специальные полосы частот. В Регламенте предусмотрено несколько десятков радиослужб различного вида, которые делятся по различным признакам. Одним из признаков является подвижность объекта, для которого создается служба. Согласно этого признака существуют стационарная и подвижная службы.

Подвижная служба - это служба радиосвязи между подвижной и стационарной радиостанциями или подвижными станциями.

По характеру подвижного объекта подвижная служба может делиться на несколько видов, например, сухопутная подвижная служба, морская подвижная служба, воздушная подвижная служба и т.д.

В наземной подвижной радиосвязи, в свою очередь, принят термин сухопутная подвижная радиосвязь. Существует также подвижная спутниковая радиосвязь.

Рынок подвижной связи в последнее время во всем мире, включая Казахстан, переживает стремительное развитие. Глобальной стратегией развития подвижной радиосвязи является разработка и внедрение единых международных стандартов, и создание на их основе международных и глобальных сетей общего пользования.

В настоящее время в Республике Казахстан функционируют и внедряются различные виды систем мобильной связи (транкинговые, сотовые, спутниковые).

Будущая мобильная связь значительно расширит сферы своих применений. Если на рынке сегодня доминируют услуги мобильной телефонии, то следующее поколение систем мобильной связи создаст условия для развития новых областей применения связи. Среди важнейших применений: высокоскоростная передача данных, мобильные мультимедийные услуги, Беспроводной доступ к Интернету, беспроводные локальные сети, телематические мобильные услуги в автомобилях, полевых работах, медицине, системы определения местоположения и идентификации подвижных объектов и др.

В связи с этим является актуальным при подготовке специалистов в области телекоммуникаций изучать вопросы проектирования систем мобильной связи. При проектировании мобильных систем связи необходимо решать вопросы как организационного, так и технического характера. Будущие проектировщики должны знать новые технологии телекоммуникационных систем, нормативно-правовые аспекты создания систем связи, этапы создания новых сетей связи, принципы частотно-территориального планирования сетей мобильной связи, вопросы обеспечения электромагнитной совместимости радиосетей.

 


1 ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ И ТЕНДЕНЦИИ РАЗВИТИЯ СИСТЕМ ПОДВИЖНОЙ СВЯЗИ

1.1 Классификация систем подвижной связи. Диапазоны радиочастот используемых в подвижной связи

 

В настоящее время к приоритетным направлениям развития телекоммуникаций относятся подвижные системы радиосвязи. В течение многих лет основным видом такой связи была радиально-зоновая радиотелефонная система «Алтай», ставшая прототипом транкинговых систем связи. И лишь в последние годы началось внедрение весьма прогрессивных сотовых систем, завоевавших большую популярность в технически развитых странах.

Сотовая связь еще достаточно молода. Её революционному скачку предшествовал полувековой период эволюционного развития, в течение которого осваивались различные частотные диапазоны, и совершенствовалась техника связи.

Конечно, как это обычно бывает в жизни, отдельные элементы системы сотовой связи существовали и раньше. В СНГ сотовая связь стала внедряться с 1990 г., коммерческое использование началось с 1991 г.

Современные системы мобильной радиосвязи (СМР) весьма разнообразны по спектру применений, используемым информационным технологиям и принципам организации. Поэтому их содержательный обзор был бы затруднен без предварительной систематизации. Основываясь на данных [5-7], можно предложить следующий набор классификационных признаков СМР:

- способ управления системой, иначе способ объединения абонентов - централизованный (координированный) или автономный (некоординированный). При централизованном объединении связь между абонентами производится через центральные (или базовые) станции. В противном случае связь между пользователями устанавливается непосредственно, без участия базовых станций;

- зона обслуживания -радиальная (в пределах радиуса действия радиостанции), линейная (для линейно протяженных зон), территориальная (для определенных конфигураций территории);

- направленность связи - односторонняя или двусторонняя связь между абонентом и базовой станцией;

- вид работы системы - симплекс (поочередная передача от абонента к базовой станции и обратно) или дуплекс - одновременная передача и прием в каждом из двух названных направлений;

- метод разделения каналов в системе радиосвязи, или метод множественного доступа - частотный, временной или кодовый;

- способ использования частотного ресурса, выделенного системе связи, - жесткое закрепление каналов за абонентами, возможность доступа абонентов к общему частотному ресурсу (транкинговые системы), повторное использование частот за счет пространственного разнесения передатчиков (сотовые системы);

- категория обслуживаемых системой связи абонентов - профессиональные (служебные, корпоративные) абоненты, частные лица;

- вид передаваемой информации - речь, кодированное сообщение и др.

