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

220 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

80436. Динамика и причины возникновения пожаров в жилых и общественных зданиях 59.46 KB
  Противопожарная защита имеет своей целью изыскание наиболее эффективных, экономически целесообразных и технически обоснованных способов и средств предупреждения пожаров и их ликвидации с минимальным ущербом при наиболее рациональном использовании сил и технических средств тушения.
80437. Другие деньги 71.07 KB
  Ни для кого не секрет, что в настоящее время экономика нашей страны находится в очень нестабильном положении. Произошло резкое повышение курса доллара и евро, а вследствие этого сильный обвал рубля. Мировая валюта ведет себя на финансовом рынке неадекватно.
80438. EXPO-2017 перспективы развития атомной энергетики в Республики Казахстан 47.64 KB
  В этой проектной работе рассмотрена проблема, почему же Республика Казахстан, имея большое количество добываемого урана, не использует его для получения энергии, так же в этой работе рассказывается о безопасности АЭС, о плюсах и минусах проекта восстановления АЭС в городе Актау.
80439. Древний Египет. Фараон Эхнатон 48.67 KB
  Небывалые успехи завоевательных походов фараонов ХVШ династии привели к расширению границ Египта и притоку богатств из завоеванных областей, оседавших, большей частью, в храмах Амона в Фивах. Это способствовало возрастанию власти Амона, т.е. власти фиванского жречества, и в то же время противопоставляло их царской власти.
80440. Общее понимание стиля и стилистическое расслоение языковых средств на функциональные стили русского языка 35.43 KB
  Таким образом согласно поставленным целям в этой работе были рассмотрены разнообразные точки зрения включая полемичные определены основные характеристики и отличительные признаки разных стилей а так же смежные черты и используемые в функциональных стилях речи языковые средства.
80441. Последовательные регулировочные трансформаторы (Вольтодобавочные трансформаторы) 32.6 KB
  Причинами, вызывающими колебания напряжения в электрической сети, являются: недостаток энергетической мощности, неравномерность нагрузки, вызываемая энергоёмкими промышленными комплексами, в первую очередь металлургическими заводами и горнорудными разрабатывающими комплексами...
80442. Урок-аукцион. Деление 52 KB
  Цель: Повторить изученные приемы умножения и деления многозначных чисел Отработать алгоритм деления на двузначное число Прививать навыки самостоятельного мышления и анализа Развивать логическое мышление, внимание, интерес к математике.
80443. Розвиток музики 50.5 KB
  Мета: систематизувати та поглибити знання учнів про прийоми розвитку музики; формувати навички аналізу музичного твору, хорового співу; виховувати інтерес до музичного мистецтва. Обладнання: комп’ютер, проектор, презентація, фортепіано, кольорові картки.
80444. І. Калинець « Про що розповіли незабудки» 142 KB
  Мета: ознайомити учнів з життям і творчістю українського письменника І. Калинця; формувати навички правильного, виразного читання прозових творів, насичених діалогами; розширювати уявлення про добрі вчинки; розвивати уяву, вміння орієнтуватися в тексті казки; виховувати людяність, доброзичливість...