Реферат: Сотовые системы связи 
изменения данных в этом блоке. Благодаря большой глубине
модульности все программы могут быть последовательно проверены,
что обеспечивает надежность работы. Поскольку программные
элементы независимы, то введение какого-либо нового требования
или функции затрагивает лишь соответствующий элемент, который
можно модифицировать, заменять или расширять независимо от
других.
В ССС в качестве ЦС широко используется цифровая
автоматическая телефонная станция с распределенным управлением
типа System 12, при этом обмен информации между ЦС и АС ведется
через модемы, работающие со скоростью 1200 бит/с. Поскольку
System 12 полностью цифровая станция, аналого-цифровое
преобразование информации производится на БС. Канальный модуль
АС может осуществлять управление максимум 30 каналами, в числе
которых могут быть КУ и РК, относящиеся к одной или нескольким
БС.
Для использования электронной АТС типа System 12 в ССС в
программное обеспечение станции вводятся два новых программных
модуля в дополнение к существующим: для управления каналами,
оборудованными модемами, и для обработки информации по
определению местоположения АС, эстафетной передаче АС, обработке
информации об изменении качества передачи. При организации ССС в
Бельгии предполагается, что первоначально ЦС типа System 12
будет работать с 45 БС и обслуживать 5000 абонентов, в
последующем планируется увеличение емкости сети до 50000
абонентов и увеличение числа БС до 245. Максимальная емкость
System 12 при использовании ее в качестве ЦС ограничивается
только стоимость кабельной сети. Поэтому считается
целесообразным организовать в ССС вторую ЦС также типа System
12. Применение System 12 планируется и при проектировании
полностью цифровых ССС, например СD-900.
2.8. Выводы.
Рассмотренные алгоритмы работы сотовых сетей связи и
протоколы управления в различных режимах работы показали, что в
системах, эксплуатируемых в настоящее время, имеется ряд
отличий, обусловленных различием характеристик используемой
аппаратуры, вычислительной и коммутационной техники.
При создании перспективных цифровых ССС имеются чрезвычайно
важные проблемы, среди которых следует выделить выбор методов
уплотнения каналов связи, рациональных методов модуляции для
передачи речевых сообщений, способных обеспечить хорошую
разборчивость при низких скоростях передачи по радиоканалам, что
приведет к высокой спектральной эффективности цифровых ССС. При
их разработке необходимо ориентироваться на результаты
проводимых испытаний цифровых сотовых сетей связи, учитывая
имеющийся опыт эксплуатации действующих ССС, а также
рекомендации МККР и МККТТ.
Раздел III. Принципы проектирования ССС.
3.1. Цели проектирования и исходные данные.
Приведенные ниже принципы проектирования основываются на
опыте проектирования сотовых сетей связи во многих странах мира
и, прежде всего, на опыте фирмы NOKIA.
Целью проектирования сети является:
- обеспечение охвата требуемой зоны обслуживания с высоким
качеством речевой связи;
- обеспечение емкости для обслуживания абонентской нагрузки
с низкой интенсивностью потерь.
Путем эффективного проектирования сети (например, путем
разделения зоны действия базовой станции на секторные сотовые
ячейки), а также использования имеющихся сооружений (зданий,
мачт, линий передач и т.д.), можно достичь минимальной стоимости
инфраструктуры сотовой сети. При проектировании сотовых сетей
каждый проект выполняется с учетом желаний и возможностей
заказчика.
Для составления окончательного проекта сети требуется
четкая информация о следующих основных параметрах:
- количество имеющихся свободных каналов (в зависимости от
ширины полосы и разноса между каналами)
- планируемые зоны обслуживания (города и магистральные
дороги)
- топография и типы местностей в зонах обслуживания (карты)
- существующие сооружения и т.п. (список предлагаемых
пунктов расположения базовых станций)
- оценка распределения и прироста абонентов и нагрузки
- прочие параметры проектирования (нагрузка на абонента,
допустимая интенсивность потерь, минимальная приемлемая
напряженность поля и т.д.)
Так как все вышеупомянутые параметры фактически нам
не известны, мы производим здесь только предварительный расчет
максимальной емкости. Он содержит оценку требуемых материалов
(базовых станций и каналов).
Перед проектированием сети стоят две разные цели, зависимые
от обслуживаемой местности.
1. В сельских местностях главная задача - это произвести
большие зоны охвата с высокой мощностью передачи и высокими
антеннами (обычно с помощью ненаправленной антенны).
2. В городах, где нагрузка интенсивная, главная задача -
это обеспечение максимальной емкости и компактных размеров ячеек
с небольшой мощностью и низкими антеннами (часто с помощью
направленной антенны и секторных ячеек). Проблема проектирования
сетей городских районов состоит в том, что применяются одни и те
же частоты с минимальной внутриканальной помехой.
