1517

Расчет зоны покрытия и абонентской нагрузкидля базовой станции стандарта GSM

Реферат

Коммуникация, связь, радиоэлектроника и цифровые приборы

Расчет зоны покрытия БС с помощью модели Хата. Расчет нагрузки в соте. Вероятность отказа в обслуживании сотой абонента в зависимости от количества каналов.

Русский

2013-01-06

77.97 KB

209 чел.

Реферат на тему:

"Расчет зоны покрытия и абонентской нагрузкидля базовой станции стандарта GSM"


Содержание

Введение

Расчет зоны покрытия БС с помощью модели Хата

Расчет нагрузки в соте

Заключение

Список литературы


Введение

Главными характеристиками сотовой сети являются с технической точки зрения:

1) частотно-территориальное планирование;

2) максимальная нагрузка.

Поэтому проектирование сотовой сети связано в первую очередь с этими двумя аспектами.

При этом (на стадии обоснования проекта) возникает конфликт из-за противоположности направлений решения задачи с точки зрения техники и экономики, ведь наращивание пропускной способности требует увеличения затрат на оборудование, которые строго ограничиваются. В таком случае приходится искать оптимальное решение, балансируя статистическими критериями при анализе нагрузки на каждую отдельно взятую соту и используя эмпирические модели распространения радиоволн в реальных условиях.

В работе представлен один из возможных вариантов расчета зоны покрытия отдельно взятой базовой станции. Получение действительно точных данных при таком сильном масштабировании уже считается сложной задачей, а анализ сети в целом вообще на данный момент является лишь частично решенной задачей.


Расчет зоны покрытия БС с помощью модели Хата

Эмпирическая модель Хата часто применяется при расчете зоны покрытия базовой станции, так как она рекомендована Международным Кон-сультативным Комитетом по Радиосвязи (МККР) и довольно проста в применении. Эта модель позволяет вычислить потери на радиотрассе для конкретной местности и параметров базовой станции.

Средний уровень потерь на радиотрассе, следуя эмпирической модели Хата, определяется следующим образом:

 (дБ).

Где

частота, (МГц);

высота базовой станции, (м);

расстояние между базовой станцией и абонентской станцией, (км);

высота абонентской станции, (м);

коэффициент, учитывающий высоту антенны абонентской станции ( для небольшого или среднего города, для большого города),     

коэффициент, учитывающий характер местности ( для сельской местности, для пригорода, для города),  

коэффициент, отражающий влияние плотности застройки, (%) – плотность застройки;

коэффициент, учи-тывающий сферичность Земли (вводится, если 0,2R0 < r ≤ 0,8R0, где R0 – расстояние прямой видимости).

Пример расчета:

Необходимо рассчитать зону покрытия БС стандарта GSM-900 в большом городе с плотностью застройки 35%, исходя из требования обеспечения надлежащего качества сигнала.

МГц;

м;

м.

Решение

  

для города ().

Средний уровень потерь на радиотрассе:

(дБ);

 (дБ).

Теперь, исходя из выходной мощности передатчика P(дБ), запаса по замираниям S(дБ) и требуемого уровня сигнала на входе приемника Q(дБ), запишем уравнение для нахождения R – максимального расстояния от БС, на котором достигается требуемое качество связи:

Задавая соответствующие параметры P(дБ), S(дБ), Q(дБ), можно вычислить расстояние уверенной связи R; на основании этих данных строится зона покрытия БС с точки зрения качества сигнала (без учета нагрузки на соту и возможностей БС по пропускной способности).

На рисунке выше показан характерный вид функции уровня сигнала в зависимости от расстояния между БС и абонентом. Пересечение этой функции с прямой Q дает значение максимального значения радиуса зоны обслуживания, при котором еще предоставляются услуги требуемого качество. Для стандарта GSM R~3-10 км (в отдельных случаях до 30 км).

В таком случае, для покрытия сотовой связью г. Новосибирска достаточным оказалось бы один-два десятка БС. На самом же деле их гораздо больше. Дело в том, что при планировании сотовой сети необходимо планировать абонентскую нагрузку на каждую соту отдельно. Нетрудно понять, что сота с радиусом действия в 10 км в таком крупном городе, как Новосибирск, "охватит" так много абонентов (а соответственно и трафика), что справиться с нагрузкой не сможет. Фактически дозвониться при этом будет невозможно.

Потому и приходится сужать зону покрытия и увеличивать количество БС, исходя из прогнозов абонентской нагрузки на соту.


Расчет нагрузки в соте

При расчете абонентской нагрузки и, следовательно, емкости соты часто пользуются моделью Эрланга для систем с отказом. В этом случае вероятность отказа в обслуживании (вероятность поступления вызова в момент занятости всех каналов) вычисляется как:

где нагрузка; общее число каналов.

Так, например, при средней нагрузке 15 вызовов в минуту и средней длительностью разговора 2.5 мин вероятность отказа в обслуживании в зависимости от наличия занятости каналов будет равна:

Рис.1. Вероятность отказа в обслуживании сотой абонента в зависимости от количества каналов

Таким образом, очевидно, что для того чтобы снизить количество отказов в обслуживании и, тем самым, улучшить качество обслуживания, необходимо брать с запасом количество каналов на каждую соту. Но это тоже неприемлемо по причине дороговизны и дефицита радио ресурса.

Поэтому на практике реализуют более сложные алгоритмы распределения радиочастот по сотам. Возможно даже динамическое перераспределение ресурсов между сотами в зависимости от неравномерности нагрузки.



