Проект сети связи с подвижными объектами

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

К сетям связи с подвижными объектами в первую очередь относят системы мобильной (сотовой), пейджинговой связи, персонального радиовызова.

Прогресс в технологи и конкурирующих методах доступа идёт по направлению создания инфраструктуры беспроводного доступ для обеспечения базовой телефонной службы. Традиционно самым трудным компонентом сети с точки зрения строительства и самым малоэффективным с точки зрения эксплуатации была сеть абонентского радиодоступа, независимо от степени развития экономики.

Беспроводной доступ абонентских линий является применением радиотехнологии и систем персональной связи, испытывающим значительный рост, особенно в странах с развивающейся экономикой.

Отличительной особенностью беспроводного доступа является использование радиосистемы коллективного доступа вместо кабелей в сети распределения/доступа независимо от того, используется радиосистема (двухточечная радиорелейная линия) или нет в сети связи с коммутационной станцией. Наиболее подходящая система для конкретного применения будет в большей степени зависеть от требований конечного пользователя, стоимости развёртывания, и наличия необходимой полос частот для этой системы. Существует значительная разница в характеристиках абонентских линий, в зависимости от плотности абонентов и длины линии. Характеристики беспроводных линий располагаются где-то между характеристиками сотовых и бесшнуровых технологий.

Стандарты связи играют важную роль в телекоммуникации, поскольку они: позволяют обеспечивать взаимосвязь продукции разных производителей; облегчают внедрение новых технологий путем создания больших рынков для общей продукции.

Обзор современных ССПО

В настоящее время доминирующее положение на рынке подвижной радиосвязи занимают:

-профессиональные (частные) системы подвижной связи;

-системы персонального вызова;

-системы беспроводных телефонов;

-системы сотовой связи общего пользования.

В профессиональных системах подвижной радиосвязи наиболее эффективное использование частотного ресурса обеспечивается в системах со свободным доступом абонентов к общему частотному ресурсу, получивших название транкинговых. Различают транкинговые системы с последовательным поиском свободного канала связи и с выделенным каналом управления.

Системы персонального радиовызова (СПРВ) гармонично сопрягаются с системами радиосвязи и передачи данных. Персональный радиовызов (пейджинг) - услуга электросвязи, обеспечивающая одностороннюю передачу информации в пределах обслуживаемой зоны. По своему назначению СПРВ можно разделить на частные (ведомственные) и общего пользования.

Системы беспроводных телефонов были первоначально ориентированны на резидентское использование, т.е. в условиях офисов и квартир. Позже они стали развиваться как системы общего пользования, обеспечивающие поддержку услуг общего доступа.

Различают аналоговые и цифровые сотовые системы подвижной связи. Основные стандарты аналоговых систем-NMT и AMPS.Цифровых систем-GSM, DAMPS, IDS, CDMA. В системе NMT-450 для передачи информации от BS к MS используется поддиапазон 463-467,5 МГц, а для передачи от MS к BS поддиапазон 453-457,5 МГц. В каждом поддиапазоне размещается 180 каналов. Стандарт AMPS был первой системой, ориентированной на города. Связь от BS к MS осуществляется в поддиапазоне 870-890 МГц, от MS к BS-в поддиапазоне 825-845 МГц. В каждом из поддиапазонов размещается 666 каналов. AMPS является единственным стандартом, предоставляющим возможность плавного перехода с аналогового на цифровое оборудование при их совместном использовании в единой системе. Самый современный среди аналоговых стандартов стандарт NMT-900,работающий в диапазоне 900 МГц.

Применение в DAPS временного разделения каналов, а также сот с малым радиусом позволило значительно увеличить ёмкость по сравнению с AMPS. Японский стандарт IDS использует диапазон 810-826 МГц и 940-956 МГц (адаптирован также к диапазону 1,5 ГГц). Особенностью систем с кодовым разделением каналов CDMA является использование широкополосных сигналов. Принципы построения цифровых систем позволили применить при организации сотовых сетей новые, более эффективные, чем в аналоговых системах, модели повторного использования частот. В результате без увеличения общей полосы частот значительно возросло число каналов на соту.

Техническое описание GSM-900

Global System for Mobile Сommunications - глобальная система подвижной связи. Общеевропейский цифровой стандарт сотовой связи, диапазон частот 890 - 960 МГц.

