Программное обеспечение предварительной обработки состоит из небольших пакетов, основной функцией которых является обработка сигналов, необходимых для программ обслуживания соединения, в реальном масштабе времени. Пакет этих программ используется также для первичной обработки сигналов от абонентов, для обеспечения обменом сигналами по абонентской линии и подключении ее к свободному каналу в соответствии с сообщениями из программы обслуживания вызовов.
Системное обеспечение является базисом, который организует совместную работу всех программ и их выполнение в ЭВМ. Имеется стандартный набор программ, состоящий из операционной системы и некоторых дополнительных программ. Собственно операционная система предназначена для обслуживания вызовов и обеспечения обмена сигналами между остальными программами. Все параметры, описывающие конкретные индивидуальные характеристики данной станции, сгруппированы в блок станционных параметров. Таким образом, увеличение емкости станции вызывает лишь необходимость изменения данных в этом блоке. Благодаря большой глубине модульности все программы могут быть последовательно проверены, что обеспечивает надежность работы. Поскольку программные элементы независимы, то введение какого-либо нового требования или функции затрагивает лишь соответствующий элемент, который можно модифицировать, заменять или расширять независимо от других.
В ССС в качестве ЦС широко используется цифровая автоматическая телефонная станция с распределенным управлением типа System 12, при этом обмен информации между ЦС и АС ведется через модемы, работающие со скоростью 1200 бит/с. Поскольку System 12 полностью цифровая станция, аналого-цифровое преобразование информации производится на БС. Канальный модуль АС может осуществлять управление максимум 30 каналами, в числе которых могут быть КУ и РК, относящиеся к одной или нескольким БС.
Для использования электронной АТС типа System 12 в ССС в программное обеспечение станции вводятся два новых программных модуля в дополнение к существующим: для управления каналами, оборудованными модемами, и для обработки информации по определению местоположения АС, эстафетной передаче АС, обработке информации об изменении качества передачи. При организации ССС в Бельгии предполагается, что первоначально ЦС типа System 12 будет работать с 45 БС и обслуживать 5000 абонентов, в последующем планируется увеличение емкости сети до 50000 абонентов и увеличение числа БС до 245. Максимальная емкость System 12 при использовании ее в качестве ЦС ограничивается только стоимость кабельной сети. Поэтому считается целесообразным организовать в ССС вторую ЦС также типа System 12. Применение System 12 планируется и при проектировании полностью цифровых ССС, например СD-900.
2.8. Выводы.
Рассмотренные алгоритмы работы сотовых сетей связи и протоколы управления в различных режимах работы показали, что в системах, эксплуатируемых в настоящее время, имеется ряд отличий, обусловленных различием характеристик используемой аппаратуры, вычислительной и коммутационной техники.
При создании перспективных цифровых ССС имеются чрезвычайно важные проблемы, среди которых следует выделить выбор методов уплотнения каналов связи, рациональных методов модуляции для передачи речевых сообщений, способных обеспечить хорошую разборчивость при низких скоростях передачи по радиоканалам, что приведет к высокой спектральной эффективности цифровых ССС. При их разработке необходимо ориентироваться на результаты проводимых испытаний цифровых сотовых сетей связи, учитывая имеющийся опыт эксплуатации действующих ССС, а также рекомендации МККР и МККТТ.
Раздел III. Принципы проектирования ССС.
3.1. Цели проектирования и исходные данные.
Приведенные ниже принципы проектирования основываются на опыте проектирования сотовых сетей связи во многих странах мира и, прежде всего, на опыте фирмы NOKIA.
Целью проектирования сети является:
- обеспечение охвата требуемой зоны обслуживания с высоким качеством речевой связи;
- обеспечение емкости для обслуживания абонентской нагрузки с низкой интенсивностью потерь.
Путем эффективного проектирования сети (например, путем разделения зоны действия базовой станции на секторные сотовые ячейки), а также использования имеющихся сооружений (зданий, мачт, линий передач и т.д.), можно достичь минимальной стоимости инфраструктуры сотовой сети. При проектировании сотовых сетей каждый проект выполняется с учетом желаний и возможностей заказчика.
Для составления окончательного проекта сети требуется четкая информация о следующих основных параметрах:
- количество имеющихся свободных каналов (в зависимости от ширины полосы и разноса между каналами)
- планируемые зоны обслуживания (города и магистральные дороги)
- топография и типы местностей в зонах обслуживания (карты)
- существующие сооружения и т.п. (список предлагаемых пунктов расположения базовых станций)
- оценка распределения и прироста абонентов и нагрузки
- прочие параметры проектирования (нагрузка на абонента, допустимая интенсивность потерь, минимальная приемлемая напряженность поля и т.д.)
