Мегаобучалка Главная | О нас | Обратная связь  


Анализ трафика и покрытия территории




Стоимость проектируемой сотовой сети является одним из важнейших факторов. Вложенные в строительство сети средства должны окупаться в заданный период. При проектировании конкретной системы, группа специалистов по технической, финансовой, маркетинговой стороне проекта должны разработать бизнес-план, в котором, исходя из условий рынка, технических и финансовых возможностей оператора должны быть оценены объемы возможных затрат и объемы предполагаемой прибыли от реализации конкретного проекта.

На начальном этапе проектирования системы под пропускной способностью системы понимают предполагаемое количество обслуживаемых абонентов. Пропускная способность сети на этапе проектирования должна быть выбрана достаточной, для удовлетворения всей потенциальной емкости рынка мобильной связи в намеченном регионе.

Зона радиопокрытия сети городской сотовой связи, должна охватывать всю территорию города, пригородных населенных пунктов и путей сообщений.

Вероятность блокировка вызовов или (GoS – Grade of Service) – процент неудачных попыток установления соединения, вызванных перегрузками в сети, вычисляется по формуле Эрланга Б и используется для расчета вероятности блокировки вызовов при заданной величине нагрузки и заданном количестве каналов трафика.

Вероятность поступления вызовов в момент, когда все каналы заняты, может быть рассчитана по формуле

 

, (4.1)

 

где N- количество каналов трафика;

А - обслуживаемая нагрузка, Эрланг.

 

Нагрузка на одного абонента может быть посчитана по формуле

 

, (4.2)

где n - количество соединений за промежуток времени, например, 1 час или 3600 сек.;

Т- среднее время разговора в течение соединения, сек.

 

В соответствии с требованиями операторских лицензий, величина отказов внутри отечественных сотовых сетей общего пользования принимается на уровне Ротк 5%, а расчетная удельная нагрузка на одного абонента 0.015 Эрланг. Иногда, закладывая запас на проектирование, расчет трафика производят исходя из нагрузки (входящая + исходящая) на одного абонента в ЧНН равной 0.025 Эрл и вероятности блокировки 2%. Опыт работы сотовых сетей в России и Казахстане показывает, что средняя нагрузка, создаваемая одним абонентом, колеблется на уровне (0.007 - 0.016) Эрл., таблица 4.1.

При анализе доступных для планирования частот, важнейшим пунктом является оценка электромагнитной совместимости (ЭМС) подсистемы базовых станций BSS. ЭМС рассматривается на двух уровнях:

- межсистемная ЭМС;

- внутрисистемная ЭМС.

В рамках требований межсистемной ЭМС рассматриваются вопросы, относящиеся к обеспечению совместной работы приемопередающего оборудования подсистем BSS с радиоэлектронными средствами (РЭС) гражданского и специального назначения, работающими в соответствующих частотных диапазонах и в пределах координационных расстояний. Основой для обеспечения межсистемной ЭМС является разделение частотного диапазона, определяемое Регламентом радиосвязи Республики Казахстан.

Анализ межсистемной ЭМС проводится на этапе выдачи Агентством по Информатизации и Связи разрешений на использование операторами связи радиочастот.

В рамках рассмотрения межсистемной ЭМС могут быть выделены вопросы обеспечения объектной ЭМС. Объектная ЭМС должна обеспечить совместную работу различных РЭС, устанавливаемых на одном объекте, и предусматривает отсутствие взаимных помех под воздействием излучаемых радиочастот, их гармоник и продуктов интермодуляции.

На этапе анализа абонентского распределения учитывается:

- плотность застройки территории, ее неравномерность;

- направление и загруженность автомобильных дорог в данном районе;

- статистика загрузки существующих сетей PSTN или PLMN.

На основании полученных данных определяется топология сотовой сети. Топология подсистем базовых станций BSS строится на основе сотовых структур. Радиусы сот подбираются в соответствии с плотностью абонентской нагрузки и требованиями по пропускной способности. Различают 3 градации размеров сот:

- макросоты радиусом (3.5 - 35) км;

- микросоты радиусом (0.5 - 3.5) км;

- пикосоты радиусом до 0.5 км.