Основными особенностями и характеристиками GSM-900 являются: Меньшие по сравнению с аналоговыми стандартами размеры и вес телефонных аппаратов при большем времени работы без подзарядки аккумулятора. В основном это достигается за счет аппаратуры базовой станции, которая постоянно анализирует уровень сигнала, принимаемого от аппарата абонента. В тех случаях, когда он выше требуемого, автоматически снижается излучаемая мощность. Относительно высокая емкость сети и низкий уровень индустриальных помех в данном частотном диапазоне. Связь на расстоянии не более 35 км от ближайшей базовой станции даже при использовании усилителей и направленных антенн. Максимальная защита от подслушивания и нелегального использования номера (выше защита только у GSM-1800), что достигается путем применения алгоритмов шифрования с открытым ключом.

В стандарте GSM-900 для максимальной защиты от несанкционированного подключения применяется специальный модуль подлинности абонента - SIM-карта. Эта карточка, во встроенной микросхеме которой хранится специальная информация о конкретном абоненте, выдается ему при подключении телефона и может быть использована с любой моделью мобильного аппарата стандарта GSM. Чтобы похититель не смог ею воспользоваться, в нее вводят специальный идентификационный номер (РIN-код), который нужно набирать при каждом включении аппарата. Впрочем, ленивый абонент может отключить эту функцию. Если три раза подряд неправильно набрать РIN-код, SIM-карта временно заблокируется. Использование SIM-карты также удобно тем, что при смене аппарата абоненту не нужно менять свой мобильный номер, он просто переставляет карту, и все сохраненные на ней данные (включая записную книжку) становятся доступными в новом аппарате

Таблица 1 - Основные характеристики стандартов GSM

Наименование параметра	GSM 900
Режим передачи по радиоканалам	с коммутацией каналов или с коммутацией пакетов (GPRS, класс 4 согласно табл.4.4 РД45.187-2001)
Класс излучения	200KF7W
Тип модуляции несущей	GMSK
Диапазон рабочих частот: прием	925 - 960 МГц
передача	880 - 915 МГц
Разнос между каналами приема и передачи	45 МГц
Межканальный разнос	200 кГц
Максимальная пиковая выходная мощность и класс мощности	2 Вт (33 дБм) - 4 класс;

Состав сети заданной ССПО, алгоритмы ее работы, функциональные структурные схемы и основные технические параметры базовых станций (БС) и абонентских станций (АС)

Описание системы

Система сотовой связи строится в виде совокупности ячеек, или сот, покрывающих обслуживаемую территорию, например территорию города с пригородами. Ячейки обычно схематически изображают в виде равновеликих шестиугольников. Ячеечная, или сотовая, структура системы непосредственно связана с принципом повторного использования частот - основным принципом сотовой системы, определяющим эффективное использование выделенного частотного диапазона и высокую емкость системы. В центре каждой ячейки находится базовая станция, обслуживающая все подвижные станции в пределах одной ячейки. При перемещении абонента из одной ячейки в другую происходит передача его обслуживания от одной базовой станции к другой. Все базовые станции, в свою очередь, замыкаются на центр коммутации, с которого имеется выход во взаимоувязанную сеть связи. Функциональное построение и интерфейсы, принятые в стандарте GSM, иллюстрируются структурной схемой рис.1, на которой: MSC (Mobile Switching Centre) - центр коммутации подвижной связи; BSS (Base Station System) - оборудование базовой станции; OMC (Operations and Maintenance Centre) - центр управления и обслуживания; MS (Mobile Stations) - подвижные станции; PSTN - телефонная сеть общего пользования; PDN - сеть передачи данных; ISDN - цифровая сеть с интеграцией служб.



Рисунок 1 - Структурная схема стандарта GSM

Радиоуровень включает совокупность мобильных станций (MS) и базовых станций (BTS), размещаемых на местности с целью электромагнитного покрытия всей зоны обслуживания. Станционный уровень включает систему базовых контроллеров (BSC), коммутационных центров (MSC) и центров управления и обслуживания (OMS), соединенных между собой и сетью ТФОП линиями многоканальной электросвязи. Коммутационный центр (MSC) обеспечивает все виды соединений системы в своей зоне обслуживания. В направлении радиоуровня MSC осуществляет коммутацию радиоканалов и маршрутизацию вызовов в процессе перемещения MS.

