Проектирование радиосети стандарта GSM-900

Размещено на http://www.allbest.ru/

«ПРОЕКТИРОВАНИЕ РАДИОСЕТИ СТАНДАРТА GSM-900»

Содержание

Задание по курсовой работе

Часть 1: Построение начального приближения сети

а) Расчет параметров сети, исходя из требований по обеспечению абонентской емкости и выделенного частотного ресурса

б) Расчет параметров сети, исходя из энергетических возможностей оборудования сети

в) Определение наиболее рационального варианта проекта сети

г) Частотное планирование

д) Определение требуемого числа каналов SDCCH в секторе

Часть 2: Практическая часть

а) Графическая информация и таблицы расчетов до оптимизации

Выводы

б) Графическая информация и таблицы расчетов после оптимизации

Выводы

Приложения

Список литературы

Задание по курсовой работе

по дисциплине «Проектирование радиосетей сотовых систем связи»

студента Петровой Ирины Олеговны э

(фамилия, имя, отчество)

вариант 10

Исходные данные:

Стандарт GSM-900

Требуемая зона обслуживания: город Sг= 130 км2

Требуемая абонентская емкость сети: Na=20 000 аб.

Выделенный частотный ресурс Nf = 24

Вероятность блокировки вызова pбл=1%

Максимальная мощность передатчика БС PБС= 40 Вт

Чувствительность приемника БС РБС= -111 дБм

Мощность передатчика АС РАС=2 Вт

Чувствительность приемника АС РАС= -110 дБм

Дата выдачи задания 7 октября 2010 г. я

Руководитель я Никитина А.В.___ л

(подпись)

Задание принял к исполнению я

(подпись)

Срок сдачи студентом законченного проекта э 16 декабря 2010 г. э

Часть 1. Построение начального приближения сети

Начальное приближение сети - сеть регулярной архитектуры с одинаковыми параметрами всех БС сети.

В процессе теоретического расчета необходимо определить:

1. Количество БС в проектируемой сети

2. Высоты подвеса антенн БС , м

3. Мощность передатчиков БС , Вт

4. Количество приемопередатчиков (TRX) в секторе БС

5. Абонентскую емкость сектора , Эрл

6. Дальность связи , км

а) Расчет параметров сети, исходя из требований по обеспечению абонентской емкости и выделенного частотного ресурса

1. Расчет потенциально-возможной емкости сектора БС

Расчет необходимо произвести для двух типов кластера (M/C): 3/9 и 4/12.

Здесь M - число БС в кластере, С - число секторов в кластере.

Максимально-возможное число частот (радиоканалов) на сектор

()

при

а) кластер 3/9:

б) кластер 4/12:

Число трафиковых каналов в секторе :

Следовательно, из таблицы по соотношению каналов в секторе БС:

число трафиковых каналов , число каналов управления и сигнализации .

Поскольку число каналов в секторе совпадает для двух типов кластера, следовательно, дальнейшие расчеты будут одинаковы для них.

Рекомендации по соотношению каналов в секторе БС стандарта GSM

Число каналов в секторе	Общее число радиоканалов в секторе
трафиковых (NTCH)	управления и сигнализации (NCCH)
1…7 8…15 16…22 23…30 31…37	1 1 2 2 3	1 2 3 4 5

Максимально-возможная абонентская емкость сектора :

Asect=8.11 при и вероятности блокировки вызова

Размещено на http://www.allbest.ru/

Максимально-возможное число абонентов в секторе

где Эрл - нагрузка от одного абонента в ЧНН.

Расчет минимально-возможного числа БС в сети

Число секторов в сети

где - число абонентов сети, согласно заданию на курсовую работу.

Число БС в сети

где D=3 - число секторов на БС.

Расчет требуемой дальности связи сектора для обеспечения рассчитанной абонентской емкости.

Площадь одного сектора БС

Дальность связи

б) Расчет параметров сети, исходя из энергетических возможностей оборудования сети

1. Расчет дальности связи

Антенна БС с коэффициентом усиления дБи.