Данный перечень не исчерпывает всех возможных системообразующих признаков (можно упомянуть и такие, как диапазон используемых частот, вид модуляции сигналов, способ соединения системы связи с коммутируемой телефонной сетью общего пользования (ТФОП), число обслуживаемых абонентов и пр.), однако и его достаточно для демонстрации многообразия существующих СМР.

Учитывая распространенность существующих типов СМР, а также перспективы их развития, можно предложить следующую систему классификации СМР, основу которой составляют три из перечисленных ранее отличительных признака:

- назначение системы и размер зоны радиопокрытия;

- метод множественного доступа;

- схема дуплексирования каналов радиолинии.

В зависимости от назначения системы, объема предоставляемых услуг и размеров зоны обслуживания можно выделить следующие четыре типа СМР:

- транкинговые системы связи (ТСС);

- системы персонального радиовызова (СПРВ);

- системы персональной спутниковой связи (СПСС);

- сотовые системы мобильной связи (ССМС).

По способу организации множественного доступа, т.е. технологии распределения между отдельными каналами связи частотно-временного ресурса, выделяют СМР на основе одной из трех конкурирующих технологий:

- множественный доступ с частотным разделением каналов (МДЧР, англоязычная аббревиатура FDMA - frequency division multiple access);

- множественный доступ с временным разделением каналов (МДВР или TDMA - time division multiple access);

- множественный доступ с кодовым разделением каналов (МДКР или CDMA - code division multiple access).

Что же касается третьего признака классификации - дуплексирования каналов, то различие СМР состоит в способе организации информационного обмена в радиоканале двусторонней связи между абонентами либо между базовой станцией и абонентом. Наибольшее распространение находят системы с организацией дуплексной передачи на основе частотного и временного разделения.

Диапазоны радиочастот.

Используемый в настоящее время в электросвязи диапазон частот, с помощью которых создаются распространяющиеся электромагнитные волны, простирается от 104 до 1012 Гц. Эти частоты называются радиочастотами, электромагнитные волны с такими частотами называют радиоволнами. Диапазоны радиочастот, их названия, названия диапазонов радиоволн и их границы приведены в таблице 1.1.

 

Таблица 1.1

Диапазоны радиочастот

 

  Диапазон радиочастот Границы диапазона Диапазон радиоволн Границы диапазона
  Крайне низкие частоты (КНЧ) 3…30 Гц Декамегаметровые 100…10 Мм
  Сверхнизкие частоты (СНЧ) 30…300 Гц Мегаметровые 10…1 Мм
  Инфранизкие частоты (ИНЧ) 0,3…3 кГц Декакилометровые 1000…100 км
  Очень низкие частоты (ОНЧ) 3…30кГц Мириаметровые 100…10 км
  Низкие частоты (НЧ) 30…300 кГц Километровые 10…1 км
  Средние частоты (СЧ) 0,3…3 МГц Гектометровые 1…0,1 км
  Высокие частоты (ВЧ) 3…30 МГц Декаметровые 100…10 м
  Очень высокие частоты (ОВЧ) 30…300 МГц Метровые 10…1 м
  Ультравысокие частоты (УВЧ) 0,3…3 ГГц Дециметровые 1…0,1 м
  Сверхвысокие (СВЧ) 3…30 ГГц Сантиметровые 10…1 см
  Крайне высокие (КВЧ) 30…300 ГГц Миллиметровые 10…1 мм
  Гипервысокие (ГВЧ) 0,3…3ТГц Децимиллиметровые 1…0,1 мм

 

По характеру распространения радиоволн радиолинии могут быть классифицированы следующим образом (таблица 1.2).