Систематический контроль за MS и актуализация их данных обеспечивается с помощью регистров HLR и VLR блока памяти. Информация о местонахождении MS в зоне трафика хранится в регистре положения HLR. Это позволяет в процессе заявок на связь определять конкретную BTS, которая обслуживает вызываемую MS. В регистре положения HLR хранится также стандартный модуль подлинности (SIM), содержащий международный идентификационный конфиденциальный номер мобильной станции (IMSI), который является удостоверением принадлежности MS к системе. Процедура проверки осуществляется в блоке аутентификации (AUC) с помощью определенного алгоритма.

Контроллер базовых станций (BSC) управляет несколькими BTS. Он обеспечивает распределение радиоканалов, контроль соединения абонентов, регулировку очередности, выполняет функции модуляции и демодуляции сигналов, кодирование и декодирование сообщений, адаптацию скорости передачи цифровой информации. Совместно с MSC контроллер BSC обеспечивает приоритетное обслуживание MS. Центр управления и обслуживания системы (ОМС) осуществляет распределение функций между базовыми контроллерами (BSC) и коммутационными центрами (MSC). Соединение элементов цифровой мобильной системы связи GSM-900 осуществляется с помощью внешних и внутренних интерфейсов. Внешние интерфейсы обеспечивают соединение мобильной системы связи с телефонной сетью общего пользования (PSTN), сетью передачи данных (PDN) и цифровой сетью (ISDN).

Структурные схемы BS, MS

Рисунок 2 - Блок схема подвижной станции

В состав ПС (подвижной станции) входят:

блок управления;

примопередающий блок;

антенный блок.

Приемопередающий блок включает передатчик, приемник, синтезатор частот и логический блок.

Антенный блок включает собственно антенну и коммутатор прием-передача. Последний для цифровой станции может представлять собой электронный коммутатор, подключающий антенну либо на выход передатчика, либо на вход приемника, поскольку подвижная станция цифровой системы никогда не работает на прием и передачу одновременно.

Блок управления включает микротелефонную трубку - микрофон и динамик, клавиатуру и дисплей. Клавиатура служит для набора номера вызываемого абонента, а также команд, определяющих режим работы подвижной станции. Дисплей служит для отображения различной информации, предусматриваемой устройством и режимом работы станции.

В состав передатчика входят:

- аналого-цифровой преобразователь (АЦП) - преобразует в цифровую форму сигнал с выхода микрофона, и вся последующая обработка и передача сигнала речи производится в цифровой форме, вплоть до обратного цифро-аналогового преобразования;

- кодер речи осуществляет кодирование сигнала речи - преобразование сигнала, имеющего цифровую форму, по определенным законам с целью сокращения его избыточности, т.е. с целью сокращения объема информации, передаваемой по канал связи;

- кодер канала - добавляет в цифровой сигнал, получаемый с выхода кодера речи, дополнительную (избыточную) информацию, предназначенную для защиты от ошибок при передаче сигнала по линии связи; с этой же целью информация подвергается определенной переупаковке (перемежению); кроме того, кодер канал вводит в состав передаваемого сигнала информацию управления, поступающую от логического блока;

- модулятор - осуществляет перенос информации видео-сигнала на несущую частоту.

Приемник по составу в основном соответствует передатчику, но с обратными функциями входящих в него блоков:

- демодулятор выделяет из модулированного радиосигнала кодированный видеосигнал, несущий информацию;

- декодер канала выделяет из входного потока управляющую информацию и направляет ее на логический блок; принятая информация проверяется на наличие ошибок, и выявленные ошибки по возможности исправляются; до последующей обработки принятая информация подвергается обратной (по отношению к кодеру) переупаковке;

- декодер речи восстанавливает поступающий на него с кодера канала сигнал речи, переводя его в естественную форму, со свойственной ему избыточностью, но в цифровом виде;

- ЦАП преобразует принятый сигнал речи в аналоговую форму и подает его на вход динамика;

- эквалайзер служит для частичной компенсации искажений сигнала вследствие многолучевого распространения; по существу, он является адаптивным фильтром, настраиваемым по обучающей последовательности символов, входящей в состав передаваемой информации; блок эквалайзера может отсутствовать.

