Проектирование участка сети сотовой связи (стр. 1 из 4)

АННОТАЦИЯ

В данной курсовой работе выполнен расчёт участка сети сотовой связи стандарта GSM – 900, методами: прогноза зон покрытия на основе статистической модели напряжённостей поля; на основе детерминированной модели; на основе аналитической модели; и определена абонентская ёмкость сети сотовой связи. Работа выполнена на 32 листах, содержит 6 рисунков.

Содержание

ВВЕДЕНИЕ

1. ОПИСАНИЕ СТАНДАРТА GSM

2. МЕТОДИКА ПРОГНОЗА ЗОН ПОКРЫТИЯ БАЗОВЫХ СТАНЦИЙ НА ОСНОВЕ СТАТИСТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ НАПРЯЖЁННОСТИ ПОЛЯ

3. МЕТОДИКА ПРОГНОЗА ЗОН ПОКРЫТИЯ НА ОСНОВЕ ДЕТЕРМИНИРОВАННОЙ МОДЕЛИ НАПРЯЖЁННОСТЕЙ ПОЛЯ СИГНАЛА

4. РАСЧЁТ ЗОНЫ ПОКРЫТИЯ В ГОРОДСКОЙ ЧЕРТЕ, НА ОСНОВЕ АНАЛИТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ УЧИТЫВАЮЩЕЙ МНОЖЕСТВЕННУЮ ДИФРАКЦИЮ НА КРЫШАХ ЗДАНИЙ

5. ОПРЕДЕЛЕНИЕ АБОНЕНТСКОЙ ЁМКОСТИ СЕТИ СОТОВОЙ СВЯЗИ

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

ВВЕДЕНИЕ

Как известно, создать единый стандарт систем сотовой связи третьего поколения (3G) не удается. Системы "семейства IMT-2000" несовместимы друг с другом и развиваются, в общем, независимо. Считается, что проблема совместимости в глобальном масштабе поддастся усилиям МСЭ и других международных организаций при разработке перспективных систем сотовой связи четвертого поколения (4G), время которых должно наступить где-то в 2010— 2015годах. Предполагается, что эти системы будут работать в диапазонах радиочастот от 5 до 60 ГГц и смогут обеспечивать подвижную (а может быть, и не очень подвижную) связь при фантастических скоростях передачи информации от 10 до 45 Мбит/с.

Пока же на очереди скорости в подвижной связи до 384 кбит/с, а в фиксированной — до 2 Мбит/с. Именно это и должны предложить пользователям сети 3G, которые придется строить заново. В любом случае размер предполагаемых инвестиций огромен. Это волнует потенциальных инвесторов, финансистов и акционеров — неспроста среди потенциальных операторов уже появились первые "жертвы". Сейчас только в европейские лицензии вложено свыше 100 млрд. евро. Долг перед кредиторами ВТ и France Telecom равен почти половине собственного капитала. Может быть, есть лучший способ дать пользователям новые услуги и, прежде всего, удобоваримый доступ в Интернет.

Обладая развернутой сетевой инфраструктурой и обслуживая миллионы абонентов, оператор всегда задумывается о диверсификации своих услуг, если позволяют технологические ресурсы. Все ли было использовано в сетях 2G, где решалась исключительно проблема высококачественной передачи речи при весьма скромных скоростях передачи данных 9,6 кбит/с (GSM, IS-136) и 14,4 кбит/с. Это годится для электронной почты и службы коротких сообщений (SMS). Маршрутизация данных идет через коммутацию каналов, время установления соединения довольно велико и составляет десятки секунд.

Оказывается, сети 2G можно модифицировать, чтобы предоставлять даже услуги 3G. Так родилось понятие "промежуточных" систем сотовой связи, называемых 2G+ или 2.5G. Пока операторы сетей 3G ждут, что им сделают серийное оборудование, операторы сетей 2,5G могут постепенно наращивать свой сервисный потенциал и захватывать пользователей. Подобный эволюционный путь развития сотовых сетей весьма целесообразен.

Вполне логично, что первым желанием было вообще ничего не менять в сотовой сети, а хотя бы просто улучшить доступ в Интернет на имеющихся скоростях.

1. ОПИСАНИЕ СТАНДАРТА GSM

Цифровые системы подвижной сотовой связи второго поколения стремительно развиваются во всём мире. Наибольшая динамика развития характерна для сетей GSM (Global System for Mobile Communications). Первоначально с 1982 г. разработка стандарта GSM проводилась в рамках СЕРТ - Европейской конференции администраций почтовой связи, затем — в ETSI - Европейском институте стандартов связи, после его образования в 1988 г.

В рамках ETSI развитие стандарта GSM осуществляется специальной группой по подвижной связи - SMG (Special Mobile Group) В группе образовано одиннадцать подкомитетов, которые занимаются вопросами развития стандартов GSM-900, DCS-1800, а также разработкой стандартов для систем сотовой связи третьего поколения - Универсальных мобильных телекоммуникационных систем (UMTS — Universal Mobile Telecommunications Systems).

Весьма быстрый прогресс сетей связи стандарта GSM, прежде всего, обусловлен его широкими функциональными возможностями и тем, что их постоянное совершенствование происходит на основе концепции совместимости «снизу-вверх», не требующей модификации оборудования прежнего поколения для межсетевого обмена с новым, отличающимся большим количеством функций (особенно для пользователя). Именно в этом и заключена суть развития: система должна быть такой, чтобы внедрение новых функций и новых идей было возможно без остановки эксплуатации уже используемого оборудования.