 

Таблица 1.2

Механизмы распространения радиоволн

 

Диапазон радиоволн Механизм распространения радиоволн
Мириаметровые Километровые Гектометровые ЭМВ распространяются вдоль земной поверхности, огибая ее, за пределы прямой видимости (радиосвязь земной волной)
Гектометровые (частично) Декамегаметровые ЭМВ распространяется путем отражения от слоев ионосферы
Метровые ЭМВ распространяется в пределах прямой видимости, имеет место частичное огибание земной поверхности, ионосферное рассеяние;
Дециметровые Сантиметровые ЭМВ распространяются в пределах прямой видимости
Миллиметровые Сантиметровые Распространение в пределах прямой видимости

 

В соответствии с механизмами распространения радиоволн различают системы (линии) радиосвязи земной волны (как частный случай – радиолинии прямой видимости), радиолинии на основе ионосферного отражения (декаметровые), тропосферные, ионосферные, метеорные радиолинии, космические радиолинии, использующие дециметровые, сантиметровый диапазоны, оптические радиолинии, использующие децимиллиметровый диапазон.

 

Контрольные вопросы

1.Назовите основные виды систем мобильной связи

2.Какие виды множественного доступа используются с системах мобильной связи?

3.Какие стандарты сотовой связи используются в нашей стране?

4.Каковы особенности стандарта СДМА?

5.Какие диапазоны частот используются в системах мобильной связи?

 


2 МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРИ ПРОЕКТИРОВАНИИ СИСТЕМ МОБИЛЬНОЙ СВЯЗИ

2.1 Математические модели, используемые при проектировании

Модель Окумура

Метод Окумура базируется на эмпирических данных, собранных в результате детально проведенных тестов распространения в различных ситуациях над неровной поверхностью. Результаты измерений обработаны статистически и представлены в виде диаграмм. Предсказание среднего уровня сигнала получено для условно гладкой поверхности в городской зоне. Для открытого пространства и для пригородных районов должны вводиться поправочные коэффициенты, учитывающие холмистость местности, отдельно стоящие горы, направления городских улиц, общий уклон территории и делающими предсказанные значения уровня сигнала близкими к реальным значениям.

Метод Окумура широко используется в инженерной практике, поскольку не требует сложных вычислений и тщательной теоретической подготовки. Экспериментальные данные, полученные Окумура, используются в других популярных моделях.

Однако многие авторы отмечают некоторые недостатки этой модели. Так, для применения модели необходимо собрать большой объем данных. Кроме того, требуется осторожная интерпретация при определении множества параметров модели. При оценке параметров модели сложно избежать влияния субъективных факторов, что вызывает различные результаты при применении модели различными исследователями для одной и той же задачи.

Для того чтобы сделать технику Окумура доступной для автоматизированного расчета, Хата получил аналитические выражения для оценки потерь при распространении в условиях города, пригорода и открытой местности. Несмотря на то, что выражения, полученные Хата, являются аппроксимацией кривых Окумура и их применение ограничено, использование их на практике удобнее графических моделей Окумура.

 

Модель Ericsson 9999

 

Модель Ericsson 9999 была разработана и эффективно используется инженерами компании Ericsson в целях проектирования сотовых систем (таких как NMT, GSM, PCS, DCS). В этой модели за основу взята модель Окумура - Хата, она имеет форму простых аналитических выражений, содержащих несколько параметров. К тому же она учитывает дополнительное затухание за счет дифракции на краях препятствий значительных размеров и за счет кривизны земной поверхности. Также в модели используется база данных зоны распространения, содержащая информацию о конфигурации препятствий на пути распространения сигнала.

Поправочные коэффициенты для каждого типа препятствий на пути распространения определены эмпирически. Из-за простоты модели ее точность очень чувствительна к точности измерения входных параметров модели. Поэтому обычно при использовании модели должны быть проведены обширные тестовые измерения, чтобы собрать точные данные для определения ее входных параметров.

Модель Ли (W.C.Y. Lee)

 

Ли предложил свою модель в 1982 г. В довольно короткое время она стала популярна среди исследователей и системных инженеров, поскольку параметры модели могут быть просто скорректированы с помощью дополнительных натурных измерений к конкретным условиям распространения. После проведения этой процедуры предсказание уровня сигнала становится довольно точным. Более того, алгоритм предсказания прост для применения и легко вычисляем. Многие системы мобильной связи спроектированы с применением этой модели (AMPS, DAMPS, GSM, IS-95).

Модель состоит из двух частей. Первая часть (регион - регион) используется для предсказания потерь при распространении над относительно плоской поверхностью без принятия во внимание территориальных особенностей. Использование только этой части приводит к недостаточно точным результатам для холмистых регионов. Вторая часть (точка - точка) модели Ли использует результат, полученный в первой части, за основу и получает более точное предсказание. Основанная на данных профиля поверхности вторая часть модели учитывает, удовлетворяется условие прямой видимости или нет. Если прямая видимость между приемником и передатчиком существует, то учитывается влияние отраженных радиоволн. Если условие прямой видимости не удовлетворяется, то моделируется дифракция радиоволн на препятствиях на пути распространения сигнала.