Высота подвеса антенны м

Потери в комбайнере =3дБ, фидере =3дБ.

Значения прочих потерь представлены в табл.2.

Таблица 2

Параметр	Значение, дБ
Потери в теле абонента	3
Потери на проникновение
в автомобили	8
в здания	15

Выбор соответствующей заданному частотному диапазону и типу зоны обслуживания математической модели для расчета потерь передачи

Математическая модель для расчета основных потерь передачи в СПС

Наименование, источник информации	Условия применимости, исходные данные	Описание зоны, дополнительные условия	Расчетное уравнение
Окамура-Хата (Rec. ITU-R P.529-2)	F = 150…1000 МГц	Средний и малый город (medium stall city)	L1 = 68,75-13,82lgHBS+27,72lgF-(1,1lgF-0,7)HMS + (44,9-6,55lgHBS)lgR
	НBS = 30…200 м

1.6 Записать выражение для определения дальности связи через потери передачи

= 1.445

Расчет бюджета потерь (табл. 4)

Бюджет потерь

Энергетические характеристики, параметры	Направление передачи	Расчетные формулы
	БСАС	АСБС
1	2	3	4
Мощность передатчика , Вт	40	2
Мощность передатчика , дБм	46.02	33.01
Потери в фидере антенны РПдУ , дБ	3	0
Потери в комбайнере , дБ	3	0
Потери в дуплексном фильтре РПдУ, дБ	2	0
Максимальный КУ антенны РПдУ , дБи	8	0
Излучаемая мощность , дБм	46.02	33.01
Чувствительность приемника, дБм	-110	-111
Потери в фидере антенны ПРМ, дБ	0	3
Максимальный КУ антенны ПРМ , дБи	0	8
Потери в дуплексном фильтре ПРМ , дБ	0	2
Необходимая мощность полезного сигнала с вероятностью 50 % , дБм	-110	-114
Необходимая напряженность поля полезного сигнала с вероятностью 50 % , дБ (мкВ/м)	26.285	22.284
Среднеквадратическое отклонение (СКО) флуктуаций сигнала , дБ	10
Параметр логнормального распределения уровней сигнала по местоположению с вероятностью 75% (75%), раз	0,68
Необходимая мощность полезного сигнала на границе зоны обслуживания с вероятностью 75% , дБм	-103.2	-107.2
Необходимая напряженность поля полезного сигнала на границе зоны обслуживания с вероятностью 75% , дБ (мкВ/м)	33.085	29.084
Потери в теле абонента , дБ	3
Потери на проникновение, дБ в здание в автомобиль	15 8
Допустимые основные потери передачи с вероятностью 50% , дБ при нахождении АС на улице	148.02	139.01	(Выбирается наименьшее из значений двух направ-лений)
Допустимые основные потери передачи с вероятностью 75% , дБ при нахождении АС на улице	141.22	132.21	(Выбирается наименьшее из значений двух направ-лений)
Максимальная дальность связи с вероятностью 75% на границе зоны обслуживания , км	1. 445

Рассчитать количество БС в сети

Площадь сектора

,

Число секторов в сети

Число БС в сети

Рассчитать абонентскую нагрузку которую должен обслужить сектор

Количество абонентов в секторе

Абонентская нагрузка в секторе

Определить требуемый частотный ресурс (число TRX)

По таблицам Эрланга (прил. 1) для заданной вероятности блокировки вызова определить требуемое количество каналов трафика в секторе .