В городских районах целесообразно использовать "зонтичные"
базовые станции, т.к. они охватывают и такие районы, которые
недостаточно хорошо охвачены малыми ячейками.
3.2. Проектирование радиотелефонной сети.
В начале проектировщику радиотелефонной сети нужны данные о
вышеупомянутых параметрах. Их он может получать путем изучения
предлагаемых пунктов расположения базовых станций.
Топографические карты необходимо иметь при составлении плана
сети (прогноз зоны охвата и распределение каналов с минимальными
взаимными помехами) с помощью автоматизированных средств
проектирования. Измерения зоны охвата выдают информацию о
фактическом распространении радиоволн и одновременно дают
заказчику точное определение охвата и функционирования сети.
Проектирование сети охватывает и определение параметров
телефонной станции подвижной службы (ТСПС), что влияет на
удачную передачу соединения из одной сотовой ячейки в другую.
Проектирование сети - это бесконечный процесс. Действующая
сеть выдает информацию о распределении трафика и прироста
абонентов и эта информация может, в свою очередь, влиять на
составленные раньше проекты устройства сетей. Проектирование
сети постоянно расширяется, как и сама сеть.
3.3. Технические характеристики и основы для
расчета сетей.
Полоса частот 2 х 4,5 МГц
Разнос между каналами 25 кГц
Количество каналов 180
Размер узла (модель группы повторяющихся ячеек) 9
Макс. интенсивность потерь в ЧНН 5% (3 мин. на час)
Средняя создаваемая нагрузка на абонента 25 мЭрл
Тип базовой станции (БС) NMT-450
Количество каналов/статив в БС 8
Чувствительность базовой станции <-2 дБмкВ эдс
Мощность передачи БС 0,7 - 50 Вт
(выход канала)
Количество каналов на группу каналов 20
Минимальный разнос между 175 кГц
каналами в сумматоре БС
Количество каналов на одну антенну передачи 16
Типичный коэффициент усиления антенны:
5 дБи (ненаправленная антенна)
8 дБи (направленная с 120 град. шириной
диаграммы направленности)
9 дБи (направленная с 60 град. шириной
диаграммы направленности)
Затухание антенного фидера (450 МГц):
5 дБ/100 м (1/2")
3 дБ/100 м (7/8")
Чувствительность ТСПС < 0 дБмкВ эдс
Мощность передачи ТСПС 15, 1,5 и 0,15 Вт
3.4. Зона обслуживания.
Сеть охватывает район с диаметром: около 30 км.
3.5. Размеры сотовых ячеек.
Обычно мощности передачи базовой станции и ТСПС находятся
на балансе. Это значит, что количество речевой связи одинаково
высокое в обоих направлениях. Размер ячейки вычисляется путем
определения минимальной приемлемой напряженности поля,
получаемой ТСПС от базовой станции, и использования уравнения
для вычисления затухания напряженности поля от базовой станции.
Вычисляется минимальная напряженность поля (т.е.
напряженность поля на краю ячейки) из условий:
Чувствительность ТСПС равна -113 дБ, что соответствует в
антенне напряжению 0 дБмкВ эдс и напряженности поля 17 дБмкВ/м.
Напряженность поля на уровне чувствительности 17 дБмкВ/м
Граница быстрого замирания +10 дБ
Граница медленного замирания +4 дБ
Усиление антенны подвижной станции -5 дБ
Затухание антенного фидера подвижной станции +2 дБ
-----------
Минимальная приемлемая напряженность поля 28 дБмкВ/м
Напряженность поля превысит пороговое значение в пределах
сотовой ячейки с 90-процентной вероятностью времени и
месторасположения.
Размер сотовой ячейки (т.е. радиус ячейки в напряжении
главного лепестка антенны) вычисляется, применяя уравнения
Юл-Ньюхолм (Juul-Nyholm; COST 207. Digital land mobile radio
communication. Final report, стр. 18-19. Luxembourg 1989).
Приведенные ниже примеры в виде таблиц вычислены используя
вышеуказанное уравнение.
Затухание сумматора и прочее затухание = 3,5 дБ
Затухание антенного фидера = 2,5 дБ
Поправочный коэффициент местности:
0 дБ городская местность
5 дБ пригородная м. (лесистость)
10 дБ сельская м.
16 дБ полуоткрытая м.
25 дБ открытая м.
Коэффициент усиления антенны = 5 дБи (ненаправленная)
Мощность = 50 Вт
Радиус зоны охвата (км)
Высота Городская Пригородная Сельская Открытая местн.