Основная часть потерь при распространении (регион - регион) может быть выражена следующей формулой:

 

(2.1)

 

где Pr - мощность сигнала в ваттах на расстоянии r от передатчика

f - частота сигнала;

Рr0 - мощность сигнала в точке пересечения линии распространения с препятствием на расстоянии г0 от передатчика;

g - учитывает степень кривизны поверхности;

n - показывает степень частотной зависимости;

a0 поправочный коэффициент, зависящий от высоты установки антенн, мощности передатчика, коэффициентов усиления передающей и приемной антенн.

Эта модель может быть применена для более общего случая, когда радиоволны распространяются в различных условиях. В этом случае должны быть известны коэффициенты кривизны поверхностей gi, и границы областей с такими коэффициентами кривизны.

Параметрами, определяющими специфику условий распространения, в формуле (2.1) являются Рro и gi. Для наиболее распространенных условий, Ли определил величины этих параметров (таблице 2.2).

 

Таблица 2.2

 

Тип местности P ro, дБм gi. дБ
Сельская -57,0 40,3
Лесные насаждения -57,0 44,5
Жилые районы -57,0 47,0
Пригородные районы - 59,2 47,3
Городская застройка (высота зданий до 4 этажей) -61,5 35,4
Городская застройка с отдельно стоящими высокими зданиями (15-25 этажей) -61,5 37,3
Плотная городская застройка (высота зданий до 4 этажей) -61,5 55,8
Плотная городская застройка (высота зданий выше 6 этажа) -61,5 56,9

 

Данные поправочные коэффициенты получены для следующих исходных условий:

Pt =10 Вт, f =900 МГц, r0 =1 миля, gt = 6 дБ, gr = 0дБ, ht = 30 м, hr = 3 м.

 

Общие положения

 

На этапе принятия решения о построении системы связи с подвижными объектами общего пользования (ССПО-ОП) требуется определить:

- емкость системы (возможное число пользователей)

- географический размер сети

- стратегию развития сети

- необходимые инвестиции

- источники финансирования.

Далее требуется:

- осуществить краткосрочный и долгосрочный прогноз роста числа пользователей

- распределение и объем трафика во времени и пространстве

- выбор поставщиков оборудования.

Возможное число пользователей сети связи вычисляется при заданном числе радиоканалов, нагрузке на одного абонента и допустимой вероятности потери вызова..

Возможное число пользователей определяет требования к параметрам элементов сети:

- емкости коммутационной станции системы

- пропускной способности канала сигнализации зоны.

Итак, на этапе принятия решения следует иметь информацию:

- полоса частот

- ожидаемое число абонентов

- определение зоны обслуживания

- требуемое качество обслуживания

- основные сведения о местности(на основе цифровых карт).

После принятия решения на построение сети требуется:

- разработать проект сети подвижной связи

- провести сертификацию оборудования

- обеспечить прогноз радиочастотной обстановки в зоне обслуживания

- разработать систему тарифов

- сформировать систему управления и технического обслуживания сети

- осуществить обучение и переподготовку инженерно-технического персонала.

Определяющим при проектировании сети является планирование радиосети, которое является итеративным процессом с выполнением следующих шагов:

- синтеза или модификации структуры сети

- прогнозирование напряженности поля по зоне ответственности оператора

- оценка формы сотовых ячеек

- анализ зоны обслуживания для каждой ячейки и сети в целом

- оценка матриц ЭМС, содержащих вероятности создания взаимных помех для всех пар ячеек

- назначение частот

- окончательный анализ работы с учетом помех.

Экономически оправданно начинать строительство сети с одного коммутационного узла, обслуживающего всю зону. С ростом числа базовых станций и количества пользователей требования к коммутационной станции возрастают. Администрация сети должна постоянно контролировать объемы нагрузки, с тем чтобы определить момент введения новой коммутационной станции, т.е. момент организации новой зоны. При этом администрация сети должна учесть необходимость затрат на введение службы "роуминг".