Определить требуемый частотный ресурс = 2 (табл. 1)

в) Определение наиболее рационального варианта проекта сети

1. Сравнивая, полученное в п.1.7. II раздела значение дальности связи с рассчитанным ранее (раздел I пп. 3.2), я получила , это означает, что при работе сети не будут выполнятся требования по внутрисистемной ЭМС. Для улучшения ситуации я применила следующие меры:

· выбрала антенну с меньшим коэффициентом усиления

· не учитывала потери в теле абонента и на проникновение в здания

· учитавала потери на проникновение в автомобиль

В результате дальнейших итераций были определены параметры оборудования, при которых , т.е. выполняются требования по покрытию и емкости сети и наиболее рационально используются частотный и аппаратурный ресурсы

г) Частотное планирование

Распределить выделеный частотный ресурс между секторами таким образом, чтобы выполнялись требования по обеспечению емкости и соблюдались частотные ограничения табл. 6. Сетка частот должна быть непрерывна (например, каналы с 1 по 18)

Параметры частотных ограничений

Шаг регулярной частотной сетки, кГц	Общая стойка БС	Смежные сектора
	ДFBS min, кГц	ДNBS min	ДFsect min, кГц	ДNsect min
200	800	1	400	1

Регулярная структура сот (рис. 1) с номиналами частотных каналов, присвоенных каждому сектору.

Рис. 1. Сеть регулярной структуры (кластер 4х12)

д) Определение требуемого числа каналов SDCCH в секторе

Определение требуемого числа каналов SDCCH ы сектору осуществляется исходя из следующих условий:

· по каналам SDCCH обеспечивается запрос подвижной станции о требуемом виде обслуживания, контроль правильного ответа базовой станции и выделение свободного канала связи, также по этому каналу подвижная станция делает запрос на локализацию в новой зоне.

· процедура локализации (LU - location update) происходит 1 раз в час;

· время занятия канала SDCCH для любой из процедур - 7 сек.

Нагрузка SDCCH, создаваемая абонентами одного сектора:

,

где нагрузка SDCCH, создаваемая всеми абонентами сектора в ЧНН для установления соединения; нагрузка SDCCH, создаваемая всеми абонентами сектора в ЧНН в процессе процедуры локализации.

Требуемое количество каналов NSDCCH определять по таблицам Эрланга при вероятности блокирования 1%.

NSDCCH= 4

Расчитать требуемое число таймслотов для размещения каналов SDCCH при архитектуре (BCCH + SDCCH/4) и SDCCH/8.

Заполнить таблицу 7.

Таблица 7

Число каналов в секторе	Число приемопередатчиков в секторе
трафиковых (NTCH)	NBCCH + SDCCH/4	N SDCCH/8
трафиковых (NTCH)	NBCCH + CCH	N SDCCH/8

Часть II. Основные сведения для выполнения практической части курсовой работы

Выбор карты региона для проведения расчетов производится в соответствии с таблицей:

№ варианта	Регион
10	Липетск

Результаты выполнения практической части курсовой работы

В курсовой работе приведены следующие результаты расчета с применением программного комплекса OneplanRPLS:

а)Графическая информация и таблицы расчетов до оптимизации

1. Карта местности:

2. Карта уровней поля:

3. Карта интерференции по C/I + C/A:

В приложении 2 представлены Таблицы EXEL: (частотное распределение, ЧТП, отчет по матрице соседей)

Выводы:

Карты интерференций по основному и соседнему каналу свидетельствуют о том, что мощности передатчиков недостаточно для оптимальной работы сети. В связи с этим были предприняты следующие меры:

а) Была осуществлена повторная расстановка БС в иных точках, однако результат показал, что изначальная расстановка БС является оптимальной для данного типа местности

б) Также была осуществлена расстановка большинства частот вручную, что привело к заметному снижению уровня интерференции

в) Произведено изменение параметров антенн: азимут, наклон, что также положительно повлияло на уровень интерференции

г) Работа с высотой подвеса антенн не принесла существенных изменений

д) Была изменена регулировка мощности некоторых БС, однако это не привело к существенному изменению уровня интерференции

б)Графическая информация и таблицы расчетов после оптимизации

радиосеть канал оптимизация

1. Карта уровня поля:



2. Карта распределения частот:

3. Карта уровня границ:

4. Карта handoverа:

5. Карта интерференции по C/I:

6. Карта интерференции по C/A:

7. Карта интерференции по C/I+C/A:

8. Карта качества обслуживания (MOS):

В приложении 3 представлены Таблицы EXEL (частотное распределение, ЧТП, отчет по матрице соседей).

