Розробка плану покриття комірковим зв’язком

Львівський державний інститут новітніх технологій та управління ім. В. Чорновола

Курсовий проект

На тему:

Розробка плану покриття комірковим зв’язком

Виконав

студ. гр. КІ-31

Львів-2010

ЗМІСТ

1.    КОРОТКІ ТЕОРЕТИЧНІ ВІДОМОСТІ

2.    Завдання

3.    Вихідні дані

4.    ХІД РОБОТИ

5.    ПЛАН ПОКРИТТЯ ЗОНИ ОБСЛУГОВУВАННЯ КОМІРКОВИМ

ЗВЯЗКОМ (М. НОВОЯВОРІВСЬК)

6.    план розподілу частот виділеного діапазону між базовими станціями

7.    Результати розробки плану покриття

8.    вИСНОВОК

СПИСОК ВИКОРИСТАНОЇ ЛІТЕРАТУРИ

1.         КОРОТКІ ТЕОРЕТИЧНІ ВІДОМОСТІ

Розробка плану покриття комірковим зв'язком

Метою роботи є оптимізація плану покриття, тобто забезпечення мобільного зв'язку у заданій зоні з мінімально необхідним використанням апаратних і частотних ресурсів (кількості базових станцій та використаних частотних радіоканалів). Основні обмеження для планування коміркової системи є такими:

- кількість радіочастот, наданих одному оператору

К_РЧ<62;

-  кількість радіочастот однієї базової станції К_РЧБС< 16;

-  максимальний радіус комірки R_M=5 км.

Реальний максимальний радіус комірки становить біля 35 км і значення R_M=5 км прийнято як навчальний приклад.

Розрахунки для більшості пунктів роботи кожний студент має виконати для чотирьох варіантів розмір кластера N. Максимальна доступна кількість радіоканалів у кластері та комірці (К_РЧ та К_РЧБС) для цих варіантів наведена нижче.

N	3	4	7	12
КРЧ	3..48	4..60	7..56	12..60
КРЧБС	1..16	1..15	1..8	1..5

Обмеження К_РЧ ≤ 62 типове для реальних систем С8М-900. Саме це число є верхньою межею кількості наданих кожному оператору частотних каналів із можливих 124.

2.         Завдання

Метою роботи є оптимізація плану покриття, тобто забезпечення мобільного зв'язку у заданій зоні з мінімально необхідним використанням апаратних і частотних ресурсів (кількості базових станцій та використаних частотних радіоканалів). Основні обмеження для планування коміркової системи є такими:

- кількість радіочастот, наданих одному оператору К_РЧ<62;

-  кількість радіочастот однієї базової станції К_РЧБС< 16;

-  максимальний радіус комірки R_M=5 км.

Реальний максимальний радіус комірки становить біля 35 км і значення R_M=5 км прийнято як навчальний приклад.

Розрахунки для більшості пунктів роботи кожний студент має виконати для чотирьох варіантів розмір кластера N. Максимальна доступна кількість радіоканалів у кластері та комірці (К_РЧ та К_РЧБС) для цих варіантів наведена нижче.

N	3	4	7	12
КРЧ	3..48	4..60	7..56	12..60
КРЧБС	1..16	1..15	1..8	1..5

Обмеження К_РЧ ≤ 62 типове для реальних систем С8М-900. Саме це число є верхньою межею кількості наданих кожному оператору частотних каналів із можливих 124.

Визначити кількість базових станцій та розмір однакових комірок, необхідних для покриття комірковим зв'язком зони обслуговування заданого розміру, а також частотний план кожної базової станції.

3.         Вихідні дані

- довжина та ширина зони обслуговування, l₁,l₂;

кількість абонентів у зоні, К_АБ;

-  інтенсивність викликів абонента на годину, λ;

-  середня тривалість сеансу зв'язку, t_с;

-  коефіцієнт секторизації антени, G_А.

Коефіцієнт сеторізації G_А набуває значень від G_А=1 (всеспрямована антена) до G_А=3 (антена з шириною діаграми спрямованості 120°).

4.         ХІД РОБОТИ

1.         Згідно із заданою інтенсивністю викликів та середньою тривалістю сеансу визначити питоме навантаження від одного абонента (а):

а = λ t_C [Ерл]. (1)

Використовуючи вираз (1) обов'язково звернути увагу на відповідність одиниць вимірювання часу.

2.         Визначити навантаження від групи абонентів у зоні обслуговування (А):

А=К_АБ·а (2)

Фізичним змістом параметра А є кількість одночасних розмов, які необхідно забезпечити у заданій зоні покриття.

3.         Визначити мінімальну можливу кількість комірок у зоні. Для цього треба розрахувати площу зони покриття

S = l₁l₂ (3)

та максимальну можливу площу комірки

S_БСМАХ= (4)

Мінімальна можлива кількість комірок становитиме

K_БСМІN=S/S_БСМАХ (5)

4.         Визначити питоме навантаження, яке може забезпечити мінімальна можлива кількість комірок:

C_MIN⁼ 8 G_A К_РЧБС K_БСМІN (6)

Розрахунки за (6) та у всіх подальших пунктах слід проводити для 4-х можливих значень N = 3, 4, 7, 12. У (6) К_РЧБС слід обрати максимально можливою для кожного значення N, обрати коефіцієнт секторізації G_A відповідно до варіанту, а коефіцієнт 8 - це кількість тактів (таймслотів) у кожному кадрі TDMA системи GSM.