Итак, на этапе принятия решения по построению сети следует собрать информацию о будущей сети. Сюда входит знание полосы частот, ожидаемое число абонентов, определение охватываемой зоны действия и требуемого качества обслуживания, Эта информация должна быть достаточной для грубого задания параметров сети. Кроме того, должны быть получены основные сведения о местности на основе цифровых карт местности, которые бы содержали оценку территории и ее морфоструктуры в масштабах региона, а также, по возможности, и регионов, находящихся за пределами сети. Данные о передаваемом трафике должны быть преобразованы в цифровую форму в виде банка данных о плотности трафика, отображающего региональное распределение абонентов. Возможно, в дальнейшем вследствие неоднородности роста трафика, следует создавать отдельные банки данных.

Компания (оператор) и местная администрация должны рекомендовать собственные здания и недвижимое имущество в качестве возможных участков для развертывания элементов сети. Местоположения в сети, представляющие особый интерес и требующие наивысшего качества обслуживания, должны оговариваться особо. Должна быть определена стратегия охвата зоной действия туннелей, шоссейных дорог и т.д.

После принятия решения на построение ССПО-ОП требуется:

- разработать проект ССПО-ОП;

- провести сертификацию оборудования сети;

- обеспечить прогноз радиочастотной обстановки в зоне обслуживания и в сотах;

- разработать систему тарифов;

- сформировать систему управления и технического обслуживания

- ССПО-ОП;

- осуществить обучение и переподготовку инженерно-технического

- состава.

Определяющим при проектировании ССПО-ОП является планирование радиосети, которое является итеративным процессом с выполнением следующих шагов:

- синтеза или модификации структуры сети;

- прогнозирования напряженности поля по зоне ответственности фирмы-оператора;

- оценки формы сотовых ячеек;

- анализа зоны обслуживания для каждой ячейки и сети в целом;

- оценки матриц электромагнитной совместимости, содержащих вероятности создания взаимных помех для всех пар ячеек;

- назначения частот;

- окончательного анализа работы с учетом помех.

Процесс планирования осуществляется постепенно, шаг за шагом, и выливается в предложения по построению сети сотовой связи и анализу ее работы.

План построения сети сотовой связи содержит координаты сот в географической системе координат, число ячеек, подлежащих обслуживанию, необходимые высоты антенн, направленность и коэффициенты усиления антенн, мощности передатчиков, количество приемопередатчиков в сотах и перечень выделенных (назначенных) частот.

Анализ работы содержит для каждой ячейки и для всей сети данные о предполагаемом трафике и вероятности блокирования вызова, о вычисленных значениях напряженности поля и основанные на этом данные о вероятности нарушения радиосвязи из-за наличия зон неуверенного приема и помех радиоприему или вследствие того и другого. Результаты анализа представляются либо в графической форме, либо в числовой.

При планировании радиосети используется модель определения напряженности поля, при этом учитывается уклон местности, эффективная высота антенны, дифракция над множественными препятствиями, смешанная морфоструктура трассы между подвижной и базовой станциями. Модель распространения для каждого региона имеет весьма характерные и отличные от других параметры, зависящие от архитектуры городов, растительности и землепользования. Поэтому рекомендуется производить измерение напряженности поля для калибровки модели распространения. Применительно к данному региону целесообразно выбирать до 10 участков типового характера. Необязательно, чтобы эти участки были частью будущей сети. Измерения проводятся при немодулированных несущих с использованием подвижного измерительного пункта, оснащенного измерительным приемником, системой определения местоположения и компьютером для снятия и записи данных измерений.

Часть действий, которые сопровождают выбор участков, составляют действия по проверке зоны охвата Измерения проводятся сцелью проверки того, что выбранный участок оказывается в зоне уверенного приема, как это было предсказано при планировании сети Из-за ограниченности времени на этапе начального планирования оказывается сложным предсказать объем измерений для определения зоны уверенного приема. Если на исследуемом участке предусматривается установка башни или мачты, испытания по проверке зоны уверенного приема должны производиться при установке передающей аппаратуры на данной высоте. Проверка зоны уверенного приема может быть ограничена границами соты и в наиболее важных районах зоны.

Для того чтобы не только измерять напряженность поля, но также оценивать качество радиоканалов в реальных условиях распространения, а также исследовать вопросы регулирования мощности, влиянии дополнительных источников помех и преимуществ, получаемых за счет ППРЧ в цифровых ССПО-ОП, требуется использование более сложного оборудования.