Выводы:

1. В результате проведенной оптимизации были значительно снижены уровни помех по основному и соседнему каналу. Тем не менее, в результате оптимизации не удалось добиться полного отсутствия интерференции при оптимистическом варианте расчета.

Если учесть, что для стандарта GSM удовлетворяет соотношение с/ш, превышающее 9 дБ, а используемая для планирования программа автоматически настроена на 12дБ, как минимально возможный уровень с/ш, то картина интерференции существенно изменяется в лучшую сторону.

2. Беря во внимание тот факт, что данную сеть обслуживает большое число базовых станций, а точнее, 24, то при рассмотрении их влияния друг на друга требуется более детальный анализ.

3. Данные расчеты являются прогнозом с различными коэффициентами ошибок.

При составлении расчета и дальнейшем планировании сети использовалась ситуация, отличающаяся от действительности. На практике необходимо также учитывать множество иных факторов, а точнее, внешних воздействий, которые могут повлиять на работу сети. Среди них стоит отметить отметить: тип климата, характерный для данного района расчета, изменения рельефа и застройки местности, а также влажность воздуха, влияние ветров, рост абонентской нагрузки и т.д.

ПРИЛОЖЕНИЕ 1

ТАБЛИЦА ЭРЛАНГОВ (Erlang B - для систем с отказами)

