45289

Три этапа планирования сетей связи. Отличия в планировании сетей GSM, WCDMA и LTE

Доклад

Коммуникация, связь, радиоэлектроника и цифровые приборы

Алгоритм частотнотерриториального планирования сети радиосвязи. Первый этап планирования заключается в подготовке электронной карты местности ЭКЧ содержащей данные описывающие рельеф местности застройку территории лесные и водные массивы и в получении надежных данных в отношении: высоты местности морфоструктруры землепользование распределения населения транспортных потоков и других факторов влияющих на плотность трафика прогноза числа абонентов требований к рабочим характеристикам для обеспечения соответствующего качества...

Русский

2013-11-20

31.83 KB

202 чел.

Три этапа планирования сетей связи. Отличия в планировании сетей GSM, WCDMA и LTE. Три методики прогноза зон покрытия сетей радиосвязи: статистическая, детерминированная и дифракционная аналитическая модели. Алгоритм частотно-территориального планирования сети радиосвязи.

Планирование и оптимизация 2G – 4G сетей подвижной связи

1. Первый этап планирования заключается в подготовке электронной карты местности (ЭКЧ), содержащей данные, описывающие рельеф местности, застройку территории, лесные и водные массивы, и в получении надежных данных в отношении:

  1.  высоты местности
  2.  морфоструктруры (землепользование)
  3.  распределения населения, транспортных потоков и других факторов, влияющих на плотность трафика
  4.  прогноза числа абонентов
  5.  требований к рабочим характеристикам для обеспечения соответствующего качества радиосвязи
  6.  вероятности блокировки
  7.  бюджета потерь
  8.  рекомендуемых участков для размещения базовых станций, отвечающих требованиям по наличию линий привязки к сети сети общего пользования, электропитанию, возможности размещения оборудования, установки антенн и др.:
  9.  имеющихся в распоряжении полос частот;
  10.  совместимости с другими системами:
  11.  сетевых интерфейсов.

Для планирования сети требуется довольно обширный набор исходных данных, достоверность которых может существенно повлиять на адекватность принимаемого решения.

На втором этапе производится оценка бюджета потерь - показателя, характеризующего допустимые потери в радиолинии для заданного стандарта сотовой мобильной связи.

2. Второй этап планирования состоит в построении исходной сети (сети начального приближения). На этом этапе вся сеть декомпозируется на однородные фрагменты на основе значений плотности трафика, применительно к которым находятся распределения базовых станций по зонам обслуживания, параметры базовой сети и распределение частотного ресурса (кодовых сдвигов). При построении сети начального приближения предполагаются следующие допущения:

  1.  плотность абонентского трафика по территории обслуживания постоянна
  2.  соты одинаковых размеров
  3.  активность абонентов постоянна от одной соты к другой:
  4.  обеспечивается быстрое управление мощностью передатчиков, как в обратном, так и в прямом направлениях связи
  5.  морфоструктура местности однотипна
  6.  параметры приемопередающих станций одинаковы.

Такой подход к построению сети (на основе абонентской емкости) приводит к одинаковым размерам сот в пределах фрагмента сети и необходимости решения задаач по стыковке неоднородных фрагментов сети на их границах, т.е. к необходимости решения задач по расщеплению сот. При использовании расщепления возможно два типа сот: с одинаковыми секторами ("большие" и "малые" соты) и с разными секторами ("переходные" соты).

Решение, полученное на данном этапе сети, является важнейшим этапом планировании и должно представлять собой частотно-территориальный план сотовой сети радиосвязи, который может быть использован в качестве сети начального приближения.

3. Третий этап планирования включает привязку участков развертывания базовых станции к карте местности и итеративную оптимизацию параметров базовой сети с использованием геоинформационной базы данных и специального программного обеспечения, позволяющего произвести расчет напряженности поля сигнала в зоне действия сети.

Итеративная оптимизация параметров базовой сети начального приближения проворится с целью повышения эффективности сети при широком использовании методов моделирования с использованием электронных карт местности.