Так как все вышеупомянутые параметры фактически нам не известны, мы производим здесь только предварительный расчет максимальной емкости. Он содержит оценку требуемых материалов (базовых станций и каналов).
Перед проектированием сети стоят две разные цели, зависимые от обслуживаемой местности.
1. В сельских местностях главная задача - это произвести большие зоны охвата с высокой мощностью передачи и высокими антеннами (обычно с помощью ненаправленной антенны).
2. В городах, где нагрузка интенсивная, главная задача это обеспечение максимальной емкости и компактных размеров ячеек с небольшой мощностью и низкими антеннами (часто с помощью направленной антенны и секторных ячеек). Проблема проектирования сетей городских районов состоит в том, что применяются одни и те же частоты с минимальной внутриканальной помехой.
В городских районах целесообразно использовать "зонтичные" базовые станции, т.к. они охватывают и такие районы, которые недостаточно хорошо охвачены малыми ячейками.
3.2. Проектирование радиотелефонной сети.
В начале проектировщику радиотелефонной сети нужны данные о вышеупомянутых параметрах. Их он может получать путем изучения предлагаемых пунктов расположения базовых станций. Топографические карты необходимо иметь при составлении плана сети (прогноз зоны охвата и распределение каналов с минимальными взаимными помехами) с помощью автоматизированных средств проектирования. Измерения зоны охвата выдают информацию о фактическом распространении радиоволн и одновременно дают заказчику точное определение охвата и функционирования сети.
Проектирование сети охватывает и определение параметров телефонной станции подвижной службы (ТСПС), что влияет на удачную передачу соединения из одной сотовой ячейки в другую.
Проектирование сети - это бесконечный процесс. Действующая сеть выдает информацию о распределении трафика и прироста абонентов и эта информация может, в свою очередь, влиять на составленные раньше проекты устройства сетей. Проектирование сети постоянно расширяется, как и сама сеть.
3.3. Технические характеристики и основы для
расчета сетей.
Полоса частот 2 х 4,5 МГц Разнос между каналами 25 кГц Количество каналов 180 Размер узла (модель группы повторяющихся ячеек) 9 Макс. интенсивность потерь в ЧНН 5% (3 мин. на час) Средняя создаваемая нагрузка на абонента 25 мЭрл Тип базовой станции (БС) NMT-450 Количество каналов/статив в БС 8 Чувствительность базовой станции <-2 дБмкВ эдс Мощность передачи БС 0,7 - 50 Вт
(выход канала) Количество каналов на группу каналов 20 Минимальный разнос между 175 кГц каналами в сумматоре БС Количество каналов на одну антенну передачи 16 Типичный коэффициент усиления антенны:
5 дБи (ненаправленная антенна)
8 дБи (направленная с 120 град. шириной
диаграммы направленности)
9 дБи (направленная с 60 град. шириной
диаграммы направленности) Затухание антенного фидера (450 МГц):
5 дБ/100 м (1/2")
3 дБ/100 м (7/8") Чувствительность ТСПС < 0 дБмкВ эдс Мощность передачи ТСПС 15, 1,5 и 0,15 Вт
3.4. Зона обслуживания.
Сеть охватывает район с диаметром: около 30 км.
3.5. Размеры сотовых ячеек.
Обычно мощности передачи базовой станции и ТСПС находятся на балансе. Это значит, что количество речевой связи одинаково высокое в обоих направлениях. Размер ячейки вычисляется путем определения минимальной приемлемой напряженности поля, получаемой ТСПС от базовой станции, и использования уравнения для вычисления затухания напряженности поля от базовой станции.
Вычисляется минимальная напряженность поля (т.е. напряженность поля на краю ячейки) из условий:
Чувствительность ТСПС равна -113 дБ, что соответствует в антенне напряжению 0 дБмкВ эдс и напряженности поля 17 дБмкВ/м.
Напряженность поля на уровне чувствительности 17 дБмкВ/м
Граница быстрого замирания +10 дБ
Граница медленного замирания +4 дБ
Усиление антенны подвижной станции -5 дБ
Затухание антенного фидера подвижной станции +2 дБ
---------- Минимальная приемлемая напряженность поля 28 дБмкВ/м
Напряженность поля превысит пороговое значение в пределах сотовой ячейки с 90-процентной вероятностью времени и месторасположения.