Помимо собственно передатчика и приемника, в приемопередающий блок входят логический блок и синтезатор частот. Логический блок - это, по сути, микроконтроллер со своей оперативной и постоянной памятью, осуществляющий управление работой подвижной станции. Синтезатор является источником колебаний несущей частоты, используемой для передачи по радиоканалу. Наличие гетеродина и преобразователя частоты обусловлено тем, что для передачи и приема используются различные участки спектра (дуплексное разнесение по частоте).

Структурная схема BS

Рисунок 3 - Блок-схема базовой станции (BS)

В стандарте GSM используется понятие система базовой станции (СБС) (рисунок 3), в которую входит контроллер базовой станции (КБС) и несколько базовых приемопередающих станций (БППС). В частности, три БППС, расположены в одном месте и, замыкающиеся на общий КБС, могут обслуживать каждая свой 120-градусный азимутальный сектор в пределах ячейки, или шесть БППС с одним КБС - шесть 60-градусных секторов.

Особенность базовой станции - это использование разнесенного приема, для чего станция должна иметь две (и более) приемные антенны. Кроме того, базовая станция может иметь раздельные антенны на передачу и на прием. Другая особенность - наличие нескольких приемников и такого же числа передатчиков, позволяющих вести одновременную работу на нескольких каналах с различными частотами.

Одноименные приемники и передатчики имеют общие перестраиваемые опорные генераторы, обеспечивающие их согласованную перестройку при переходе с одного канала на другой; конкретное число N приемопередатчиков зависит от конструкции и комплектации базовой станции. Для обеспечения одновременной работы N приемников на одну приемную и N передатчиков на одну передающую антенну, между приемной антенной и приемниками устанавливается делитель мощности на N выходов, а между передатчиками и передающей антенной - сумматор мощности на N входов.

Приемники и передатчики имеют ту структуру, что и в подвижной станции, за исключением того, что в них отсутствуют ЦАП и АЦП, поскольку и входной сигнал передатчика, и выходной сигнал приемника имеют цифровую форму.

Блок сопряжения с линией связи осуществляет упаковку информации, передаваемой по линии связи на центр коммутации, и распаковку принимаемой от него информации. В качестве линии связи базовой станции с центром коммутации обычно используется радиорелейная или волоконно-оптическая линия.

Контроллер базовой станции, представляющий собой достаточно мощный и совершенный компьютер, обеспечивает управление работой станции, а также контроль работоспособности всех входящих в нее блоков и узлов.

Выбор мест установки и количества БС, оценка их зон обслуживания

В расчетах предложенных дальше, мы определили, что на территорию площадью 1300 кв.км нам потребуется 434 BS для обслуживания города численностью 550 тыс. чел, при чем радиус зоны БС составляет 1 км. BS будем размещать на крышах высотных зданий, что существенно сэкономит средства и время на монтаж оборудования.



Рисунок 4 - Снимок со спутника города Д

Рисунок 5 - Пример расположения BS и распределение частот в сети

На рисунке 5, приведен фрагмент частотно - территориального плана (ЧТП) с использованием трех частотных групп (BS-1 - работает на f1; BS-2 - f2; BS-3 - f3).

Схема организации связи, характеристика соединительных линий, сопряжение с традиционной телефонной сетью общего пользования

Схема организации связи

Схема организации связи представлена на рисунке 6.

Рисунок 6 - Схема организации связи

Абонент при вызове другого абонента устанавливает радиоканал с базовой станцией. Там сигнал поступает на ретранслятор и далее на контроллер. С контроллера с помощью РРЛ сигнал поступает на центр коммутации. Там сигнал либо отправляется на по РРЛ к другой базовой станции, либо подсоединяется к абонентским линиям ГТС.

Сопряжение с телефонными сетями общего пользования

Размещено на http://www.allbest.ru/

Центр коммутации подвижной связи (рисунок 7) обслуживает группу сот и обеспечивает все виды соединений, в которых нуждается подвижная станция в процессе свой работы. Он представляет собой интерфейс между сетью подвижной связи и фиксированными сетями - телефонной сетью общего пользования, сетью передачи данных, цифровой сетью с интеграцией служб; также центр коммутации обеспечивает маршрутизацию вызовов и функцию управления ими.

