2017-12-14
2821
(п2.4 Расчет надежности проектируемой сети сотовой связи на заданной территории.)
Одной из важнейших задач при проектировании сетей сотовой связи является разработка устройств и узлов, обеспечивающих выполнение всех возложенных на них функций в течение длительного срока службы оборудования.
Решение этой проблемы возможно только при комплексном решении вопросов надежности на всех стадиях проектирования и эксплуатации [4].
Основные понятия:
Надежность – это свойство системы обеспечивать нормальное выполнение заданной функции, обеспечивать первоначальные технические характеристики в течение определенного времени в заданных пределах допуска.
Надежность характеризуется:
– безотказностью;
– ремонтопригодностью;
– долговечностью.
Безотказность – свойство системы непосредственно сохранять работоспособность в определенных условиях и режимах эксплуатации.
Ремонтопригодность – свойства системы, заключающиеся в приспособленности к предупреждению о нарушении и устранении отказов путем планового технического обслуживания и ремонта.
|
|
|
Долговечность – свойство системы сохранять работоспособность в перерывах между плановым техническим обслуживанием и ремонтом до предельного состояния [5].
В основе понятия надежности лежит понятие отказа. Отказ – нарушение работоспособности системы, заключающееся в прекращении выполнения заданных функций или выходе рабочих показателей за заданныепределы. Для аппаратуры передачи данных характерны отказы различного типа – внезапные и постепенные, полные и частичные, самоустраняющиеся и устойчивые.
Сбой в работе сети сотовой связи может быть вызван различными причинами: обрывом линий связи, выходом из строя оборудования и некоторыми другими.
Однако для пользователей услуг не имеет значения, вследствие чегопропадает связь.
В рамках соглашения о качестве обслуживания абоненту должен быть гарантирован определенный, достаточно большой промежуток времени, в течение которого показатели качества обслуживания не будут ниже заданных.
Простои, вызванные сбоями в работе сети, могут сопровождаться огромными потерями прибыли. Таким образом, актуальными являются вопросы сокращения времени простоя, оценка потерь, вызванных простоями, и оценка затрат на минимизацию этих потерь.
Для решения поставленных задач возникает необходимость в количественной оценке надежности. С этой целью в теории надежности вводятся количественные характеристики и устанавливается связь между ними, разрабатываются методы, позволяющие анализировать физические причины отказов и прогнозировать надежность.Речь идет о выборе методов и средств обеспечения работы систем с максимальной эффективностью.
|
|
|
Время наработки на отказ Тни среднее время восстановления послесбоя Тв
являются основными параметрами, которые следует учитыватьпри решении задачи обеспечения надежного и стабильного сервиса.
Среднее время восстановления – среднее время, необходимое длявозобновления нормальной работы системы.
Наработка на отказ – среднее время между отказами восстанавливаемых изделий.
Значения времени наработки на отказ и среднего времени восстановления для каждого варианта приведены в прил. 4.
Задача:
Используя данные таблицы, необходимо определить надежность системы.
Параметры безотказности [5]:
– интенсивность отказов системы;
– наработка на отказ системы;
– вероятность безотказной работы.
Интенсивность отказов – вероятность отказов в единицу времени.Зная Тсркаждого элемента системы, можем определить интенсивность отказов λ, 1/ч, каждого элемента по формуле
(Ф.19)
и всей системы в целом по формуле
(Ф.20)
где λi– интенсивность отказов каждого элемента системы.
Зная интенсивность отказов всей системы, необходимо определить наработку на отказ системы по формуле
(Ф.21)
Вероятность безотказной работы – вероятность того, что в течение заданного времени не произойдет отказа в системе.
Вероятность безотказной работы определяется по формуле
(Ф.22)
где t – время испытания, ч;Λ– интенсивность отказов системы.
Время испытания может принимать следующие значения: 24, 720,2172, 8760ч.
Расчет вероятности отказа необходимо произвести при различных значениях времени испытания t.
Параметры ремонтопригодности [5]:
– среднее время восстановления;
– коэффициент готовности;
– коэффициент простоя.
Используя параметры надежностиTср и вTв, можно вычислить коэффициент доступности услуг Кд(коэффициент готовности Кг).
Коэффициент готовности – вероятность того, что система будет вработоспособном состоянии в любой момент времени в промежутках между выполнением профилактического обслуживания или ремонта.
Коэффициент готовности
(Ф.23)
Где Tср – среднее время наработки на отказ системы;Tв – время восстановления системы.
Время восстановления системы рассчитывается по формуле
(Ф.24)
где Тоб– время обнаружения неисправности; Тд– время на доставку к месту
восстановления вышедшего из строя элемента системы; Ту – время на устранение повреждения; Тн– время на настройку и проверочные испытания.
Коэффициент простоя учитывает все простои аппаратуры, вызванныетехническим обслуживанием, но без учета простоев по организационным
причинам.
Коэффициент простоя
(Ф.25)
В результате расчетов должна быть заполнена таблица 11.
Расчетные параметры необходимо сравнить с нормативными показателями и сделать выводы о состоянии надежности системы [4].
Нормативные показатели системы:
– наработка на отказ системы Тсрдолжна быть не менее 350 суток;
– коэффициент готовности системы Кгдолжен быть не менее 0,99.