Число каналов N	А, Эрланг
	Вероятность блокировки
	1 %	2 %	5 %	10 %	20%
1	0.0101	0.0204	0.0526	0.111	0.25
2	0.153	0.223	0.381	0.595	1.00
3	0.455	0.602	0.899	1.27	1.93
4	0.869	1.09	1.52	2.05	2.95
5	1.36	1.66	2.22	2.88	4.01
6	1.91	2.28	2.96	3.76	5.11
7	2.50	2.94	3.74	4.67	6.23
8	3.13	3.63	4.54	5.60	7.37
9	3.78	4.34	5.37	6.55	8.52
10	4.46	5.08	6.22	7.51	9.68
11	5.16	5.84	7.08	8.49	10.9
12	5.88	6.61	7.95	9.47	12.0
13	6.61	7.40	8.83	10.5	13.2
14	7.35	8.20	9.73	11.5	14.4
15	8.11	9.01	10.6	12.5	15.6
16	8.88	9.83	11.5	13.5	16.8
17	9.65	10.7	12.5	14.5	18.0
18	10.4	11.5	13.4	15.5	19.2
19	11.2	12.3	14.3	16.6	20.4
20	12.0	13.2	15.2	17.6	21.6
21	12.8	14.0	16.2	18.7	22.8
22	13.7	14.9	17.1	19.7	24.1
23	14.5	15.8	18.1	20.7	25.3
24	15.3	16.6	19.0	21.8	26.5
25	16.1	17.5	20.0	22.8	27.7
26	17.0	18.4	20.9	23.9	28.9
27	17.8	19.3	21.9	24.9	30.2
28	18.6	20.2	22.9	26.0	31.4
29	19.5	21.0	23.8	27.1	32.6
30	20.3	21.9	24.8	28.1	33.8
31	21.2	22.8	25.8	29.2	35.1
32	22.0	23.7	26.7	30.2	36.3
33	22.9	24.6	27.7	31.3	37.5
34	23.8	25.5	28.7	32.4	38.8
35	24.6	26.4	29.7	33.4	40.0
36	25.5	27.3	30.7	34.5	41.2
37	26.4	28.3	31.6	35.6	42.4
38	27.3	29.2	32.6	36.6	43.7
39	28.1	30.1	33.6	37.7	44.9
40	29.0	31.0	34.6	38.8	46.1
41	29.9	31.9	35.6	39.9	47.4
42	30.8	32.8	36.6	40.9	48.6
43	31.7	33.8	37.6	42.0	49.9
44	32.5	34.7	38.6	43.1	51.1
45	33.4	35.6	39.6	44.2	52.3
46	34.3	36.5	40.5	45.2	53.6
47	35.2	38.1	42.6	49.4	54.8
48	36.1	38.4	42.5	47.4	56.0
49	37.0	39.3	43.5	48.5	57.3
50	37.9	40.3	44.5	49.6	58.5
51	38.8	41.2	45.5	50.6	59.7
52	39.7	42.1	46.5	51.7	61.0
53	40.6	43.1	47.5	52.8	62.2
54	41.5	44.0	48.5	53.9	63.5
55	42.4	44.9	49.5	55.0	64.7
56	43.3	45.9	50.5	56.1	65.9
57	44.2	46.8	51.5	57.1	67.2
58	45.1	47.8	52.6	58.2	68.4
59	46.0	48.7	53.6	59.3	69.7
60	46.9	49.6	54.6	60.4	70.9
61	47.9	50.6	55.6	61.5	72.1
62	48.8	51.5	56.6	62.6	73.4
63	49.7	52.5	57.6	63.7	74.6
64	50.5	53.4	58.6	64.8	75.9
65	51.5	54.4	59.6	65.8	77.1
66	52.4	55.3	60.6	66.9	78.3
67	53.4	56.3	61.6	68.0	79.6
68	54.3	57.2	62.6	69.1	80.8
69	55.2	58.2	63.7	70.2	82.1
70	56.1	59.1	64.7	71.3	83.3
71	57.0	60.1	65.7	72.4	84.6
72	58.0	61.0	66.7	73.5	85.8
73	58.9	62.0	67.7	74.6	87.0
74	59.8	62.9	68.7	75.6	88.3
75	60.7	63.5	69.7	76.7	89.5
76	61.7	64.9	70.8	77.8	90.8
77	62.6	65.8	71.8	78.9	92.0
78	63.5	66.8	72.8	80.0	93.3
79	64.4	67.7	73.8	81.1	94.5
80	65.4	68.7	74.8	82.2	95.7
81	66.3	69.6	75.8	83.3	97.0
82	67.2	70.6	76.9	84.4	98.2
83	68.2	71.6	77.9	85.5	99.5
84	69.1	72.5	78.9	86.6	100.7
85	70.0	73.5	79.9	87.7	102.0
86	70.9	74.5	80.9	88.8	103.2
87	71.9	75.4	82.0	89.9	104.5
88	72.8	76.4	83.0	91.0	105.7
89	73.7	77.3	84.0	92.1	106.9
90	74.7	78.3	85.0	93.1	108.2
91	75.6	79.3	86.0	94.2	109.4
92	76.6	80.2	87.1	95.3	110.7
93	77.5	81.2	88.1	96.4	111.9
94	78.4	82.2	89.1	97.5	113.2
95	79.4	83.1	90.1	98.6	114.4
96	80.3	84.1	91.1	99.7	115.7
97	81.2	85.1	92.2	100.8	116.9
98	82.2	86.0	93.2	101.9	118.2
99	83.1	87.0	94.2	103.0	119.4
100	84.1	88.0	95.2	104.1	120.6