Определения высот подвеса антенн. Выбор технических параметров базовых и абонентских станций (мощность передатчиков, ДН антенн и Gа, тип фидера и его длина, чувствительность приемников)

Определения высот подвеса антенн

Высоты подвеса антенн BS рассчитываются с учетом ее зоны обслуживания. Причем, передающая часть одной BS должна обеспечивать такой радиус зоны обслуживания, при котором происходит перекрытие с зоной обслуживания другой BS.

В данном пункт оценка радиуса зоны обслуживания была произведена без учета рельефа местности и является очень неточной. Более точный расчет будет произведен ниже. Дальность радиогоризонта зависит от высоты подвеса антенн. Как правило, высота антенны BS () составляет десятки - сотни метров, высота антенны МS () - несколько метров. Для инженерных расчетов дальность радиогоризонта может быть определена выражением:

(1),

где , - высоты подвеса передающей и приемной антенны.



Рисунок 8 - Схема распределения высот подвеса антенн БС и МС

В данном проекте рассчитывается связь в городе, зададимся расстоянием прямой видимости в 1 км, так как имеется достаточно мешающих факторов.

Так как формула (1) справедлива для случая круглой гладкой поверхности и учитывая, что антенна будет установлена на многоэтажном доме берем h1=45 м.

В данном пункт оценка радиуса зоны обслуживания была произведена без учета рельефа местности и является очень неточной. Более точный расчет будет произведен ниже.

Выбор технических параметров базовых и абонентских станций (мощность передатчиков, ДН антенн и Gа, тип фидера и его длина, чувствительность приемников). Дальность связи системы зависит от следующих факторов: параметров антенно-фидерного тракта передающей аппаратуры (мощности передатчика, потерь в антенно-фидерном тракте, усиления и диаграммы направленности передающей антенны); параметров антенно-фидерного тракта приемной аппаратуры (характеристики диаграммы направленности приемной антенны, ее действующей высоты); уровня чувствительности приемника; статистических закономерностей распространения радиоволн в условиях пересеченной местности и городской застройки; параметров радиоканала связи; электрических параметров применяемой аппаратуры и системных параметров ССПО.

Мощности передатчиков:

Для BS выберем передатчик Ericsson RBS 2216.

Его мощность в стационарном положении равна 45,5 дБм, что составляет 35,5 Вт.

В качестве MS Samsung L-811.

Краткие технические характеристики:

- диапазон частот 935-960 МГц (передача с BS на MS), 890-915 МГц (передача с MS на BS);

- чувствительность приемника: ;

В качестве антенны для BS выбираем панельную антенну компании “Сиэстэл” CSTP 90018.

Рисунок 9

Краткие технические характеристики CSTP 90018:

Антенна предназначена для применения в сетях GSM-900 в качестве секторной антенны базовой станции. Применяется в сетях большой плотности, а так же, когда необходимо получить максимальную дальность устойчивой связи. Антенна состоит из восьми фазированных вибраторов, обеспечивающих кросс-поляризацию.

Специальная конструкция крепежных элементов позволяет легко устанавливать антенну, менять угол наклона и направление главного лепестка при монтаже сайта и последующей оптимизации работы сети. В антенне применяется фиберглассовый кожух, стойкий к кислотным осадкам и ультрафиолетовому излучению.

Краткие технические характеристики CSTP 90018:

- Частотный диапазон - 870-960 (МГц);

- Горизонтальный угол излучения - 65о;

- Подавление первого бокового лепестка - -12дБ;

- Коэффициент усиления - 18 дБ;

- Входное сопротивление - 50Ом;

- Максимальная мощность - 400Вт;

- КСВ - меньше 1,5.

Вариант построения панельной антенны изображен на рисунке

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рисунок 10 - Панельная антенна

Металлический кожух квадратного сечения на каждой стороне которого размещены два симметричных полуволновых вибратора представляет собой панель антенны. Панели монтируются на антенной мачте друг над другом на одинаковых расстояниях dэт. Число панелей на практике выбирается в пределах от 2 до 8. Металлический кожух играет роль апериодического рефлектора. Питание антенны осуществляется коаксиальным кабелем, проходящим внутри антенной мачты.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рисунок 11 - Диаграмма направленности панельной антенны в горизонтальной плоскости

Для организации связи во все направления, необходимо на каждой BS поставить по 3 антенны.