В процессе оптимизации все введенные на этапе построения начального приближения допущения снимаются, и производится уточнение параметров под условия реальной сети, производится анализ сети, адаптация плана развертывания радиосети к условиям территориальных ограничений зоны обслуживания, улучшение ее конфигурации, структуры и параметров в целях наращивания емкости сети и повышения качества услуг.

Оптимизация сетевой структуры предполагает минимизацию числа BS при удовлетворении заданных системных параметров и

Оптимизация может заключаться в перемещении некоторых BS на новое место или увеличении числа секторов. В последнюю очередь рассматриваются варианты, требующие увеличения числа BS, так как это ведет к удорожанию сети.

Отличия в планировании сетей GSM, WCDMA и LTE

Стандарт

Этапы планирования

GSM

1 Выбор типа частотного кластера. 2. Определение пространственных параметров сети. 3. Определение параметров базовых станций (исходя из бюджета потерь). 4. Составление частотного плана

WCDMA

1. Определение числа каналов трафика на соту в зависимости от внутрисистемных помех (загрузки сети). 2. Определение пространственных параметров сети. 3. Расчет параметров базовых станций (исходя из того, что сигнал групповой; расчет по пилотному сигналу). 4. Распределение кодовых сдвигов по секторам.

LTE

1. Определение пространственных параметров сети. 2. Частотное планирование. 3. Оценка пропускной способности при заданном профиле трафика. 4. Уточнение параметров базовых станций и зоны обслуживания,исходя из трафика

Наименование

GSM

WCDMA

LTE

Планирование частотного ресурса

Распределение частотных каналов между базовыми станциями

Не требуется

Распределение фрагментов полосы системы между пользователями базовых станций

Наличие регулярной методики планирования

Существует

Существует для высокоскоростной и низкоскоростной передачи

Нет

Коммутация

Каналов, пакетов

Каналов, пакетов

Пакетов (все через IP)

Передача информации

Узкополосный сигнал

Широкополосный сигнал

OFDMA

Профиль трафика

Речь, мобильный интернет, фоновый трафик

Речь, потоковое видео, мобильный интернет, фоновый трафик -

VoIP потоковое видео, мобильный интернет, фоновый трафик

Дисциплина обслуживании

Речь  CMO с отказами, мобильный интернет  CMO с очередями и приоритетами

Речь  СМО с отказами, мобильный интернет  СМО с очередями и приоритетами, потоковое видео  CMО без задержек

VoIP   CMO с отказами, мобильный интернет - СМО с очередями и приоритетами, потоковое видео  CMО без задержек

Методики прогноза зон покрытия сетей радиосвязи.

Зоны, существующие объективно, рассматриваются как элементарные площадки пространственного разрешения (ЭППР) зоны покрытия сетей подвижной связи.

Зона покрытие базовой станции прогнозируется как совокупность ЭППР с заданными параметрами.

При планировании сетей мобильной связи зона покрытия сети определяется на основе статистических и детерминированных методов, которые учитывают параметры, описывающие географический район развертывания сети.

Статистические методы прогноза, основаны на презентативной выборке измерений реальных сигналов, длительное время являлись основными в практике фирм-операторов и не потеряли своей актуальности до настоящего времени. В соответствии с ними зоны покрытия базовых станций моделируются кругом, радиус которого соответствует заданному проценту глобальных зон с качественной связью на его границе, либо определяется граница зоны покрытия как совокупность точек удалений ЭППР от базовых станций по азимутальным углам до достижения в них показателями качества связи своих предельных значении.

Детерминированные методы прогноза основаны на учете факторов влияния препятствий па трассе распространения сигнала от базовых станций до ЭППР и местных условии в ЭППР. Если ограничиться энергетической моделью в радиолинии мобильной связи, то характер флюктуации амплитуды сигнала в глобальной зоне определяется медианным значением поля, среднеквадратическим отклонением его флюктуации и параметром, характеризующим наличие или отсутствие условий прямой видимости между фазовыми центрами антенн базовой станции и абонента по условиям распространения на интервале.

Применение ГИС-технологий. работающих на основе использования географической базы данных, позволяет при решении задач планирования сетей более точно моделировать конкретные условия местоположения подвижных абонентов и среду распространения на трассе радиосвязи.