Начиная с 1988 г. в стандарте GSM предусматривались конкретные направлений его дальнейшего совершенствования. Прежде всего, не предполагалось жестко закрепить стандарт на определенном диапазоне радиочастот. Разработанная схема сети сотовой связи, в состав которой входят приемно-передающие базовые станции и подсистема коммутации, а также радиоинтерфейсы, доказала свою универсальность в диапазонах 900, 1800 и 1900 МГц. Еще одним примером этого является внедрение без каких-либо затруднений алгоритма шифрования для радиоинтерфейса, отличающегося от первоначально применявшегося, который был специфицирован. Третьим примером может служить намеченное внедрение полускоростного речевого кодера, когда технологические возможности позволят это сделать.

Концепция постоянного развития GSM позволила плавно наращивать на сетях состав услуг связи, разбив этот процесс на ряд этапов или фаз.

Фаза 1 относится к самостоятельной версии стандарта GSM, обеспечивающей предоставление основных услуг подвижной связи, передачу речи, факса, коротких сообщений, переадресацию, блокировку вызова. Развитие сетей GSM в рамках фазы 1 охватывает период 1991 — 1995 гг. и является основой первого этапа внедрения коммерческих систем GSM. Ее недостатком было то, что она не в полной мере отвечала принципам совместимости снизу вверх. Именно внедрение этих принципов и характеризует, прежде всего, следующий этап, получивший название Фаза 2.

Эта фаза представляет собой законченную версию стандарта GSM, ввод которой относится к 1995— 1997 гг. Она отличается от Фазы 1 не только количеством предоставляемых услуг (главным образом, дополнительных), но и многочисленными изменениями основных сигнальных протоколов, а именно — протоколов прикладной системы, действующих между центрами коммутации подвижной связи (ЦКПС) и базами данных, а также протоколов взаимодействия подвижных станций с сетевой инфраструктурой. Кроме того, были уточнены многие вопросы стандартизации, неопределенность которых могла бы усложнить последующее внедрение каких-либо новшеств. Прежде всего, это относится к механизмам, позволяющим ЦКПС, ДРП и подвижным станциям внедрять новые, ранее непредвиденные дополнительные услуги.

Фазу 2 характеризуют следующие главные аспекты: перевод самостоятельных спецификаций GSM-900 и DCS-1800 (Digital Communications System — цифровая система связи) в единую спецификацию, содержащую рекомендации, необходимые требования, а также параметры двух систем; расширение полосы радиочастот на 2x10 МГц (EGSM - Extended GSM -расширенный GSM) до суммарной полосы 2x35 МГц, 880.. .915 МГц/ 925...960МГц - рисунок 1; увеличение состава дополнительных услуг; стандартизация параметров полускоростного и улучшенного полноскоростного речевых кодеков; развитие службы передачи коротких сообщений.

Рисунок 1 – Распределение частот

Таким образом, эта фаза подготовила стандарт GSM к дальнейшему поэтапному внедрению ряда новых услуг связи. Новый этап получил название Фаза 2+, начало его внедрения относится к 1996—1997 гг. Следует подчеркнуть, что это не новая фаза, а точнее — продолжение программы совершенствования Фазы 2. Фактической задачей программы Фаза 2+ явилось постепенное внедрение всех важных изменений при сохранении совместимости «снизу-вверх».

В рамках ETSI комитетом по подвижной связи был составлен перечень предложений, учитывающих дальнейшее развитие GSM от аспектов радиопередачи до аспектов управления. Дополнения изменили систему GSM до такой степени, что она лишь отдаленно напоминает свой первоначальный вариант.

Среди новых видов услуг, предполагаемых к внедрению на Фазе 2+, можно отметить следующие:

1) Усовершенствованная передача полноскоростных речевых сообщении для систем связи PCS-1900 (Personal Communication Services — система переносной связи в диапазоне 1900 МГц), что обеспечивает повышение качества передачи речевых сообщений в сложных условиях использования подвижных станций, включая высокий уровень внешних акустических шумов.

2) Групповой вызов и соответствующие услуги. Необходимость их внедрения обозначена еще в 1992 г., когда Международный союз железнодорожников (UIC — Union Internationale des Chemins de fer) выбрал технологию GSM в качестве будущего стандарта сотовых систем для нужд железнодорожных компаний. Указанные виды услуг обычно ассоциируются с частными системами подвижной связи. В состав этих услуг входит также групповой вызов, включая такой вызов в рамках нескольких сот.

3) Пакетная радиопередача в стандарте GSM ранее предусматривалась возможность доступа сетей пакетной передачи Х.25. Кроме того, действует пакет услуг, называемый службой коротких сообщений, которая обеспечивает эпизодическую (нечастую) передачу сообщений. Между ними есть место и для услуги, состоящей из частой, но прерывистой передачи небольших пакетов данных. Эта услуга получила обозначение GPRS (General Packet Radio Service).

Одновременно с этим на Фазе 2+ рассматриваются вопросы высокоскоростной передачи данных по коммутируемым каналам HSCSD (High Speed Circuit Switched Data), а также сжатие данных.

4) Применение двухдиапазонных терминалов (dual-band).