антенны (м)
30 7,6 10 14 31
50 10 14 19 38
70 12 17 24 43
100 15 22 27 50
150 20 26 33 58
Коэффициент усиления антенны = 5 дБи (направленная)
Мощность = 5 Вт
Радиус зоны охвата (км)
Высота Городская Пригородная Сельская Открытая местн.
антенны (м)
30 5,2 7,1 9,7 24
50 6,7 9,3 13 30
70 8,1 11 16 34
100 10 14 21 39
150 13 19 25 46
Коэффициент усиления антенны = 9 дБи
(направленная, 60 град.)
Мощность = 0,7 Вт
Радиус зоны охвата (км)
Высота Городская Пригородная Сельская Открытая местн.
антенны (м)
30 3,0 4,1 5,7 15
50 3,8 5,3 7,4 20
70 4,6 6,4 8,9 24
100 5,5 7,8 11 28
150 6,9 10 14 32
3.6. Расчет емкости.
Используя формулу "Эрланг Б" можно вычислять создаваемую
нагрузку, когда количество каналов и интенсивность потерь
известны. Ниже примером служит район внутри кольцевой дороги
г.Москвы.
Район А = пи х 14 х 19 км2 = 836 км2
Размер ячейки пи х (3,0/2) км2 = 7,1 км2
Ориентировочное макс.кол-во ячеек 836/7,1 = 118
Предполагается, что базовые станции можно располагать в
отработанных пунктах.
Количество каналов телетрафика в ячейке (в каждой ячейке по
одному каналу для сигнализации): 19
Потерь 5%, следовательно, создаваемая нагрузка на ячейки
14,3 Эрл
Максимальная нагрузка; предполагается, что нагрузка
одинаково распространена: 118 х 14.3 = 1687 Эрл
Количество абонентов: 1687/0,025 = 67000
Вышеуказанное число - это теоретическое число для
максимального количества обслуживаемых абонентов, когда сеть
проектирована как сеть большой емкости для городской местности.
Количество абонентов можно увеличить путем понижения мощности
передачи базовой станции.
Раздел IV. Радиотелефонные системы общего пользования
с большой зоной обслуживания
(РТСОП-БЗ).
4.1. Радиотелефонная система "Алтай".
Отечественная система радиотелефонной дуплексной связи с
подвижными объектами "Алтай", которая в настоящее время
используется более чем в 40 городах СССР, является типичным
представителем РТСОП-Б3. Эти радиосистемы основаны на
использовании одной центральной радиостанции (ЦРС), антенна
которой располагается на максимально возможной высоте (рис. 10).
Основные принципы функционирования РТСОП-Б3 "Алтай" были
разработаны в начале 60-х годов и с тех пор практически не
изменились. Существенная модернизация проводилась в части
аппаратуры, используемой в системе. Первоначально
(1959..1963гг.) система была разработана для диапазона 160 МГц
("Алтай") с разносом частот 50 кГц, в основном на электронных
лампах (особенно высокочастотные каскады). Затем (1968..1971гг.)
система была переоборудована для диапазона 330 МГц ("Алтай-3")
тоже с разносом частот 50 кГц, но с широким использованием
транзисторов, функциональных элементов и другой современной
элементной базы.
В 1974..1978 гг. была введена очередная модернизация
радиооборудования системы с учетом разноса частот 25 кГц
("Алтай-3М") и применением интегральных схем,
термокомпенсированных кварцевых генераторов, переводом
центрального радиотракта (ЦРТ) полностью на транзисторы, в том
числе в выходных каскадах передатчика (3-е поколение). при этом
существенно были уменьшены масса и габариты радиостанции,
потребление от источников питания, повышена надежность.
В настоящее время система модернизируется. В нее вводятся
устройство автоматического опознавания номера абонента ПО;
синтеза частот и микропроцессорное устройство управления
("Алтай-3С").
В системе "Алтай-3М" помимо автоматической связи абонентов
ПО с абонентами телефонной сети предусмотрена возможность
использования диспетчерской связи с абонентами ПО, что позволяет
более эффективно использовать радиочастотный спектр и уменьшить
время занятия канала.
Система "Алтай-3М" состоит из: центральной радиостанции,
ведомственных диспетчерских пунктов, абонентских радиостанций,
соединительных линий, ремонтно-профилактической мастерской.
Связь в системе осуществляется в дуплексном режиме через единую
городскую ЦРС в диапазоне частот 301,1375..305,8125 и
337,1375..341,8125 МГц с разносом частот 36 МГц. весь диапазон
частот, выделенный для системы "Алтай-3М", разбит на 22 участка
(ствола), по восемь радиоканалов в каждом. Разнос частот между
радиоканалами 25 кГц.
Число стволов, разрешенных к установке в каждом городе,
определяется решением органов Государственной инспекции
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15
|