В начале работы по планированию радиосети заказчик может определить ряд зданий или объектов недвижимости, которые он предлагал бы использовать в будущем как участки размещения базовых станций. Планирование радиосети позволит получить перечень участков, оптимальных по местоположению и высоте, исходя из оценки возможностей по передаче трафика и реальных помех. Естественно, что участки, которые полностью соответствуют требованиям, можно найти только в редких случаях и в последующем необходимо найти компромиссное решение, обеспечивая при этом достаточный уровень эксплуатационных характеристик сети.

Таким образом, первоначальный вариант участков развертывания базовых станций следует рассматривать как своего рода ориентировочный. Здесь можно руководствоваться следующими правилами:

- для равнинной местности могут допускаться отклонения от идеальной позиции до 1/4диаметра сотовой ячейки;

- для холмистой местности все зависит от топографии местности;

- для городских условий вблизи участка не должно находиться высоких зданий или башен и антенна должна устанавливаться на уровне значительно превышающем верхний уровень крыш зданий в соответствующей ячейке (более предпочтительны здания с плоской крышей)

Помимо требований по выбору местоположения и высоты есть требование к достаточной вместимости площади помещения, по максимальной нагрузке на квадратный метр, к длине антенного кабеля, по доступу на крышу и т.д. Если предполагается возвести мачту или башню, грунт должен быть твердым и подходящим для возведения фундамента. Кроме того, требуется своевременное подведение электрических и цифровых линий передач.

Временная и логическая последовательность действий при планировании радиосети, под которыми следует понимать процедуру по определению числа базовых станции, мест их расположения, частотного плана с учетом выполнения заданных требований при минимальной стоимости, содержит ряд этапов:

Этап 1. Получение исходных данных.

Этап 2. Построение первого приближения радиосети. На основе анализа распространения волн разрабатывается предварительный план построения сотовой сети с выдачей предложений о координатах и типах антенн, ориентации и мощности передатчика каждого отдельного участка. План построения сотовой сети содержит данные об имеющихся предполагаемых участках для развертывания базовых станций. Анализируется эффективность работы сети, которая сравнивается с требованиями заказчика.

Этап 3. Измерение напряженности поля в наиболее характерных точках зоны обслуживания сети (осуществляется; как правило, параллельно с осуществлением этапов 1 и 2).

Этап 4. Калибровка модели распространения, использованной для планирования радиосети, основываясь на основе измерений напряженности поля.

Этап 5. Анализ эффективности работы сети и оценка ее соответствия требуемым эксплуатационным характеристикам. Если требования не удовлетворяются, то производится корректировка плана построения сотовой сети с изменениями предполагаемых участков для развертывания базовых станций.

Этап 6. Привязка участков развертывания базовых станций, определенных планом построения сотовой сети, к местности. Для каждого участка необходимо определение вариантов размещения, близких по местоположению к предложенной позиции (месту) и имеющих достаточную высоту.

Этап 7. Перебор всех возможных вариантов размещения базовых станций с последующим анализом сети и ранжирование результатов анализа в соответствии с прогнозируемыми характеристиками.

По результатам этапа 7 могут приниматься следующие решения.

Если характеристики проверенного места размещения базовой станции подходят, то:

- проводятся переговоры об аренде участка;

- если они прошли успешно, то участок включается в план построения сотовой сети, если нет - в соответствии с ранжировкой берется следующий участок и т.д.;

- производятся измерения по проверке реальной напряженности поля;

если в процессе планирования станет очевидно, что участок подходит, он арендуется и можно начинать подготовительные работы по развертыванию базовой станции.

Если участки подобрать не удалось, следует вернуться к этапу 6 и оценить возможность перекрытия этого участка базовыми станциями зоны обслуживания, используя расчетные методики и измерительные средства.

В работающей сети для ее оптимизации целесообразно производить:

1) исследование совместной работы базовых станций с целью уточнения перекрытия зоны обслуживания и наличия взаимных помех;

2) оптимизацию тех параметров базовых станций, которые определяют передачу команд управления (в частности управление мощностью), оптимизировать размер соты с тем, чтобы добиться снижения потока следования команд управления и низкого процента нарушения связи из-за задержки передачи управления, добиться более сбалансированного трафика, высокого уровня успешных попыток успешного вызова, низкой вероятности появления помех при передаче управления внутри соты, повысить вероятность охвата обслуживаемой зоны и т.д.;

3) спецификацию и анализ измерений трафика и частоты появления событий (например, передачи управления, обновления данных о местонахождении и т.д.);