Таблица 4.1 – Таблица Эрланга

n .007 .008 .009 .01 .02 .03 .05 .1 .2 .4
.00705 .00806 .00908 .01010 .02041 .03093 .05263 .11111 .25000 .66667
.12600 .13532 .14416 .15259 .22347 .28155 .38132 .59543 1.0000 2.0000
.39664 .41757 .43711 .45549 .60221 .71513 .89940 1.2708 1.9299 3.4798
.77729 .81029 .84085 .86942 .0923 1.2589 1.5246 2.0454 2.9452 5.0210
1.2362 1.3223 1.3223 1.3608 1.6571 1.8752 2.2185 2.8811 4.0104 6.5955
1.7531 1.8610 1.8610 1.9090 2.2759 2.5431 2.9603 3.7584 5.1086 8.1907
2.3149 2.3820 2.4437 2.5009 2.9354 3.2497 3.7378 4.6662 6.2302 9.7998
2.9125 2.9902 3.0615 3.1276 3.6271 3.9865 4.5430 5.5971 7.3692 11.419
3.5395 3.6274 3.7080 3.7825 4.3447 4.7479 5.3702 6.5464 8.5217 13.045
4.1911 4.2889 4.3784 4.4612 5.0840 5.5294 6.2157 7.5106 9.6850 14.677
4.8637 4.9709 5.0691 5.1599 5.8415 6.3280 7.0764 8.4871 10.857 16.314
5.5543 5.6708 5.7774 5.8760 6.6147 7.1410 7.9501 9.4740 12.036 17.954
6.2607 6.3863 6.5011 6.6072 7.4015 7.9667 8.8349 10.470 13.222 19.598
6.9811 7.1154 7.2382 7.3517 8.2003 8.8035 9.7295 11.473 14.413 21.243
7.7139 7.8568 7.9874 8.1080 9.0096 9.6500 10.633 12.484 15.608 22.891
8.4579 8.6092 8.7474 8.8750 9.8284 10.505 11.544 13.500 16.807 24.541
9.2119 9.3714 9.6171 9.6516 10.656 11.368 12.461 14.522 18.010 26.192
9.9751 10.143 10.296 10.437 11.491 12.238 13.385 15.548 19.216 27.844
10.747 10.922 11.082 11.230 12.333 13.115 14.315 16.579 20.424 29.998
11.526 11.709 11.876 12.031 13.182 13.997 15.249 17.613 21.635 31.152
12.312 12.503 12.677 12.838 14.036 14.885 16.189 18.651 22.848 32.808
13.105 13.303 13.484 13.651 14.896 15.778 17.132 19.692 24.064 34.464
13.904 14.110 14.297 14.470 15.761 16.675 18.080 20.737 25.281 36.121
14.709 14.922 15.116 15.295 16.631 17.577 19.031 21.784 26.499 37.779
15.519 15.739 15.939 16.125 17.505 18.483 19.985 22.833 27.720 39.437
16.334 16.561 16.768 16.959 18.383 19.392 20.943 23.885 28.941 41.096
17.153 17.387 17.601 17.797 19.265 20.305 21.904 24.939 30.164 42.755
17.977 18.218 18.438 18.640 20.150 21.221 22.867 25.995 31.388 44.414
18.805 19.053 19.279 19.487 21.039 22.140 23.833 27.053 32.614 46.074
19.637 19.891 20.123 20.337 21.932 23.062 24.802 28.113 33.840 47.735
20.473 20.734 20.972 21.191 22.827 23.987 25.773 29.174 35.067 49.395
21.312 21.580 21.823 22.048 23.725 24.914 26.746 30.237 36.295 51.056

 

При этом, пикосоты могут вкладываться в микросоты, а те в макросоты для увеличения пропускной способности в точках локально увеличенного трафика. Таким образом, адаптируется топология подсистемы базовых станций к величине, плотности и территориальному распределению абонентской нагрузки.

При строительстве PLMN важно так же учитывать:

- возможность появления другого оператора в регионе. Если такой оператор уже существует, то оценивается его работа, ценовая политика, учитываются недостатки и достоинства его сети;

- оценивается платежеспособность и материальное благосостояние населения, а так же другие технические, экономические, социальные факторы, так или иначе влияющие на процесс планирования.