102	85.9	89.9	97.3	106.3	123.1
104	87.8	91.9	99.3	108.5	125.6
106	89.7	93.8	101.4	110.7	128.1
108	91.6	95.7	103.4	112.9	130.6
110	93.5	97.7	105.5	115.1	133.1
112	95.4	99.6	107.5	117.3	135.6
114	97.3	101.6	109.6	119.5	138.1
116	99.2	103.5	111.7	121.7	140.6
118	101.1	105.5	113.7	123.9	143.1
120	103.0	107.4	115.8	126.1	145.6
122	104.9	109.4	117.8	128.3	148.1
124	106.8	111.3	119.9	130.5	150.6
126	108.7	113.3	121.9	132.7	153.0
128	110.6	115.2	124.0	134.9	155.5
130	112.5	117.2	126.1	137.1	158.0
132	114.4	119.1	128.1	139.3	160.5
134	116.3	121.1	130.2	141.5	163.0
136	118.2	123.1	132.3	143.7	165.5
138	120.1	125.0	134.3	145.9	168.0
140	122.0	127.0	136.4	148.1	170.5
142	123.9	128.9	138.4	150.3	173.0
144	125.8	130.9	140.5	152.5	175.5
146	127.7	132.9	142.6	154.7	178.0
148	129.7	134.8	144.6	156.9	180.5
150	131.6	136.8	146.7	159.1	183.0
152	133.5	138.8	148.8	161.3	185.5
154	135.4	140.7	150.8	163.5	188.0
156	137.3	142.7	152.9	165.7	190.5
158	139.2	144.7	155.0	167.9	193.0
160	141.2	146.6	157.0	170.2	195.5
162	143.1	148.6	159.1	172.4	198.0
164	145.0	150.6	161.2	174.6	200.4
166	146.9	152.6	163.3	176.8	202.9
168	148.9	154.5	165.3	179.0	205.4
170	150.8	156.5	167.4	181.2	207.9
172	152.7	158.5	169.5	183.4	210.4
174	154.6	160.4	171.5	185.6	212.9
176	156.6	162.4	173.6	187.8	215.4
178	158.5	164.4	175.7	190.0	217.9
180	160.4	166.4	177.8	192.2	220.4
182	162.3	168.3	179.8	194.4	222.9
184	194.3	170.3	181.9	196.6	225.4
186	166.2	172.3	184.0	198.9	227.9
188	168.1	174.3	186.1	201.1	230.4
190	170.1	176.3	188.1	203.3	232.9
192	172.0	178.2	190.2	205.5	235.4
194	173.9	180.2	192.3	207.7	237.9
196	175.9	182.2	194.4	209.9	240.4
198	177.8	184.2	196.4	212.1	242.9
200	179.7	186.2	198.5	214.3	245.4
202	181.7	188.1	200.6	216.5	247.9
204	183.6	190.1	202.7	218.7	250.4
206	185.2	192.1	204.7	221.0	252.9
208	187.5	194.1	206.8	232.2	255.4
210	189.4	196.1	208.9	225.4	257.9
212	191.4	198.1	211.0	227.6	260.4
214	193.3	200.0	213.0	229.8	262.9
216	195.2	202.0	215.1	232.0	265.4
218	197.2	204.0	217.2	234.2	267.9
220	199.1	206.0	219.3	236.4	270.4
222	201.1	208.0	221.4	238.6	272.9
224	203.0	210.0	223.4	240.9	275.4
226	204.9	212.0	225.5	243.1	277.8
228	206.9	213.9	227.6	245.3	280.3
230	208.8	215.9	229.7	247.5	282.8
232	210.8	217.9	231.8	249.7	285.3
234	212.7	219.9	233.8	251.9	287.8
236	214.7	221.9	235.9	254.1	290.3
238	216.6	223.9	238.0	256.3	292.8
240	218.6	225.9	240.1	258.6	295.3
242	220.5	227.9	242.2	260.8	297.8
244	222.5	229.9	244.3	263.0	300.3
246	224.4	231.8	246.3	265.2	302.8
248	226.3	233.8	248.4	267.4	305.3
250	228.3	235.8	250.5	269.6	307.8

Список литературы

1. Методические указания по выполнению курсовой работы «ПРССС» 2010г.

2. В. Ю. Бабков, М. А. Вознюк, П. А. Михайлов, Учебное пособие для высших учебных заведений «Сети мобильной связи: Частотно-территориальное планирование» - 2007г.

3. Конспект лекций по курсу «Частотно-территориальное планирование».

Размещено на Allbest.ru