Выбор фидера:

В качестве фидера, выбираем кабель фирмы RFS LCF 158-50.

Краткие технические характеристики:

- потери в кабеле на частоте 900 МГц - до 2,51 дБ;

- волновое сопротивление 50 Ом.

Кабель состоит из центрального медного проводника в виде гофрированной винтообразной трубки (d=17,3мм), обеспечивающего малые потери, диэлектрика (вспененный полиэтилен) и гофрированного внешнего проводника из меди (d=46,5мм). Покрытие - полиэтилен черный (d=51 мм)

Расчёт радиуса зоны обслуживания с использованием модели Окамуры-Хата

Размеры зоны покрытия базовой станции будут определяться дальностью связи между базовой и абонентской станциями. Дальность связи будет определяться путем решения уравнения связи:

базовый станция связь система

, дБВт

где:

- уровень мощности полезного сигнала на входе приемной антенны в дБВт;

- уровень эффективной изотропно излучаемой мощности передатчика в дБВт;

[дБ] - затухание сигнала при распространении;

- дополнительные потери сигнала при работе с портативной абонентской станцией;

- дополнительные потери сигнала при работе с портативной абонентской станцией в автомобиле (для здания 15 дБ).

Так как данный проект - это проект сети сотовой связи в небольшом городе, будем считать местность для расположения базовых станций квазиоптимальной. В рамках этой модели средний уровень потерь при распространении радиоволн над квазиоптимальной местности определяются следующим образом:

где:

- частота излучения, МГц;

- расстояние между БС и АС, км;

- высота антенны БС, м;

- высота антенны АС, м;

- поправочный коэффициент, учитывающий высоту антенны АС в зависимости местности, дБ:

Для небольших и средних городов

;

Уровень эффективной изотропно излучаемой мощности передатчика:

,

где:

- уровень мощности передатчика;

- потери в фидере антенны передатчика;

[дБ/м] - погонное затухание в фидере антенны передатчика;

[м] - длина фидера антенны передатчика;

BS будем размещать на крышах высотных зданий, исходя из этого примем длину фидера равной два 5 м. Наиболее распространенный тип кабеля для фидера - РК 75-4-11, удельное затухание его 0,12 дБ/м для нашей полосы частот, тогда:

 - потери в дуплексере на передачу;

- потери в комбайнере (устройстве сложения);

-коэффициент усиления передающей антенны (из тех. характеристик).

Рассчитаем уровень полезного сигнала:

дБВт

Принимаемый в точке приёма сигнал одновременно подвержен как быстрым, так и медленным замираниям, каждое из которых подчиняется своему закону распределения вероятностей случайной величины (соответственно, Рэлея и логарифмически-нормальный). Совместный закон распределения вероятностей сигнала в условиях быстрых и медленных замираний аппроксимируется Гауссовским законом распределения с обобщенным значением отклонения:

,

где:

- стандартное отклонение уровня сигнала в условиях быстрых замираний (на рассматриваемых расстояниях принимается равным 7,5 дБ);

- стандартное отклонение сигнала в условиях медленных замираний (512 дБ в зависимости от рельефа местности, примем 10 дБ).

Таким образом получаем, что общее стандартное отклонение, определяемое как сумма стандартных отклонений сигнала от среднего уровня в условиях быстрых и медленных замираний, равна: .

Запас на запас на замирания сигнала для заданной надежности радиосвязи :

, где:

- нормированное действующее значение напряженности поля в точке приема.

Определяется из таблицы 2 для заданной по заданию вероятности надежности радиосвязи .

Таблица 2 - Нормированные действующие значения напряженности поля в точке приема

	0,5	0,6	0,7	0,8	0,9	0,95	0,99
	0	0,253	0,524	0,842	1,282	1,645	2,326

Из таблицы видно, что этот коэффициент составит 2,326.

Дополнительный запас уровня мощности:

Таким образом, для того чтобы мощность сигнала на входе приемной антенны РПС, превышала минимальную мощность сигнала на входе приемной антенны РПСмин исходя из чувствительности приемника, с заданной вероятностью, необходимо, чтобы выполнялось условие:

Неравенство выполняется, следовательно на выбранном расстояние в 1 км между базовой станцией и абонентской станцией обеспечивается связь.