5.         Визначити мінімальну необхідну для покриття зони кількість комірок К_{БС НЕОБХ} . Для цього треба розрахувати місткість (кількість фізичних каналів) комірки (C_БС)

С_БС = 8 G_AK_РЧБС, (7)

Звідки

К_{БС НЕОБХ} =А/ С_БС = А/(8 G_A К_РЧБС). (8)

Розрахунки провести для 4-х значень N.

6.         Визначити розрахункову кількість комірок К_БС:

K_БС =max (K_БСМІN, К_{БС НЕОБХ}). (9)

Фактично (9) означає, що у випадку C_MIN > А слід прийняти К_БС = K_БСМІN, а у випадку C_MIN < А прийняти К_БС = К_{БС НЕОБХ} . Розрахунки провести для 4-х значень N. Звернути увагу, що в одному варіанті завдання описані співввідношення C_MIN та А можуть бути різними для різних значень N.

7.         Для випадків C_MIN <А розрахувати необхідну площу комірки (S_БС)

S_БС=S/K_БС (10)

та радіус шестикутної комірки (R):

R= (11)

8.         Для випадків C_MIN>A розрахувати необхідну кількість частотних каналів у комірці (К_РЧБС):

К_РЧБС =А/(8G_АК_БС). (12)

Отримане значення К_РЧБС необхідно заокруглити до найближчого більшого цілого та порівняти із максимально допустимим для кожного значення N.

9.  Визначити місткість (кількість фізичних каналів) кластера (С_КЛАСТ)

С_КЛАСТ ⁼ 8 G_A К_РЧ, (13)

де прийняти максимально можливе для кожного означення К_РЧ.

Визначити необхідну для покриття зони кількість кластерів (K_КЛАСТ) за двома формулами:

K_КЛАСТ =А/ С_КЛАСТ [кластерів]; (14)

K_КЛАСТ =К_БС/N[кластерів]. (15)

Значення, отримані за (14) та (15), можуть бути різними внаслідок коригування значення К_РЧ, тож слід прийняти більше з них. Це значення може бути дробовим, що означає використання не всіх комірок деяких кластерів.

Розрахунки провести для 4-х значень N.

10.      Накреслити чотири варіанти (для різних значень N) плану покриття зони обслуговування комірковим зв'язком із використанням шестикутних комірок однакового розміру із вказанням масштабу. На планах виділити границі кластерів. Якщо розрахована кількість комірок перевищує 200, то слід креслити тільки фрагмент зони обслуговування, в якому міститься 150..200 базових станцій.

Оскільки задані прямокутні зони покриття неможливо щільно покрити шестикутниками, то кількість комірок на плані перевищуватиме розраховане значення K_БС. Виходячи з геометричної побудови плану слід обрахувати фактичну кількість комірок К_{БС Ф} та, підставивши у (6) К_{БС Ф} замість K_БСМІN, фактичну місткість системи С_ФАКТ.

11.       Розробити план розподілу частот виділеного діапазону між базовими станціями.

Спочатку розрахувати фактично необхідну для покриття зони кількість радіоканалів (кількість частотних каналів у кластері)

К_РЧ=К_РЧБС N (16)

і пересвідчитись, що К_РЧ<62. Відтак обрати К_РЧ рівновіддалених радіоканалів зі 124 можливих у системі GSM 900 та навести абсолютні номери ARFCN обраних каналів.

Розподілити обраний набір з К_РЧ частот на N в'язок по К_РЧБС частот у кожній.

Розподіл частот провести для 4-х значень N, варіанти плану частот подати у вигляді таблиці.

5.         ПЛАН ПОКРИТТЯ ЗОНИ ОБСЛУГОВУВАННЯ КОМІРКОВИМ ЗВЯЗКОМ (М. НОВОЯВОРІВСЬК)

6.      план розподілу частот виділеного діапазону між базовими станціями

7.         Результати розробки плану покриття

S	КАБ	SБСМАХ	KБСМІN	A
25	30 000	64,95	0,385	800

№	CMIN	СБС	КБС НЕОБХ	КБС	SБС	R	КРЧБС	СКЛАСТ	ККЛАСТ	КБС,ф	КРЧ	СФАКТ
3	384	384	3	3	8,333	1,791	12	1152	0,694	7	36	2016
4	360	360	3	3	8,333	1,791	12	1440	0,556	7	48	2016
7	192	192	5	5	5	1,387	7	1344	0,595	9	49	1512
12	120	120	7	7	3,571	1,172	5	1440	0,556	12	60	1440

ВИСНОВОК

Розмір кластера N вибирається як компроміс між якістю зв’язку та місткістю системи.

Покриття меншими комірками збільшує місткість системи. Зменшення розмірів комірок також дозволяє зменшити потужність передавачів, що веде до зменшення акумуляторів АС і меншого впливу на здоров’я людини. Але при цьому збільшується кількість обладнання, кількість комутацій каналів, обсяг службової сигналізації в системі, а також різко зростають CCI, особливо в умовах міської забудови..

При збільшенні N збільшується відстань D між БС з однаковими призначеними в’язками частот, що зменшує внутрішньоканальні завади.

Список використаної літератури

1.    Бондарєв А.П., Мандзій Б.А. Пристрої цифрових систем коміркового зв’язку. Підручник. – Львів: 2008. – 80с.: 32 іл.

2.    Методичний вказівник до курсової роботи.

3.    www.kyivstar.net

4.    http://www.portal-slovo.ru/

5.    wikipedia.org