Таблица 11
Исходные данные и результаты расчета надежности системы
| Приложение №1 | ||||||
| Варианты заданий для выполнения курсовой работы | ||||||
| Номер варианта | Территория зоны | Используемый стандарт | Полоса частот, МГц | Число Абонентов сети, тыс. чел | Площадь зоны обслуживания, км² | |
| на базовую станцию (Uplink) | на абонентскую станцию (Downlink) | |||||
| Городская застройка (средний город) | TDMA (GSM- 1800) | 1710–1785 | 1805–1880 | |||
| Городская застройка (большой город) | CDMA | 824-849 | 869-894 | |||
| Городская застройка (пригород) | CDMA | 824-849 | 869-894 | |||
| Сельский открытый участок | TDMA (GSM- 900) | 890-915 | 935-960 | |||
| Городская застройка (средний город) | TDMA (GSM- 900) | 890-915 | 935-960 | |||
| Городская застройка (большой город) | TDMA (GSM- 1800) | 1710–1785 | 1805–1880 | |||
| Городская застройка (пригород) | CDMA | 824-849 | 869-894 | |||
| Сельский открытый участок | TDMA (GSM- 1800) | 1710–1785 | 1805–1880 | |||
| Приложение №1 (продолжение) | ||||||
| Варианты заданий для выполнения курсовой работы | ||||||
| Номер варианта | Территория зоны | Используемый стандарт | Полоса частот, МГц | Число Абонентов сети, тыс. чел | Площадь зоны обслуживания, км² | |
| на базовую станцию (Uplink) | на абонентскую станцию (Downlink) | |||||
| Городская застройка (средний город) | CDMA | 824-849 | 869-894 | |||
| Городская застройка (большой город) | TDMA (GSM- 900) | 890-915 | 935-960 | |||
| Городская застройка (пригород) | CDMA | 824-849 | 869-894 | |||
| Сельский открытый участок | TDMA (GSM- 1800) | 1710–1785 | 1805–1880 | |||
| Городская застройка (средний город) | CDMA | 824-849 | 869-894 | |||
| Городская застройка (большой город) | TDMA (GSM- 1800) | 1710–1785 | 1805–1880 | |||
| Городская застройка (пригород) | TDMA (GSM- 900) | 890-915 | 935-960 | |||
| Сельский открытый участок | CDMA | 824-849 | 869-894 | |||
| Приложение №1 (продолжение) | ||||||
| Варианты заданий для выполнения курсовой работы | ||||||
| Номер варианта | Территория зоны | Используемый стандарт | Полоса частот, МГц | Число Абонентов сети, тыс. чел | Площадь зоны обслуживания, км² | |
| Городская застройка (средний город) | TDMA (GSM- 1800) | 1710–1785 | 1805–1880 | |||
| Городская застройка (средний город) | CDMA | 824-849 | 869-894 | |||
| Городская застройка (большой город) | TDMA (GSM- 900) | 890-915 | 935-960 | |||
| Городская застройка (большой город) | CDMA | 824-849 | 869-894 | |||
| Городская застройка (пригород) | TDMA (GSM- 900) | 890-915 | 935-960 | |||
| Сельский полуоткрытый участок | CDMA | 824-849 | 869-894 | |||
| Городская застройка (средний город) | TDMA (GSM- 1800) | 1710–1785 | 1805–1880 | |||
| Городская застройка (большой город) | CDMA | 824-849 | 869-894 | |||
| Приложение №1 (окончание) | ||||||
| Варианты заданий для выполнения курсовой работы | ||||||
| Номер варианта | Территория зоны | Используемый стандарт | Полоса частот, МГц | Число Абонентов сети, тыс. чел | Площадь зоны обслуживания, км² | |
| Городская застройка (пригород) | TDMA (GSM- 1800) | 1710–1785 | 1805–1880 | |||
| Городская застройка (средний город) | CDMA | 824-849 | 869-894 | |||
| Городская застройка (пригород) | CDMA | 824-849 | 869-894 | |||
| Городская застройка (средний город) | TDMA (GSM- 900) | 890-915 | 935-960 | |||
| Сельский полуоткрытый участок | CDMA | 824-849 | 869-894 | |||
| Городская застройка (средний город) | TDMA (GSM- 1800) | 1710–1785 | 1805–1880 |
|
|
|
|
|
|
Приложение 2
Приложение 2 (окончание)
Приложение 3
Исходные данные для расчета электропитания базовой станции
| № варианта | Аккумуляторные батареи | ||
| Тип | Номинальное напряжение Un, В | Номинальная емкость Cn, Ач | |
| Свинцово-кислотные | |||
| Щелочные | |||
| Свинцово-кислотные | |||
| Гелевые | |||
| Свинцово-кислотные | |||
| Гелевые | |||
| Щелочные | |||
| Гелевые | |||
| Гелевые | |||
| Свинцово-кислотные | |||
| Свинцово-кислотные | |||
| Гелевые | |||
| Щелочные | |||
| Свинцово-кислотные | |||
| Щелочные | |||
| Гелевые | |||
| Свинцово-кислотные | |||
| Свинцово-кислотные | |||
| Щелочные | |||
| Свинцово-кислотные | |||
| Свинцово-кислотные | |||
| Гелевые | |||
| Щелочные |
Приложение 3(окончание)
Исходные данные для расчета электропитания базовой станции
| № варианта | Аккумуляторные батареи | ||
| Тип | Номинальное напряжение Un, В | Номинальная емкость Cn, Ач | |
| Свинцово-кислотные | |||
| Щелочные | |||
| Гелевые | |||
| Щелочные | |||
| Гелевые | |||
| Гелевые | |||
| Свинцово-кислотные |
Приложение 4
Значения наработки на отказ и времени восстановления
| № варианта | Среднее время наработки на отказ Тср, тыс. ч | Среднее время восстановления Тв, ч | ||
| БС | контроллер | мультиплексор | ||
| Приложение 4 (окончание) Значения наработки на отказ и времени восстановления | ||||
| № варианта | Среднее время наработки на отказ Тср, тыс. ч | Среднее время восстановления Тв, ч | ||