Частотный план системы

Передача в системе GSM- 900 ведется в диапазоне 890-915 МГц для передатчиков MS и 935-960 МГц для передатчиков BS. В полосе 25 МГц размещается 124 канала, каждый из которых занимает полосу 200кГц. Каждый частотный канал уплотняется по времени (8 временных позиций). Т. о., общее количество каналов в полосе 25 МГц равно 992.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рисунок 12

Оценка необходимого числа групп каналов в совмещенном канале

Проблема ЭМС решается путём уменьшения уровней мешающих сигналов. Наиболее эффективные методы уменьшения помех на совпадающих частотах:

а) применение секционированных антенн;

б) увеличения расстояния между взаимодействующими БС

Однако, увеличение связано с увеличением числа требуемых частотных каналов, что сопровождается снижением частотной эффективности.

Важную роль в решении проблемы интерференции играет правильно разработанный ЧТП. Он должен обеспечить достаточный частотный разнос между соседними каналами в соте и между ближайшими - в соседних сотах. Перспективными являются адаптивные ЧТП, которые позволяют учитывать изменение ситуации во времени, а также гибко предоставлять каналы разного качества каждой МС.

Условие беспомеховой работы радиосетей (условие ЭМС) на границе зоны обслуживания BS1:

, дБ

=9 дБ - защищенность цифровой системы.

Рисунок 13 - Схема представления частотно территориального разноса

Минимальный территориальный разнос между BS: .

По расчетам сделанным выше известно, что: , следовательно:

дБ

Воспользуемся методом Окамуры-Хата для определения расстояния до мешающей станции при уровне сигнала в -117,3 дБ:

;

дБ, отсюда дБ

,

, 2 км

Тогда = 1 + 2= 3 км.

Число BS можно найти исходя из соотношения: , где:

- площадь покрываемой территории;

- площадь шестиугольника (соты)

BS

Число частотных каналов, требуемых с позиций требований ЭМС соседних радиосетей составляет, для сети сотовой архитектуры:

,

где r - расстояние между соседними БС.

Распределение каналов в сети

Рисунок 14 - Распределение частот в сети

Распределение каналов в сети находим исходя из ожидаемого числа абонентов и числа сот (числа BS). Так как по заданию необходимо обеспечить зону покрытия в 60%, и используется 434 базовых станций, то нагрузка на одну станцию будет равна

абонентов. Т.е. в каждой соте будет 761 абонентов. Поскольку используется 3 антенны, то количество абонентов в каждом из 3 секторов будет 761/3=254 абонентов.

Трафик одного абонента равен:

где:

- количество вызовов в час наибольшей нагрузки,

- среднее время разговора. В него также входит время служебных сигналов (посылка вызова, ответ станции и т.п.).

По заданию

Общий трафик:

Эрл

Зная вероятность отказов (В=0,05) и общий трафик, можно определить необходимое число радиоканалов, используя таблицу Эрланга.

Используя таблицу Эрланга, получим , следовательно .

Заключение

В данном курсовом проекте произведен расчет параметров сети связи с подвижными объектами в небольшом городе. При построении сети была использована система GSM. Были выполнены необходимые расчеты и приведены описания.

Произведён расчёт необходимого числа BS, радиуса зоны обслуживания с учётом рельефа местности, расчёт мощности передатчиков BS, допустимых потерь. Также приведены план распределения частот, структурные схемы базовых и мобильной станций.

Список литературы

1. Воинцев Г.А. Методические указания по выполнению курсового проекта СИСТЕМЫ СВЯЗИ С ПОДВИЖНЫМИ ОБЪЕКТАМИ: Н, 2008.

2. Бабков В.Ю., Вознюк М.А. Михайлов П.А. Сети мобильной связи. Частотно-территориальное планирование. - Спб.: СПбГУТ, 2000.

3. Беленький В.Г. Расчет зоны покрытия базовых станций в системах связи с подвижными объектами. Методические указания. - Новосибирск, СибГУТИ, 2000.

4. Тамаркин, Громоков. Системы и стандарты транкинговой связи. 1998 г.

5. Телекоммуникационные системы и сети. Т.2.:Учеб. пособие / Катунин Г.П., Мамчев, Г.В., Попантонопуло В.Н. - Новосибирск: ЦЭРИС, 2000.

6. http://www.cstel.ua/radio_comm/antenn/cstp/

Размещено на Allbest.ru