4.2 Номинальный сотовый план

Номинальный сотовый план – это графическое изображение будущей сотовой сети и выглядит он как набор сот, нанесенный поверх географической карты. Но прежде чем определить расположение BS и сот на карте, необходимо произвести соответствующие расчеты. Общее количество базовых станций, определяется двумя параметрами:

- обеспечение непрерывного радиопокрытия;

- обеспечение необходимой пропускной способности.

На начальном этапе невозможно предсказать, как и в каком количестве будет распределена нагрузка в системе. На данном этапе проектирования необходимо обеспечить непрерывное радиопокрытие заданной территории.

Необходимо выбирать расстояния между BSС для того, чтобы в случае внедрения приемопередатчиков GSM 1800 в целях увеличения емкости, удовлетворялись требования по силе и качеству сигнала. Что касается пропускной способности, то можно достаточно широко варьировать ее величиной за счет изменения количества приемопередатчиков и применения полускоростных (HR) каналов.

Оптимальное расстояние между соседними BSС и радиусом сот зависит от типа местности и от частотного диапазона. Приведенные в таблице 4.2 величины рекомендованы компанией Ericsson при строительстве двухдиапазонных сетей стандартов GSM 900/1800. Эти величины являются мерой оценки необходимого количества BSС по критерию непрерывного покрытия.

Таблица 4.2 – Оптимальные размеры сот

  Условия GSM 1800 GSM 900
Радиус соты, км. Расстояние между BSС, км. Радиус соты, км Расстояние между BSС, км.
Город 2.7 4.0 3.7 5.6
Пригород 7.5 8.1 12.2
Открытая местность

 

В местах, где предполагается большая нагрузка, BSС необходимо
располагать несколько ближе друг к другу, чем в местах меньшей
концентрации трафика.

Рисунок 4.1 – Номинальный сотовый план

 

После того, как собраны данные о предполагаемой нагрузке и
требуемом покрытии, составляется номинальный сотовый план, который
представляет собой географическую презентацию сети на карте (рисунок
4.1). Необходимо отметить, что номинальный сотовый план является первым этапом сетевого планирования.

После того, как получен номинальный сотовый план, необходимо рассчитать зоны покрытия и частоты интерференции.

Для наиболее эффективного планирования важно учитывать законы распространения радиоволн в конкретных условиях. Для этих целей существуют специальные компьютерные программы, в которых заложены цифровые карты местности и используются общепринятые эмпирические модели распространения радиоволн в городской и пригородной застройке, такие как "Окомура-Хата", "Ли" и др. Вычислительные программы, основанные на этих алгоритмах, позволяют:

- предсказывать зоны покрытия базовыми станциями;

- предсказывать зоны интерференции в будущей сети.

Входными данными для вычислительных программ является:

- частотный диапазон;

- расположение BS;

- мощности излучения BS;

- параметры антенных систем.

Необходимо учитывать диаграмму направленности антенн. В таблице 4.3 представлен пример данных, которые необходимо учитывать при выборе антенных систем.

 

Таблица 4.3 - Параметры антенны Allgon 7331.06

Параметр Значение
Коэффициент усиления 16 дБ
Поляризация Х-поляризация 45°
Ширина ДН в вертикальной плоскости по уровню 3 дБ
Ширина ДН в горизонтальной плоскости по уровню 3 дБ 65°
Максимальная входная мощность 300 Вт на порт

 

Номинальный сотовый план является упрощенным (идеализированным). Реально, на распространение радиоволн влияет множество факторов (рельеф местности, дома, движущиеся объекты и т.д.). Проблемы, связанные с затенением, многолучевым распространением радиоволн проявляются на действительном покрытии системы. В реальной ситуации форма покрытия от одной соты не имеет идеального шестигранника, как показано на рисунке 4.1, а имеет более сложную форму.

Помимо проблем, перечисленных выше, в системе GSM присутствует еще одна – проблема временной дисперсии. Эта проблема вызвана отражением от удаленных объектов. Для оценки данной проблемы используется показатель качества - отношение C/R Carrier-to-Reflection (отношение основного сигнала С к отраженному сигналу R). Для открытых районов распространение радиоволн осуществляется в зоне прямой видимости. В таких случаях прием сигналов возможен на достаточно больших расстояниях из-за малого затухания сигнала. Но, максимальный радиус соты в системе GSM составляет 35 км. Это обусловлено проблемой временного выравнивания (Time Alignment). Чтобы этого избежать следует использовать системные опции, например, опцию Extended Range, которая путем использования двух последовательных временных интервалов TDMA позволяет увеличить значение ТА, и, тем самым, увеличить зону обслуживания до 72 км и более.