Методики:

1. Методика прогноза зон покрытия на основе статистической модели напряженности поля сигнала.

Напряженность поля сигнала в СПР, будучи случайной величиной по местоположению и во времени, аппроксимируется логарифмически нормальным законом, параметрами которого являются медианное значение напряженности поля по местоположению и во времени (дБ(мкВ/м)) и стандартное отклонение (дБ относительно медианы).

Медианное значение напряженности поля сигнала находят из "кривых распространения» Рекомендации 370 и 529 МСЭ.

2. Методика расчета зон покрытия на основе детерминированной модели напряженности поля сигнала.

Детерминированные методы требуют построения профиля трассы БС — ПО для каждой из возможных позиций ведения связи и для практических приложений требуют автоматизации расчетов с использованием ГИС на основе цифровых карт местности. Метод прогнозирования напряженности поля основан на обшей теории дифракции и учитывает дифракционные потерн от одного или двух клиновидных препятствий на местности.

Первоначально должен быть построен с помощью картографической базы данных топографический профиль трассы между антеннами передатчика и приемника.

3. Методика расчета зон покрытия на основе дифракционной аналитической модели напряженности поля сигнала.

Дифракционная аналитическая модель, разработана специально для расчета затуханий на трассах систем подвижной связи в городских и пригородных зонах. В отличие от рекомендованной МСЭ статистической модели Окумура-Хата, дифракционная модель позволяет вести расчеты в более широком диапазоне частот, до 2000...2200 МГц, при удалении абонентской станции от базовой станции от сотен метров до единиц километров и для разных возвышений установки антенны БС. В первую очередь модель предназначена для расчета затуханий на закрытых трассах, когда сигнал, приходящий на АС получается как результат сложной интерференции множества отраженных сигналов. Можно сказать, что дифракционная модель позволяет рассчитывать усредненные значения сигнала в точке приема в зависимости от характеристик городского рельефа.

Исходными величинами для расчета затуханий на трассе являются рабочая частота/(МГц) и соответствующая ей длина волны (м), расстояние между АС и БС R(м), средняя ширина улиц w(м), среднее расстояние между улицами d (м), средняя высота зданий h (м). ширина застройки wh = dw, высота подвеса антенны БС относительно средней высоты зданий hh (м), среднее «погружение» АС относительно высоты окружающих зданий hm (м).

Алгоритмы и методики частотно-территориального планирования

Определяющим при проектировании сети подвижной и фиксированной радиосвязи является планирование радиосети, которое представляет собой итеративный процесс с выполнением следующих шагов:

• синтеза структуры сети;

• прогнозирования напряженности поля сигнала в зоне действия сети радиосвязи;

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

• оценки внутрисистемной электромагнитной совместимости;

• назначения частот;

• анализа функционирования сети с учетом взаимных помех.

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

Временная и логическая последовательность действий при планировании радиосетей подвижной и фиксированной связи содержит ряд этапов:

1. Получение исходных данных.

2. Калибровка математической модели распространения радиоволн на основе измерений напряженности поля в наиболее характерных точках зоны обслуживания сети.

3. Построение первого приближения радиосети.

4. Привязка участков развертывания базовых станций, определенных планом построения сети, к местности и итеративная оптимизация при широком использовании средств программного обеспечения, поддерживающего функции синтеза сети и анализа эксплуатационных характеристик.

Исходные данные для планирования содержат общие характеристики сети связи (число и частоты разрешенных радиоканалов; план сети с указанием желательных пунктов размещения БС, отвечающих требованиям по наличию линий связи с АТС общего пользования, электропитанию, возможности размещения оборудования и установки антенн и др.).