Заключение

Тот анализ, что был приведен в работе, представляет собой только начальную стадию проектирования; при этом, не являясь единственно возможным подходом к задаче. За последние несколько десятилетий эпохи мобильной сотовой связи были представлены множества эмпирических моделей для расчета радио покрытия, которые до сих пор "отшлифовываются".

Проектирование сотовых сетей стандарта GSM на сегодняшний момент не представляет большой сложности. Все отработанные эмпирические модели (а их более десятка) сведены в специальное программное обеспечение, очень удобное в использовании и дающее качественные результаты.

Но это не означает, что задача о радио покрытии решена. Стоит помнить, что примененение программного обеспечения, основанного на эмпирических данных, дает приемлемые (не точные!) результаты только в узко заданном диапазоне характеристик. На данный момент не представляется возможным нахождение абсолютно точных и достаточно общих методов для решения задачи радио покрытия.

Список литературы

1) Беленький В.Г. Расчёт зоны покрытия базовых станций в системах связи с подвижными объектами. Методические указания/ СибГУТИ – Новосибирск, 2003.

2) Носов В.И., Носкова Н.В. Методы частотно-территориального планиро-вания в сетях радиосвязи. Монография/ СибГУТИ – Новосибирск, 2006.

3) Громаков Ю.А. Стандарты и системы подвижной радиосвязи. – М.: Эко-Трендз, 1997.

4) Ратынский М.В. Основы сотовой связи. – М.: Радио и связь, 2000.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

36847. Массивы и матрицы. Решение задач линейной алгебры 121.5 KB
  9000 Ввод элементов матрицы также осуществляется в квадратных скобках при этом элементы строки отделяются друг от друга пробелом или запятой а строки разделяются между собой точкой с запятой: nme=[x11 x12 . xmn;] Обратиться к элементу матрицы можно указав после имени матрицы в круглых скобках через запятую номер строки и номер столбца на пересечении которых элемент расположен: nmeиндекс1 индекс2 Листинг 3. Пример обращения к элементам матрицы =[1 2 3;4 5 6;7 8 9] = 1 2 3 4 5 6 7 8 9 12^22 33 ns = 3.
36848. Система автоматического регулирования температуры 488 KB
  Лабораторная работа Система автоматического регулирования температуры. Система автоматического регулирования температуры. Цель работы: Ознакомление с принципами построения системы автоматического регулирования и принципами работы такой системы. Экспериментальное получение переходных процессов системы автоматического регулирования.
36849. Логическая организация оперативной памяти 236.2 KB
  Определить объем основной памяти 2.Определить объем дополнительной памяти 3.Определить объем отображаемой памяти 4.
36850. КОНСОЛИДАЦИЯ ДАННЫХ В MS EXCEL 421 KB
  Создайте три однотипные таблицы по образцу на одном листе или на разных листах MS Excel рис. Проведите консолидацию 3х таблиц аттестации в одну с вычислением среднего балла по каждому предмету и разместите консолидированную таблицу на листе Консолидация для чего: перейдите на чистый лист в книге и установите маркер мыши в левый верхний угол будущей таблицы; на панели Данные выберите Консолидация; в окне Консолидация рис. 2 Диалоговое окно Консолидация перейдите в строку Ссылка затем выделите на листе Данные для консолидации...
36851. Использование программных средств контроля и анализа выполнения политики безопасности на примере операционной системы Windows XP 91.04 KB
  Командная строка Стандартные типы доступа к объектам в операционной системе WindowsXP SINCHRONIZE – использовать объект для синхронизации; WRITE_OWNER – изменить владельца объекта; WRITE_DC – изменить дискреционный список контроля доступа к объекту; RED_CONTROL – прочитать данные из дискреционного списка контроля доступа; DELETE – удалить объект. Специальные права доступа к объектам RED_DT – прочитать данные из объекта; WRITE_DT – записать данные в объект; PPEND_DT – добавить данные в объект; RED_TTRIBUTES – прочитать атрибуты объекта;...
36852. Численные методы решения задач линейной алгебры 44.5 KB
  Численные методы решения задач линейной алгебры specM вычисляет собственные значения и собственные векторы квадратной матрицы M. specM Собственные числа матрицы ns = 1. Х собственные векторы соответствующие собственным значениям из матрицы Y. Использование функции inv Пример вычисления обратной матрицы.
36853. Решение систем линейных алгебраических уравнений 87 KB
  Система из m линейных уравнений с n неизвестными может быть описана при помощи матриц: x = b где x вектор неизвестных матрица коэффициентов при неизвестных или матрица системы b вектор свободных членов системы или вектор правых частей. Совокупность всех решений системы x1 x2 . xn называется множеством решений или просто решением системы. Если определитель ∆ = det матрицы системы из n уравнений с n неизвестными x = b отличен от нуля то система имеет единственное решение x1 x2 .
36854. Объединение (консолидация) данных 85 KB
  Проведите консолидацию данных показателей выпуска молочной продукции за несколько лет в одной таблице. На листе 1 создайте таблицу Выпуск молочной продукции за 2006 год в литрах рис. Выпуск молочной продукции за 2006 год На листе 2 создайте Выпуск молочной продукции за 2007 год рис. Выпуск молочной продукции за 2007 год На листе 3 создайте Прайслист продукции молочного комбината рис.
36855. Построение двоичных счетчиков 49.5 KB
  Цель лабораторной работы: исследовать основные способы построения двоичных счетчиков. Задание: снять временные диаграммы определить таблицы состояний и особенности работы счетчиков. Порядок выполнения: включить персональную ЭВМ запустить на выполнение программный пакет EWB и далее следовать порядку работы в пакете. В отчете приводится наименование и номер лабораторной работы цель работы программа работы с указанием всех необходимых экспериментов полученных результатов их объяснения и выводов.