В условиях ограниченного частотного ресурса, повторное использование частот из выделенного частотного диапазона позволяет обеспечить непрерывное радиочастотное покрытие на достаточно больших территориях. В классической теории сотового планирования, соты группируются в кластеры, в каждом кластере используется фиксированный набор частот, который повторяется через определенное расстояние. Помимо обеспечения непрерывным покрытием больших территорий, повторное использование частот на сетях сотовой связи увеличивает и пропускную способность системы. Но, как говорится, за все надо платить.

Отрицательная сторона повторного использования частот – это возникновение интерференции (рисунки 4.2, 4.3). В основном, проектировщики сотовых систем оценивают внутрисистемную ЭМС (С/I, С/А). С/I - Carrier - to - Interference. Интерференция по основному каналу. С/А - Carrier - to - Adjacent. Интерференция по соседнему каналу (+/- 200, 400 кГц).

Рисунок 4.2 – Интерференция по основному каналу

 

Рисунок 4.3 – Интерференция по соседнему каналу

 

Требования к внутрисистемной ЭМС, заложенные в стандарте GSM:

- по основному каналу: С/I > 9 dB;

- по соседнему, отстройка (+/-200 кГц): С/А < -9 dB;

- по соседнему, отстройка (+/-400 кГц): С/А < -41 dB;

Как было отмечено выше, анализ межсистемной ЭМС проводится на этапе выдачи АИС разрешений на использование операторами связи конкретных радиочастот. Внутрисистемная ЭМС должна анализироваться и рассчитываться оператором. Внутрисистемная ЭМС сетей сотовой связи обеспечивает отсутствие взаимных радиопомех между работающими в данной сети радиосредствами. Основным критерием внутрисистемной ЭМС является допустимая величина уровня интерференции, которая не должна быть выше значения, установленного стандартом GSM.

К внутрисистемной ЭМС относятся следующие вопросы:

- обеспечение необходимых частотных развязок между приемными и передающими трактами радиооборудования в эфирной среде и в различных элементах антенно-фидерных систем при объединении передатчиков и приемников базовых станций;

- отсутствие излучения на соседних радиоканалах в пределах одной соты, а также взаимно направленного излучения на одинаковых или соседних радиоканалах в смежных сотах.

Добавка о кластере. Соты с одинаковыми частотами должны быть разнесены в пространстве на расстояние не меньше чем 3R. Второе требование гласит, что С/I должен быть не меньше 12 дБ, при наличии в сети 6 сот с одинаковыми частотами. Для расчета величины С/I используется следующая формула

, (4.4)

 

где - количество интерферирующих сайтов;

qS - расстояние между одноименными частотами;

у - показатель потерь на трассе между MS и BSС (таблица 4.4).

 

Таблица 4.4 - Значения у на трассе для различных районов города.

  Городская застройка Пригород Открытая местность
у 3.5

 

Например, если в кластере 7 сайтов (Кисп = 7), то б сайтов ( =6), окружает обслуживающую соту на расстоянии D1 = 4.58 Ri . Если за пределами этого набора нет других кластеров, содержащих ту же частоту то

 

Таким образом, при проектировании систем сотовой связи с применением плана повторного использования частот можно брать за основу кластерную структуру с коэффициентом повторного использования КИСП > 3. Если же в системе присутствует больше 6 кластеров с одноименными частотами, то величина С/I немного уменьшится. Поэтому при проектировании крупных сетей необходимо брать пространственный разнос между одноименными частотами с небольшим запасом в сторону увеличения расстояния.




Читайте также:
Как вы ведете себя при стрессе?: Вы можете самостоятельно управлять стрессом! Каждый из нас имеет право и возможность уменьшить его воздействие на нас...
Личность ребенка как объект и субъект в образовательной технологии: В настоящее время в России идет становление новой системы образования, ориентированного на вхождение...



©2015-2020 megaobuchalka.ru Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. (822)

Почему 1285321 студент выбрали МегаОбучалку...

Система поиска информации

Мобильная версия сайта

Удобная навигация

Нет шокирующей рекламы



(0.006 сек.)