Очевидно, что на результаты планирования существенное влияние оказывают системные факторы, усиливая сложность и неоднозначность решения задачи синтеза сети радиосвязи.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

34762. Синергетика как новое мировоззрение 26.5 KB
  Даже если бы новацией было только название появление синергетики было бы оправдано. Предложенное Хакеном выразительное название нового междисциплинарного направления привлекало к этому новому направлению гораздо больше внимания чем любое правильное но скучное и понятное лишь узкому кругу специалистов название. Предложенное им название сочтенное пуристами чрезмерно зазывным и рекламным оказалось особенно для нематематиков намного более привлекательным чем существовавший до Тома вариант теория особенностей дифференцируемых...
34763. Диалектика случайности и необходимости, содержания и формы, единичного и общего, возможности и действительности 52.5 KB
  вещь явление в их всеобщей закономерной связи; отражение преимущественно внутренних устойчивых повторяющихся всеобщих отношений действительности основных направлений её развития: выражение такой ступени движения познания в глубь объекта когда вскрываются его сущность закон; способ превращения возможности в действительность при котором в определенном объекте при данных условиях имеется только одна возможность превращающаяся в действительность. отражение в основном внешних несущественных неустойчивых единичных связей...
34764. Причинные связи. Категории причины и следствия. Проблема причинности в медицине 47.5 KB
  Категории причины и следствия. в схеме показано что причинноследственная связь направлена от причины к порожденному ею следствию. Имеется в виду что причины вызывают не любые а определенные соответствующие им следствия. Графическая модель такого соотношения выглядит следующим образом: Некоторые причины вызывают многочисленные долго развивающиеся следствия например катастрофические стихийные бедствия такие как ураганы землетрясения или взрыв атомной бомбы над Хиросимой в 1945 году.
34765. Теория познания, ее предмет и основные принципы. Критика агностицизма 37.5 KB
  Критика агностицизма Теория познания есть общая теория уясняющая саму природу познавательной деятельности человека в какой бы области науки искусства или житейской практики она ни осуществлялась. Агностицизм от греческого ágnōstos недоступный познанию философское учение согласно которому не может быть окончательно решен вопрос об истинности познания получена объективная характеристика окружающей человека действительности. Позиция Агностицизм разделялась в истории философии представителями идеализма в особенности субъективного а в...
34766. Знание как гносеологический таксон. Условие адекватности, обоснованности, убежденности. Мнение. Вера знание 24 KB
  Условие адекватности обоснованности убежденности. Стандартная трактовка того что ктото знает чтото включает в себя следующие три условия: условие истинности адекватности условие убежденности условие обоснованности. Условие убежденности веры приемлемости если S знает Р то S убежден верит в Р Когда я говорю например что знаю что в России есть президент то я верю что он действительно существует. Условие обоснованности S знает Р когда может обосновать свое убеждение в Р Это условие позволяет отграничить знание от...
34767. Научное познание и его специфические признаки. Методы научного познания 46 KB
  Методы научного познания. Так в зависимости от роли и места в процессе научного познания можно выделить методы формальные и содержательные эмпирические и теоретические методы исследования и изложения и т. Выделяют также качественные и количественные методы методы непосредственного и опосредованного познания оригинальные и производные и т. В этом плане все методы научного познания по степени общности и сфере действия могут быть разделены на пять основных групп: Философские методы среди которых наиболее древними являются диалектический и...
34768. Здоровье как ценность, философия здоровья человека 28.5 KB
  В большинстве стран был принят целый ряд юридических документов государственных масштабов по экологическому контролю за деятельностью промышленных и других предприятий по охране окружающей среды и здоровья человека. сформировался культ здоровья и здорового образа жизни как поощряемого и престижного способа существования. Культ здоровья и здорового образа жизни является жизненно важным делом лишь для очень небольшого количества людей в основном энтузиастов.
34769. Проблема жизни и смерти в духовном опыте человека. Философия о смысле жизни, смерти и бессмертии. Право на смерть 67.5 KB
  Философия о смысле жизни смерти и бессмертии. В чем смысл жизни Постановка проблемы В жизни каждого нормального человека рано или поздно наступит момент когда он задается вопросом о конечности своего индивидуального существования. Наличием такого знания в духовном опыте человека в значительной степени и объясняется острота с которой перед ним встает вопрос о смысле и цели жизни.
34770. Понятие истины. Объективность истины. Принципы: корреспонденции, когеренции и прагматизма. Гносеологическая, логическая и онтологическая формы истины 42.5 KB
  Объективность истины. Гносеологическая логическая и онтологическая формы истины. Абсолютные истины складываются на основе относительных.