4) мероприятия по увеличению пропускной способности в соответствии с возрастанием трафика;

5) анализ жалоб абонентов на наличие провалов в зоне обслуживания, перегрузку сети трафиком, а также определение мер, которые необходимо предпринять для исправления положения

Наиболее важными входными данными, которые требуются при планировании, являются:

- ожидаемая плотность трафика в Эрл/км2;

- пересеченность местности,

- морфоструктура территории;

- эксплуатационные характеристики (вероятность блокировки вызова, охват зоны обслуживания, вероятность передачи информации с заданным качеством);

- ограничения, связанные с частотным ресурсом, отведенным системе;

- технические данные радиоаппаратуры.

В лучшем случае должны иметься данные о территории в цифровом формате. Должны быть представлены данные, зависящие от времени (ожидаемый трафик, охват зоны обслуживания, охват населения), а также график выполнения этапов работы с тем, чтобы производить расширение с минимальной реконфигурацией уже установленного оборудования. Планирование сети осуществляется при широком использовании средств программного обеспечения, поддерживающего функции синтеза сети, распределения частот и анализа эксплуатационных характеристик. После завершения итеративного процесса оптимизации получается сеть базовых станций, которая удовлетворяет заданным эксплуатационным характеристикам при минимальном количестве установленного радиооборудования.

В процессе планировании сети для каждой базовой станции определяются следующие параметры:

- местоположение;

- высота антенны;

- количество секторов в соте (ячеек) (1 всенаправленная и/или до трех и более секторных ячеек).

Для каждой ячейки определяются:

- количество используемых частот и их номиналы;

- эффективная изотропная мощность излучения базовой станции;

- тип антенны;

- ориентация антенны;

- график прогнозируемой средней напряженности поля;

- эксплуатационные характеристики.

К эксплуатационным характеристикам относятся:

- вероятность обслуживания подвижной станции в данной ячейке;

- вероятность превышения фактической напряженности поля в данном месте над заданным пороговым значением (вероятность перекрытия зоны обслуживания);

- среднее значение вероятности уверенного приема в данном месте (локальная вероятность, взвешенная по трафику для данной ячейки);

- вероятность того, что отношение сигнал/помеха в данном местоположении ниже заданного порогового значения (вероятность локальных помех);

- среднее значение вероятности локальных помех;

- вероятность превышения частоты появления битовых ошибок для цифровых ССПО-ОП в данном местоположении над заданным пороговым значением (вероятность локального нарушения связи) - пороговое значение может быть приписано различным уровням качества речи от "удовлетворительного" до "отличного";

- среднее значение вероятности локального нарушения связи;

- перечень ячеек (сот) наиболее критических с точки зрения помех, вместе с вероятностью создания взаимных помех.

Помимо данных, которые относятся к данной соте (ячейке), в ходе планирования оказывается возможным вычислить локальные и средние значения вероятности уверенного приема (попадания в зону обслуживания), вероятности наличия помех, вероятности обеспечения связи с заданным качеством. Результаты планирования могут быть использованы для изучения эксплуатационных характеристик сети при изменении требований в отношении передачи трафика и, соответственно, для прогнозирования числа абонентов, которые могут быть обслужены сетью.

 

Принцип использования геоинформационной базы данных в задачах частотно-территориального планирования сетей мобильной связи

 

Цифровые карты (модели) местности (ЦКМ, ЦММ) - это систематизированная запись на магнитном носителе в цифровом виде пространственных координат объектов местности и кодов их ха







Живите по правилу: МАЛО ЛИ ЧТО НА СВЕТЕ СУЩЕСТВУЕТ? Я неслучайно подчеркиваю, что место в голове ограничено, а информации вокруг много, и что ваше право...

Что вызывает тренды на фондовых и товарных рынках Объяснение теории грузового поезда Первые 17 лет моих рыночных исследований сводились к попыткам вычис­лить, когда этот...

Что делать, если нет взаимности? А теперь спустимся с небес на землю. Приземлились? Продолжаем разговор...

ЧТО ТАКОЕ УВЕРЕННОЕ ПОВЕДЕНИЕ В МЕЖЛИЧНОСТНЫХ ОТНОШЕНИЯХ? Исторически существует три основных модели различий, существующих между...





Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте:


©2015- 2024 zdamsam.ru Размещенные материалы защищены законодательством РФ.